基于VC++實時海浪功率譜分析軟件設計

隨機信號頻譜和功率譜分析常用到快速付里葉變換（FFT），本文介紹一種基于
VC++6.0 設計類實現(xiàn)FFT 的方法，并在此基礎上編寫了實時海浪功率譜分析軟件。設計類Fft 具有一定的通用性，可用于其它隨機信號頻譜分析。
Pierson 把Rice 關(guān)于通訊無線電噪聲理論應用于海浪研究后，利用譜的概念來描述隨機
海浪逐漸成為研究海浪的主要手段[1]。如今，譜方法已成為研究海浪及其相關(guān)問題的有力工具，因為，譜是隨機海浪一個重要的統(tǒng)計性質(zhì)，它不僅包含著海浪的二階信息，而且還直接給出海浪組成波能量相對于頻率和方向的分布，這正是海洋工程和航海領域等特別關(guān)心的[2]。目前常用的海浪譜估計方法有兩種：相關(guān)函數(shù)法和周期圖法。本文采用周期圖法，周期圖法實現(xiàn)的核心是離散付里葉變換（DFT）的實現(xiàn)。然而，離散付里葉變換計算量大，計算時間長，尤其在采樣點的個數(shù)較多時，計算量大到讓人無法容忍的程度?？焖俑独镒儞Q（FFT）大大提高了運算速度，所以用到付里葉變換時，多采用FFT 算法。
本文采用 FFT 算法，先得到樣本2048 個時域采樣點的粗譜估計，再利用平滑算法，得
到平滑譜。利用VC++環(huán)境主要為了設計實時、具有一定通用性的海浪功率譜分析軟件。
VC 中沒有現(xiàn)成的FFT 函數(shù)或類供編程者調(diào)用，因此需要編程實現(xiàn)，實現(xiàn)方法有兩種，
一種是編寫函數(shù)；另一種設計付里葉變換類。前者對于小程序編寫是可行的，很不利于軟件的模塊化設計和功能的擴充；后者不僅有利于程序的模塊化設計，還有利于軟件的升級，更好的發(fā)揮VC++面向?qū)ο缶幊痰膬?yōu)勢。因此，選擇后者設計付里葉變換類[3]。
設計的付里葉變換類具有快速付里葉變換和快速付里葉逆變換兩種功能，以后根據(jù)需要
可隨時修改，增加封裝函數(shù)，實現(xiàn)更多功能。