计算f(x,y)=0(当-a/2 < x < a/2, -b/2<y<b/2)或f(x,y)=1 (当x>=a/2或x<= -a/2, y>= b/2或y<= -b/2) 的二维傅里叶变换结果
时间: 2023-05-31 17:01:31 浏览: 111
概率密度函数估计:概率密度函数估计-matlab开发
这是一个分段函数,我们可以分别计算其在不同区域内的傅里叶变换:
当 $-a/2<x<a/2$ 且 $-b/2<y<b/2$ 时,$f(x,y)=0$,因此其傅里叶变换为零:
$$F(u,v)=\iint_{-\infty}^{\infty}f(x,y)e^{-2\pi i(ux+vy)}dxdy=0$$
当 $x\geq a/2$ 或 $x\leq -a/2$ 时,$f(x,y)=1$,这相当于一个矩形函数。根据矩形函数的傅里叶变换公式,有:
$$F(u,v)=\frac{2\sin(\pi ua)}{\pi u}\frac{2\sin(\pi vb)}{\pi v}$$
当 $y\geq b/2$ 或 $y\leq -b/2$ 时,$f(x,y)=1$,这相当于在 $x$ 轴上取值为 $1$ 的冲击函数,根据冲击函数的傅里叶变换公式,有:
$$F(u,v)=2b\frac{\sin(\pi va)}{\pi v}$$
综上所述,$f(x,y)$ 的傅里叶变换为:
$$F(u,v)=\begin{cases}0 & -a/2<x<a/2,\ -b/2<y<b/2 \\ \frac{2\sin(\pi ua)}{\pi u}\frac{2\sin(\pi vb)}{\pi v} & x\geq a/2\ \text{或}\ x\leq -a/2 \\ 2b\frac{\sin(\pi va)}{\pi v} & y\geq b/2\ \text{或}\ y\leq -b/2\end{cases}$$
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