1樓：la啦
要找到負頻率成分的物理意義，首先要看這個訊號中虛部的物理意義。
比如說對於光(電磁波)來說，認為：訊號的實部表示某點某方向上的時域電場，那麼虛部可以認為是時域磁場。
對於真空中的單色(頻)平面波來說，這時，這個時域訊號的實部和虛部是正交的(數值上)，傅利葉變換結果為正或者負的乙個單位衝激函式。此時的正負，表示了光(電磁波)的傳播方向(實部超前虛部與虛部超前實部表示了相反的傳播方向)。
在以上設定下，假如現在出現了乙個只有實部的訊號，這種情況可能會出現嗎？沒錯，就是駐波。將乙個只有實部的正(餘)弦訊號進行傅利葉變換，我們可以得到一對互為相反數頻率的結果。
這意味著這個只有實部的訊號是兩個方向相反平面波的疊加，實部處於波腹而虛部處於波節。這時候如果調整兩個平面波的相位(頻域的相角)，就可以得到該點不同的疊加狀態。
在以上這個例子中，頻域的負頻率成分可以找到完全對應的物理意義。實際在一般情況下，我們只能探測到實部訊號，認為負頻率成分表示反向傳播的訊號，在已知訊號方向的情況下，可以解出唯一對應的虛部(令負頻率成分為0即可)
2樓：
數學形式和物理物件不是一一對應的。
當我們用數學工具去描述物理現象，可能要對數學形式進行限定，這種限定往往基於物理背景。
就像人的年齡不能是負的，負頻率的說法，一些人也不接受。
其實，換種視角，力可正可負，當你指定了方向，力就可以出現負的。不指定方向，力的方向就體現在方程之中。這樣去理解負頻率也行，就是方向不同。
3樓：Madsquirrel
訊號本身是實數，傅利葉變換是把訊號分解為復指數訊號相加，因此在正負頻率處是共軛的，否則相加將會產生複數。額......我只是解釋了為什麼會出現負頻率。
4樓：linmue-譚祥軍
按常規，正旋轉是按逆時針方向。如果我們觀察乙個向量的端點以角頻率ω旋轉，那麼相應的軌跡為正弦波Asin
ωt=Asin2πft
。波形的過去和未來為圖所示。
圖3 逆時針方向旋轉的向量
假設我們現在觀察相同的設定，但現在這個向量按順時針方向旋轉。
圖4 順時針方向旋轉的向量
兩個波形實際上是相同的。因此，如果我們測量這個正弦波，我們不知道波形何時開始，我們也不能確定它是否是順時針方向還是逆時針方向。實際上，正頻率相當於逆時針方向旋轉，負頻率相當於順時針方向旋轉。
訊號的相位與正頻率成分的相位相同，所以人們只關心正頻率。
關於這一點，更多詳情請閱讀以下文章：
FFT分析的負頻率是什麼？
5樓：Mika
題主是糾結於為什麼乙個好好的正弦訊號在頻域上被分為正負兩個部分嗎？
傅利葉變換不是把訊號分解成正弦訊號，而是復指數訊號，這個可以參考FT的公式。也就是說，用於重構訊號的基本block，是復頻域上的轉動。所以在頻譜分析的時候，頻域上的n或者f，是復頻域上的頻率，而不是「實頻域」上簡單的sin/cos震動。
負的頻率，就是從另乙個方向轉動的複頻轉動。兩個不同方向的複頻轉動，可以構建乙個簡單的正弦訊號（尤拉公式可得）：
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