频率估计的时频分析方法研究

郭 振，郭建涛

（1.信阳师范学院 计算机与信息技术学院，河南 信阳 464000；2.信阳师范学院 物理电子工程学院，河南 信阳 464000）

信号处理与分析中最重要也是最基本的两个变量是时间和频率。随着现代电子技术的发展使其信号形式越来越复杂，信号的非线性、非平稳时变特性已经成为信号的主要特征，单纯的时域或者频域处理已经不能满足需要。采用时频分析可以在时频二维平面给出信号的时变频谱，是解决上述问题的一种有效方法。

现代通信，特别是跳频扩频通信系统中，通过频率和相位调制来展宽信号的频谱。在雷达、声纳以及电子对抗中的信号探测系统中，系统和目标之间的相对移动，传播媒质的扰动都会使频率发生改变。信号频率的时变已经成为其非平稳性的主要表现之一，因此在很多实际信号的处理中，估计一个非平稳过程的瞬时频率是一项重要的工作。利用时频分析研究瞬时频率估计及各种方法的性能对国民经济的发展和国防建设有重要的意义。笔者阐述了瞬时频率时频分析理论研究和应用发展概况，给出了几种典型的估计算法以及相应的性能评价。

1 瞬时频率

瞬时频率这个概念起源于通信中的调频研究。Armstrong[1]发现进行频率调制可以有效地压制噪声，从而引起人们对调频信号中“频率”这个物理量的兴趣，促使人们去深入研究频率调制和瞬时频率的概念及其数学描述。

1）解析信号的相位差分

Gabor[2]提出了从实信号产生相应复信号的方法，这对瞬时频率概念的进一步发展起了重要作用。……