窓処理

スペクトル漏れとは、測定されたスペクトルエネルギーが1つの周波数から別の周波数に漏れるように現れる現象です。この現象は、サンプリング中にサンプリングされた波形に整数のサイクル数が含まれない場合に発生します。スペクトル漏れを削減するのに使用されるテクニックでは、窓関数で時間領域波形を乗算します。

離散フーリエ変換 (DFT) と高速フーリエ変換 (FFT) は、所定の信号を正弦と余弦の合計に変換する数学的テクニックです。これはスペクトル解析の基礎です。7.5サイクルなどの整数以外のサイクル数をサンプリングする際にDFT/FFTを使用すると、FFTがデータは定期的に繰り返される波形の単一の周期であると想定するために、1つの周波数でのエネルギーがその他すべての周波数に漏れるかのように現れるスペクトルを返します。人工的な不連続は、元の信号には存在しない高周波として現れます。これらの周波数はナイキスト周波数よりも高いため、0とfs/2の間にエイリアスされて表示されます。

使用する窓のタイプは、集録する信号のタイプとアプリケーションによって異なります。適切な窓を選択するには、解析する信号に対してある一定の知識が必要となります。以下の表は、標準窓のタイプ、適切な信号のタイプ、サンプルアプリケーションを示します。