一种改进S变换的有限窗长时频分析方法技术

本发明专利技术公开了一种改进S变换的有限窗长时频分析方法，在频率与窗长之间建立基于反正切函数的映射，使得窗长在一定范围内随频率自适应变化，将改进后的窗函数代入S变换，实现高分辨率时频分析，包括以下步骤：信号采样，得到离散序列后进行快速傅里叶变换获得信号频谱，再根据信号频谱特点以及分辨率要求确定控制因子，将得到的控制函数代入窗函数中，窗函数经过快速傅里叶变换后与扩维后的信号频谱相乘，再经傅里叶逆变换得到时频谱。本方法既实现了窗长随信号频率变化而变化，又限定了窗长的变化范围，保证了时频谱各个部分都有很高的分辨率。

【技术实现步骤摘要】
一种改进S变换的有限窗长时频分析方法
本专利技术属于一种雷达信号处理技术，特别是一种改进S变换的有限窗长高精度时频分析方法。
技术介绍
非平稳信号是雷达信号处理中最常见的信号，而时频分析是分析该类信号的重要工具。为了准确分析信号的局部特性，时频分析将一维时域信号映射到二维时频平面，从而获得信号的时频分布。目前，常用的时频分析方法主要包括短时傅里叶变换(STFT)、希尔伯特-黄变换(HHT)、S变换(ST)、小波变换(WT)等。DennisGabor于1946年提出了短时傅里叶变换，其基本思想是通过加窗实现信号的分段傅里叶变换，从而得到信号的时变特性。但STFT所用窗函数固定，与时间和频率无关，是一种单一分辨率的分析方法。1998年，黄锷等人提出的希尔伯特-黄变换，将经验模态分解与Hilbert谱分析相结合，将信号分解为若干固有模态函数(IMF)后映射到时频域中，但其理论与算法还未完善，存在模态混叠、端点效应等问题。而小波变换的思想来源于伸缩与平移方法，是一种窗口面积固定但形状可改变的时频局部化分析方法，能根据高低频信号特点自适应调整时频窗，有着“数学显微镜”美称。但小波基设计难度较大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进S变换的有限窗长时频分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对信号进行采样，采样点数为N＝t/T,其中t为信号时长，T为采样周期，得到信号的离散序列h[kT](k＝1,2,…,N)；步骤2、对信号的离散序列h[kT]进行快速傅里叶变换，得到离散信号频谱

【技术特征摘要】
1.一种改进S变换的有限窗长时频分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对信号进行采样，采样点数为N＝t/T,其中t为信号时长，T为采样周期，得到信号的离散序列h[kT](k＝1,2,…,N)；步骤2、对信号的离散序列h[kT]进行快速傅里叶变换，得到离散信号频谱其中(n＝0,1,2,…,N-1)；步骤3、确定控制因子a、b、c的值，得到窗长控制函数后确定窗函数；步骤4、对窗函数进行快速傅里叶变化得到窗函数频谱；步骤5、将扩维后的信号频谱跟窗函数频谱相乘，再对其进行傅里叶逆变换；步骤6、重复步骤4、步骤5，直至所有频率点全部计算完成，得到高分辨率时频谱。2.根据权利要求1所述的改进S变换的有限窗长时频分析方法，其特征在于，步骤3中确定控制因子a、b、c的值，得到窗长控制函数后确定窗函数，具体步骤为：步骤3-1、确定时窗取值范围[Δtmin,Δtmax]，其中Δtmin为最小时窗长度，Δtmax为最大时窗长度，通过下列不等式确定a和c的取值范围：步骤3-2、在取值范围内确定a和c的值，并取其中fs为采样频率，并将a、b、c的值代入窗长控制函数中：步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：芮义斌，严丽萍，谢仁宏，李鹏，郭山红，杜禹，吕云涛，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32