【摘要】：在數(shù)字地震數(shù)據(jù)處理中,有限長離散傅里葉變換和有限長離散余弦變換廣泛應(yīng)用于地震數(shù)據(jù)的頻譜分析和信噪比提高等領(lǐng)域。但這兩種數(shù)字變換方法得到的頻譜與原數(shù)據(jù)真實頻譜之間的關(guān)系,及通過這兩種變換方法濾波后得到的數(shù)據(jù)與原數(shù)據(jù)中頻率成分相同信號之間的關(guān)系,在研究中卻很少有涉及。本論文主要討論了兩個方面的內(nèi)容,一個是有限長傅里葉變換頻譜和有限長余弦變換頻譜與實際地震信號頻譜之間的關(guān)系,另一個是低頻諧振噪音頻譜的變化規(guī)律與其波動學(xué)特征之間的關(guān)系。第一方面內(nèi)容從討論、驗證有限長傅里葉變換頻譜和有限長余弦變換頻譜與實際地震信號頻譜之間的關(guān)系出發(fā),從理論推導(dǎo)、模型驗證和實際數(shù)據(jù)應(yīng)用三個方面著手,研究論證了有限長傅里葉變換頻譜、有限長余弦變換頻譜跟地震信號頻譜之間的關(guān)系,得出這兩種頻譜不是地震信號實際頻譜;以及經(jīng)這兩種變換方法濾波后的地震數(shù)據(jù)是失真的數(shù)據(jù),不是原信號中與濾波頻率相同的頻率成分的信號。提出了使用混波方法來提高地震信號的信噪比,降低上述兩種數(shù)字變換方法濾波所產(chǎn)生的信號失真對地震信號的影響,經(jīng)理論數(shù)據(jù)驗證跟實際地震數(shù)據(jù)應(yīng)用,取得了非常好的應(yīng)用效果。第二個方面內(nèi)容從低頻諧振噪音的波動學(xué)特征出發(fā),經(jīng)公式推導(dǎo)論證,提出了對低頻諧振噪音采用固定長度窗口滑動掃描方法來統(tǒng)計低頻諧振噪音的振幅屬性和頻譜屬性。通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)得出了滑動窗口間的能量與窗口首個采樣點之間的關(guān)系,及低頻諧振噪音中單頻波成分在滑動窗口中的變化規(guī)律與窗口首個采樣點之間的關(guān)系。數(shù)學(xué)推導(dǎo)結(jié)論與理論模型驗證和實際數(shù)據(jù)驗證結(jié)果一致。通過對低頻諧振噪音進(jìn)行滑動窗口掃描,得到滑動窗口頻譜中單頻波成分的變化規(guī)律,并通過單頻波的變化規(guī)律反映出低頻諧振噪音的變化規(guī)律,這個過程是將低頻諧振噪音變化規(guī)律的特征聚焦于某一單頻波的變化規(guī)律中,故而將該方法稱為諧頻聚焦方法。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P631.44
【圖文】：

章 研究思路 研究思路特定的頻率振動，出現(xiàn)受迫振動幅度比其它頻對共振頻率已儲存了動能，因此對于共振頻率生很強(qiáng)受迫振動。對于物理系統(tǒng)來說，產(chǎn)生共倍頻也屬于共振頻率。因此，一個系統(tǒng)有多個共振頻率一致，系統(tǒng)就會出現(xiàn)共振；反之則不振動（如寬頻振動），系統(tǒng)會對其它頻率振動的振動產(chǎn)生共振。頻率與受迫

信號產(chǎn)生振幅加強(qiáng)作用；同時共振頻率奇數(shù)倍頻率的倍頻信號與共振頻率偶數(shù)倍頻率的倍頻信號相互之間在共振頻率信號波谷處相互之間也會產(chǎn)生振幅抵消作用（圖 2-2）。上述為倍頻信號對共振信號在波峰和波谷的振幅作用方式；在共振頻率信號非波峰波谷處，倍頻信號與共振頻率信號之間的振幅作用關(guān)系情況變得更為復(fù)雜，各頻率倍頻信號和共振頻率會根據(jù)彼此所在的正負(fù)周期相互振幅抵消或加強(qiáng)。如圖 2-2 所示，該圖中左圖為振幅相同、初始相位相同的四條余弦曲線，其頻率分別為共振頻率、2 倍頻、3 倍頻、4 倍頻；中間圖為它們疊加的結(jié)果，圖中我們可以看到在共振頻率信號的波峰處有明顯的振幅加強(qiáng)作用，而在 4 倍頻信號的負(fù)半周處，疊加信號就開始出現(xiàn)負(fù)半周，并且出現(xiàn)四個波谷，波谷處能量明顯低于四個頻率信號振幅絕對值的和，如果跳過波峰直接看觀察波谷，整個信號視頻率為共振頻率的四倍頻；右圖兩條曲線分別為疊加信號和共振頻率信號放大四倍后結(jié)果，該圖可以直觀看出各種倍頻信號與共振頻率信號之間的振幅加強(qiáng)作用和振幅抵消作用。疊加作用

以及 0.5fB<f<2fB時非共振頻率信號與共振頻率信號作用關(guān)系共同作用的結(jié)果（圖2-4、圖 2-5）。圖2-4為f<0.5fB時非共振頻率信號對共振頻率信號的抵消作用與相位改變作用示意圖，左側(cè)圖中藍(lán)色曲線為共振頻率信號，其它兩條曲線為與共振頻率信號振幅一致、初始相位相同的非共振頻率信號；右側(cè)圖中藍(lán)色曲線為共振頻率信號放大三倍后的結(jié)果，黃色曲線為三種頻率信號疊加的結(jié)果。圖 2-4 f<0.5fB 時非共振頻率信號與共振頻率信號之間振幅疊加的抵消作用與相位改變作用圖 2-5 f>2fB 時非共振頻率信號與共振頻率信號之間振幅疊加的抵消作用與相位改變作用相位和振幅發(fā)生變化圖 2-3 非共振頻率信號與共振頻率信號之間振幅疊加的抵消作用與相位改變作用

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2782252