非平稳信号的时频分析与处理方法研究

【摘要】： 时频分析是分析处理非平稳信号的有力工具，它将信号表示为时间和频率的 联合函数，揭示了信号的时变谱特征。本文围绕时频分析的有关理论和应用进行 了研究，主要研究工作及取得的研究成果包括： 1.分析了短时傅立叶变换的时频分辨性能和时间-时延-多普勒函数的性 质，提出了一种采用线性调频窗函数的自适应短时傅立时变换方法，利 用时间-时延-多普勒函数和Radon变换技术估计信号的瞬时调频指数， 自适应地调整窗函数的参数。 2.分析对比了时频分布中交叉项的抑制方法，提出了一种最优相位核时频 分布；讨论了最优相位核时频分布的性质、自主项区域的确定和附加其 它时频分布性质的最优相位核时频分布；给出了离散化最优相位核时频 分布的数值计算方法；利用最优相位核时频分布对蝙蝠信号进行分析， 获得高度的时频分辨率与精确的时频结构。 3.将局部Radon变换引入时频分布领域，提出了局部Radon-Wigner变换， 给出了其定义表达式和一种快速算法，分析了其性质以及与Radon- Wigner变换、Wigner分布、模糊函数的关系，讨论了其与广义边缘条 件时频分布的内在联系。 4.分析了局部化时频分布的性质，提出了互局部化时频分布，并提出一种 基于互局部化时频分布的迭代瞬时频率估计方法；以解析方法分析了无 噪声情况下该方法的收敛性，讨论了初始参考信号的估计方法，用计算 机仿真方法分析了在噪声背景中与其它方法的性能对比；利用该方法分 析雷达测速系统的多普勒信号，准确地估计了被测目标的加速情况。 5.分析了编队机群低分辨雷达回波多普勒信号的时频结构特性，提出了编 队目标雷达回波信号的数学模型，并用实测雷达数据的时频分析结果验 证了该模型的正确性；提出了自适应Chirp信号表示方法；利用该方法 对实测编队目标雷达回波数据进行分析，有效地实现了多目标分辨。