一种基于可调窗函数的S变换时频分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于可调窗函数的S变换时频分析方法，对输入信号进行时域采样，获得离散序列；对离散序列进行FFT变换，获得信号频谱；根据信号频谱和分辨率要求，确定窗长控制函数以及窗函数；对窗函数进行FFT得到窗函数频谱；对信号频谱进行周期延拓，并将扩维后的信号频谱跟窗函数频谱相乘；对相乘的结果进行傅里叶逆变换，得到单个频率点的时间分布结果；完成所有频率点的计算，最终获得二维矩阵时频谱。本发明专利技术能够实现高分辨率时频分析，方法计算量适中，便于工程实现，具有良好的实时性。

A time-frequency analysis method of S-transform based on adjustable window function

【技术实现步骤摘要】
一种基于可调窗函数的S变换时频分析方法
本专利技术涉及雷达信号处理技术，特别涉及一种基于可调窗函数的S变换时频分析方法。
技术介绍
对雷达回波信号进行信号处理，可以提取目标数量、种类及状态等信息。然而，雷达回波信号大都为非平稳信号，具有时变性等特性，因此需要研究时频分析方法确定频率随时间的变化特性。目前，常用的时频分析方法包括短时傅里叶变换(STFT)、小波变换(WT)、魏格纳-威尔分布(WVD)和S变换(ST)等。S变换是Stockwell在短时傅里叶变换(STFT)和小波变换(WT)的基础上提出的。该方法采用高斯窗，并设置其窗长与待分析信号频率成反比，使得窗长随信号频率而自适应变化，具有较好的时频分析性能，但是由于其时窗宽度和信号频率成简单的反比关系，在分析较复杂的非平稳信号时，S变换分析性能变差。专利申请号为CN201710397687.0，专利技术名称为“同步挤压广义S变换信号时频分解与重构方法”的中国专利，综合了四参数广义S变换和同步挤压变换，推导了同步挤压广义S变换的逆变换公式，与分数阶傅里叶变换的不同阶次相结合，并用角度约本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于可调窗函数的S变换时频分析方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：对输入信号进行时域采样，获得离散序列；/n步骤2：对离散序列进行FFT变换，获得信号频谱；/n步骤3：根据信号频谱和分辨率要求，确定窗长控制函数以及窗函数；/n步骤4：对窗函数进行FFT得到窗函数频谱；/n步骤5：对信号频谱进行周期延拓，并将扩维后的信号频谱跟窗函数频谱相乘；/n步骤6：对步骤5相乘的结果进行傅里叶逆变换，得到单个频率点的时间分布结果；/n步骤7：重复步骤4-6，直至完成所有频率点的计算，最终获得二维矩阵时频谱。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于可调窗函数的S变换时频分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：对输入信号进行时域采样，获得离散序列；
步骤2：对离散序列进行FFT变换，获得信号频谱；
步骤3：根据信号频谱和分辨率要求，确定窗长控制函数以及窗函数；
步骤4：对窗函数进行FFT得到窗函数频谱；
步骤5：对信号频谱进行周期延拓，并将扩维后的信号频谱跟窗函数频谱相乘；
步骤6：对步骤5相乘的结果进行傅里叶逆变换，得到单个频率点的时间分布结果；
步骤7：重复步骤4-6，直至完成所有频率点的计算，最终获得二维矩阵时频谱。


2.根据权利要求1所述的基于可调窗函数的S变换时频分析方法，其特征在于，步骤1中，对输入信号s(t)进行时域采样，采样频率为fs，采样时间间隔为采样点数为其中t为信号时长，获得离散序列s[kT]，k＝0,1,2,…,N-1。


3.根据权利要求1所述的基于可调窗函数的S变换时频分析方法，其特征在于，步骤2中，对离散序列s[kT]进行FFT变换，获得信号频谱


4.根据权利要求1所述的基于可调窗函数的S变换时频分析方法，其特征在于，步骤3中，确定窗长控制函数以及窗函数的具体方法为：
步骤3-1、根据信号频谱和分辨率要求，确定参数a、b、c；
设信号采样率为fs，由于因此取设信号的最大频率和最小频率为fmax和fmin，实际分析所允许的窗函数频域宽度的最大和最小值Δ...

【专利技术属性】
技术研发人员：芮义斌，焦碧璇，谢仁宏，李鹏，高猛，费海凤，于晴，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32