Frekvenciaspektrum

Frekvensaspektrum, eller frequency spectrum, er representasjonen av et signal i frekvensdomenet. Den viser hvordan signalets energi eller effekt er fordelt på ulike frekvenser. For et kontinuerlig tidssignal x(t) oppnås spekteret X(f) ved hjelp av Fourier-transformasjonen, som beskriver amplitude og fase til hver frekvens f. Magnitudespekteret |X(f)| viser hvor sterk hver frekvens er, mens fasespekteret arg(X(f)) beskriver relativ timing mellom komponentene. Ofte benyttes kraftspektrumet, proporsjonalt med |X(f)|^2, som gir energifordelingen per frekvens.

Signaler kan ha et kontinuerlig spektrum (bredbåndet) eller et linjespektrum (for periodiske signaler) i form av diskrete linjer.

Vanlige måleinstrumenter og metoder inkluderer spektrumanalysatorer, rask Fourier-transformasjon (FFT) og spektrogrammer (tidsvariasjon av spekteret). Innen RF og telekommunikasjon må spekteret passe innen tildelte bånd; bredde er definert av båndbredden. Elektromagnetiske spektrumet reguleres av myndighetene; ITU koordinerer internasjonale tildelinger, mens nasjonale myndigheter gir lisenser og overvåker bruk, inkludert lisensierte og lisensfrie bånd som Wi‑Fi.

Anvendelser omfatter utforming av kommunikasjons- og modulasjonssystemer, lyd- og musikkanalyse, akustikk og radar. Viktige konsepter er spektral tetthet, kraftspektral tetthet, prøvetaking og aliasing, samt oppløsning i spektrale estimater og vindusrespons.

Kort sagt gir frekvensaspektrum en kompakt beskrivelse av et signals frekvensinnhold og er grunnleggende innen ingeniørfag, naturvitenskap og regulering av trådløse ressurser.