基于VC++實(shí)時(shí)海浪功率譜分析軟件設(shè)計(jì)

隨機(jī)信號(hào)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(shè)計(jì)類實(shí)現(xiàn)FFT 的方法，并在此基礎(chǔ)上編寫了實(shí)時(shí)海浪功率譜分析軟件。設(shè)計(jì)類Fft 具有一定的通用性，可用于其它隨機(jī)信號(hào)頻譜分析。
Pierson 把Rice 關(guān)于通訊無(wú)線電噪聲理論應(yīng)用于海浪研究后，利用譜的概念來(lái)描述隨機(jī)
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(wèn)題的有力工具，因?yàn)?，譜是隨機(jī)海浪一個(gè)重要的統(tǒng)計(jì)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(duì)于頻率和方向的分布，這正是海洋工程和航海領(lǐng)域等特別關(guān)心的[2]。目前常用的海浪譜估計(jì)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(shí)現(xiàn)的核心是離散付里葉變換（DFT）的實(shí)現(xiàn)。然而，離散付里葉變換計(jì)算量大，計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)，尤其在采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)較多時(shí)，計(jì)算量大到讓人無(wú)法容忍的程度?？焖俑独镒儞Q（FFT）大大提高了運(yùn)算速度，所以用到付里葉變換時(shí)，多采用FFT 算法。
本文采用 FFT 算法，先得到樣本2048 個(gè)時(shí)域采樣點(diǎn)的粗譜估計(jì)，再利用平滑算法，得
到平滑譜。利用VC++環(huán)境主要為了設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)、具有一定通用性的海浪功率譜分析軟件。
VC 中沒(méi)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(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)方法有兩種，
一種是編寫函數(shù)；另一種設(shè)計(jì)付里葉變換類。前者對(duì)于小程序編寫是可行的，很不利于軟件的模塊化設(shè)計(jì)和功能的擴(kuò)充；后者不僅有利于程序的模塊化設(shè)計(jì)，還有利于軟件的升級(jí)，更好的發(fā)揮VC++面向?qū)ο缶幊痰膬?yōu)勢(shì)。因此，選擇后者設(shè)計(jì)付里葉變換類[3]。
設(shè)計(jì)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(shí)修改，增加封裝函數(shù)，實(shí)現(xiàn)更多功能。