参数逼近的自适应时频分析
２０１２年１０月
第３９卷第５期
西安电子科技大学学报（自然科学版）
ＪＯＵＲＮＡＬ０ＦＸＩＤＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
０ｃｔ．２０１２
Ｖ０１．３９ＮＯ．５参数逼近的自适应时频分析
王海，马琳丽，张敏
（西安电子科技大学机电工程学院，陕西西安７１００７１）
摘要：针对二次时频变换中的交叉项影响，研究了一种基于信号分解的ＷＶＤ时频分析的方法，它结合自
适应高斯提取法的思想和ＷＶＤ的优良特性，将信号分解为若干个基于高斯包络的ｃｈｉｒｐ信号分量，然后
进行ｗＶＤ时频变换和时频图的综合显示，消除了时频变换中交叉项的影响，也保持了信号自项的时频聚
集度．将此时频分析方法应用于雷达信号时频分析，实验结果表明，该分解方法有效地消除了信号交叉项
的影响，且保持了原信号的时频聚集度．
关键词：二次时频变换；维格纳一威利分布；自适应时频分析；ｃｈｉｒｐ信号
中图分类号：ＴＮ９１文献标识码：Ａ文章编号：１００１－２４００（２０１２）０５—００３５—０７
Ａｄａｐｔｉｖｅｔｉｍｅ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎａｌｙｓｉｓｂａｓｅｄｏｎ
ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ
ＷＡＮＧＨａｉ，ＭＡＬｉｎｌｉ，ＺＨＡＮＧＭｉｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｏ—ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＸｉｄｉａｎＵｎｉｖ．，Ｘｉ’ａｎ７１００７１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｒｏｓｓｔｅｒｍｓｉｎｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｔｉｍｅ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｗｅｈａｖｅ
ｓｔｕｄｉｅｄａｋｉｎｄｏｆｔｉｍｅ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｓｉｇｎａｌｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ．ＣｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈＧａｕｓｓｉａｎ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｔｈｏｕｇｈｔｓａｎｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＷＶＤ．ｔｈｅｓｉｇｎａｌｉｓｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄｉｎｔｏｓｅｖｅｒａｌｃｈｉｒｐｓｉｇｎａｌ
ｗｉｔｈｇａｕｓｓｅｎｖｅｌｏｐｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．ＡｎｄｔｈｅｎｔｈｒｏｕｇｈＷＶＤｔｉｍｅ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｔｒａｎｓｆｏｒｍａｎｄｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ
ｄｉｓｐｌａｙｏｆｔｉｍｅ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉａｇｒａｍｓ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｒｏｓｓｔｅｒｍｓｉｓｅｌｉｍｉｎａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｉｇｎａｌ’Ｓｔｉｍｅ—
ｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅｓｍａｉｎｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｔｉｍｅ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｒａｄａｒｓｉｇｎａｌ
ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｉｓｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｅｌｉｍｉｎａｔｅｓｔｈｅｃｒｏｓｓｔｅｒｍｓｏｆ
ｔｈｅｓｉｇｎａｌ，ａｎｄｍａｉｎｔａｉｎｓｉｔｓｔｉｍｅ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅｓ．
Ｋｅｙ
Ｗｏｒｄｓ：ｓｅｃｏｎｄｔｉｍｅ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｔｒａｎｓｆｏｒｍ；Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ａｄａｐｔｉｖｅｔｉｍｅ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎａｌｙｓｉｓ；
ｃｈｉｒｐｓｉｇｎａｌ
信号分析中的时频变换主要分为两类：线性时频变换和二次（双线性）变换．线性时频变换是从傅里叶变换得到的时频分布，从短时傅里叶变换（ＳＴＦＴ）开始，滑动窗口的大小限制了短时傅里叶谱图的分辨率．与短时傅里叶的固定分辨率相反，小波变换是一种可以在一个域（时间或者频率）得到可变的分辨率，在另一个域得到多分辨率的时频表示法。但是，小波具有严格的栅格形式，而在很多时候需要根据信号分量的特点来灵活调整时频面的分辨率，为此，许多文献提出了若干信号自适应时频表示法．其中，自适应谱图（ＡＤＳ）使用自适应归一化高斯函数来表示信号，但是搜索过程缓慢，消耗时间多，且对复杂的非平稳信号无法进行有效的匹配．
二次时频变换是从功率谱得到时频分布．二次时频分布的主要问题是定义一个合适的、由时间决定的功率谱．维格纳一威利分布（ＷＶＤ）是二次时频变换中最基本的一种，它有许多良好的性质，且在所有时频表示收稿日期：２０１１－０５—２７网络出版时间：２０１２－０５２３
基金项目：国家自然科学基金资助项目（１０７０３００４）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（ＪＹｌ００００９０４００４）
作者简介：王海（ｉ９７６一），男，副教授，博士，Ｅ—ｍａｉｌ：ｗａｎｇｈａｉ＠ｍａｉｌ．ｘｉｄｉａｎ．ｅｄｕ．ｃｎ．
网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／６１．１０７６．ＴＮ．２０１２０５２３．１６３３．２０１２０５．４７０２４．ｈｔｍｌ
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