各种常见的窗函数

资 源 简 介

各种常见的窗函数

详 情 说 明

窗函数是数字信号处理中的重要工具，主要用于减少频谱泄漏现象。以下是几种常见窗函数及其特性分析：

矩形窗（Rectangular Window） 时域波形：在指定区间内幅值恒为1，区间外为0，呈现严格的矩形形状。 频域特性：主瓣宽度最窄但旁瓣衰减最差（仅-13dB），频谱泄漏严重。

汉宁窗（Hanning Window） 时域波形：呈现平滑的钟形曲线，两端渐变为0。 频域特性：主瓣宽度是矩形窗的2倍，但旁瓣衰减显著改善（-31dB），适合音频分析。

汉明窗（Hamming Window） 时域波形：与汉宁窗相似，但两端不完全归零。 频域特性：主瓣宽度与汉宁窗相当，旁瓣衰减更优（-42dB第一旁瓣），适用于通信系统。

布莱克曼窗（Blackman Window） 时域波形：更平滑的三阶余弦调制曲线。 频域特性：主瓣最宽但旁瓣衰减最佳（-58dB），适合高动态范围信号分析。

凯泽窗（Kaiser Window） 时域波形：可通过β参数调节形状，从接近矩形到高度平滑。 频域特性：主瓣宽度与旁瓣衰减可动态权衡，适合自定义需求场景。

窗函数选择本质上是主瓣分辨率与旁瓣抑制的折中。矩形窗适合瞬态信号捕捉，平滑窗更适合连续谱分析。频域波形均表现为主瓣（能量集中区）和旁瓣（高频衰减区）的典型特征，具体参数需结合应用场景的频谱精度和泄漏容忍度综合考量。