Unter Spektralanalyse versteht man den Prozess der Analyse von Signalen oder Daten im Frequenzbereich. Dabei wird ein Signal in seine einzelnen Frequenzkomponenten zerlegt, um seine spektralen Eigenschaften wie Frequenzverteilung, Amplituden verschiedener Frequenzen und Phasenbeziehungen zu verstehen. Die Spektralanalyse wird in verschiedenen Bereichen wie Physik, Ingenieurwesen, Biologie und Finanzen eingesetzt, um periodische Phänomene zu untersuchen, Muster zu identifizieren, Anomalien zu erkennen und relevante Informationen aus Signalen zu extrahieren.
Der Begriff „Spektralanalyse“ bezieht sich im Allgemeinen auf Analysetechniken und -methoden, die zur Untersuchung des Frequenzgehalts von Signalen oder Daten verwendet werden. Es umfasst eine Reihe mathematischer und rechnerischer Werkzeuge wie Fourier-Transformationen, Schätzung der spektralen Leistungsdichte und Wavelet-Transformationen. Spektralanalysetechniken sind für die Charakterisierung von Signalen in kontinuierlichen und diskreten Bereichen von entscheidender Bedeutung und liefern Einblicke in ihre zugrunde liegende Dynamik und Eigenschaften.
Unter Spektrumanalyse versteht man den Prozess der Analyse und Interpretation des Frequenzspektrums eines Signals. Dabei handelt es sich um Techniken zur Messung und Visualisierung der Amplituden- und Frequenzkomponenten eines Signals, die normalerweise auf einem Spektrumanalysator oder durch rechnerische Methoden angezeigt werden. Die Spektrumanalyse ist von grundlegender Bedeutung in Bereichen wie Telekommunikation, Audiotechnik, Radarsystemen und Umweltüberwachung, wo das Verständnis der Frequenzeigenschaften von Signalen für den Entwurf, die Fehlerbehebung und die Optimierung des Systems von entscheidender Bedeutung ist.
Die Spektralanalysetheorie umfasst die mathematischen Grundlagen und Prinzipien hinter Spektralanalysetechniken. Es umfasst Theorien der Fourier-Analyse, der Theorie linearer Systeme, der digitalen Signalverarbeitung und statistischer Methoden zur Analyse von Signalen im Frequenzbereich. Die Theorie umfasst Themen wie Fourier-Transformationen, Spektralschätztechniken, Fensterfunktionen und Interpretation von Spektraldaten. Das Verständnis der Theorie der Spektralanalyse ist entscheidend für die effektive Anwendung von Spektralanalysetechniken in verschiedenen Bereichen und Disziplinen, in denen eine Frequenzbereichsanalyse erforderlich ist.