基于滤波器组的改进型Wigner-Ville分布

针对时频分析中频谱图和Wigner-Ville分布(WVD)的不足,本文采用了一种滤波器组和WVD相结合的方法,并对这种改进的分布的性质进行了分析.最后举出实际例子说明它与其他几种常用的时频分析方法相比保留了 WVD能量集中的特性,而同时能够减少WVD带来的交叉项和人工产物,并能减少噪声的影响.     

一种基于SPWVD-WVD的高质量时频分析方法及ISAR成像应用

交叉项干扰抑制与高时频聚集度是准确反应信号的时频分布特征的重要因素。传统的魏格纳-维尔分布(Wigner-Ville Distribution,WVD)算法虽能获得较高的时频分辨特征,但分析多成分信号时存在严重的交叉项干扰问题,限制了其实用性;而平滑伪魏格纳-维尔分布(Smoothed Pseudo Wigner-Ville Distribution,SPWVD)算法虽在一定程度上抑制交叉项干扰,但降低了时频聚集度。为了解决上述问题,提出了基于SPWVD-WVD的时频分析方法。该方法利用SPWVD与WVD之间的滤波互消效应,将SPWVD二值化结果与WVD结果进行矩阵运算,最终得到高质量的时频分析结果。实验结果表明,所提出的算法能够有效去除多分量信号的交叉项干扰,提高信号分析结果的时频聚集度,还原多分量信号的真实时频分布。最后将该算法成功应用于逆合成孔径雷达成像中。     

椭圆球面波信号Wigner-Ville分布显式渐近求解方法

针对现有的椭圆球面波函数(PSWFs)信号时频分析无显式表达式、数值仿真误差不可控、时频分布结果对称性缺失等问题,该文引入Legendre多项式以及Wigner-Ville分布(WVD),提出一种PSWFs信号WVD显式渐近求解方法。该方法根据误差要求,生成所需阶数的Legendre多项式WVD自项、交叉项,进而与对应的WVD-Legendre系数相乘后线性叠加,获取PSWFs信号WVD显式渐近表达式。理论及数值仿真结果表明,所提方法能够产生满足误差要求的PSWFs信号WVD显式渐近表达式,且能够有效保持信号原有的时域、频域对称性。此外,在相同采样点数情况下,相对于基于数值解的PSWFs信号WVD,所提方法获得的PSWFs信号WVD频域分辨率更高。     

基于自项窗的WVD交叉项抑制技术

为了解决维格纳-维利分布(WVD)的交叉项干扰问题,提出一种覆盖自项支撑区的时频窗——自项窗,通过对信号的WVD进行加窗处理,得到改进的时频分布。首先分析了多分量信号WVD中自项和交叉项的不同特点,接着论述了自项窗法的原理及自项窗的构造方法,分析了改进的时频分布的性质,最后进行了仿真验证。结果表明,自项窗法能够有效消除WVD中的交叉项,并保留WVD良好的时频分辨率和能量聚集性,适合于非平稳信号的时频分析。     

空间高阶时频分布及虚拟时频ESPRIT算法

基于L-Wignrer分布(LWD),定义了一种全新的空间高阶累积量L-Wigner分布,并利用虚拟时频ESPRIT算法与阵列扩展,提出了一种多个多项式相位信号(PPS)的DOA估计算法.该方法利用平滑的伪WVD分布以实现PPS信号的LWD分布极大地抑制了其中的交叉项并提高了信号时频聚集性.同时,将时频分析与高阶累积量结合,使算法具有虚拟阵列扩展的特点,高分辨高精度的估计了PPS信号的DOA.理论分析和计算机仿真表明该方法具有很好的参数估计性能.     

无限方差噪声环境下的分数低阶空间时频盲源分离

对脉冲噪声α稳定分布环境下的时频分布进行了研究,改进了适合α稳定分布信号或强脉冲噪声环境的分数低阶时频分布方法,用分数低阶空间时频矩阵代替空间时频矩阵,基于时频盲分离算法提出了一种改进的分数低阶空间时频盲源分离算法,并归纳了算法步骤。通过对FLO-TF-UBSS算法和已有的TF-UBSS算法及MD-BSS算法进行详细比较,仿真结果表明,所提出的FLO-TF-UBSS算法有效的降低了信号的均方误差（MSE）,能较好的对α稳定分布噪声环境下的非平稳信号进行盲分离,并实现了对实际的稳定分布舰船信号的盲提取,性能优于已有TF-UBSS算法和MD-BSS算法,且具有一定的韧性。      

一种低副瓣无混叠的线性调频信号时频分析方法

作为通信与勘探中广泛使用的一类信号,线性调频信号的参数分析经常采用基于Wigner-Ville分布(WVD)的时频分析方法。该方法具有高时频分辨率,但在交叉项、高副瓣以及频谱混叠问题上存在缺陷。该文提出一种名为空间变迹重排Wigner-Ville分布(SVA-rWVD)的时频分析方法,结合空间变迹技术(SVA)的副瓣抑制能力及短时傅里叶变换(STFT)的无混叠无交叉项特性,得到一个新的时频分布。基于单分量和多分量线性调频信号的仿真实验结果表明,该方法得到的时频分布可以降低副瓣水平至–40 dB以下同时消除交叉项及频谱混叠现象。     

抑制维格纳分布交叉项干扰的自谱窗方法

维格纳分布是一种重要的时—频分析方法,但交叉项干扰问题影响了它的推广应用。本文分析了积分核函数的自维格纳分布项和交叉项的正交性质,从而提出一种用真实的自维格纳分布项的函数作为模板与积分核函数作互相关,抑制交叉项的方法。文中建议采用信号的STFT谱作为窗,在时一频平面上处理维格纳分布来实现上述方法,因此,该方法又称为自谱窗法。本文以仿真信号为例,检验了这种方法的效果。     

Motion parameter estimation by using time-frequency representations

The estimation of motion parameters of moving objects by using variable μ-propagation and time-frequency representations is proposed. The spectrogram and the Wigner distribution, two basic time-frequency distributions, are used. Both the velocity and the initial position can be accurately estimated by this approach     

时频分析在毫米波防撞雷达信号处理中的应用

论述了调频连续波雷达系统的组成原理，完成了毫米波雷达信号处理机采集系统的硬件设计和算法研究，并在此基础上提出了一种基于时频分析技术的概率统计法，用该法对实际的35GHz FMCW汽车防撞毫米波雷达系统的中频信号进行了分析。研究结果表明，采用本文的方法只需采术一次就可以有效解决实验雷达系统中频信号频谱的随机抖动，减少对目标的误判，是一种具有应用前景的新方法。     

Wigner-Ville分布在电力系统低频振荡中的应用

研究了基于Wigner-Ville分布（WVD）对电力系统低频振荡信号进行检测和时频分析的新方法,Wigner-Ville（wVD）分布是一种优良的时频分析方法,能够在时域频域上对非平稳信号进行联合时频分析。利用WVD的时间边缘特性和频率边缘特性,能精确地估计各模式信号的幅值、频率与主导时间;精确地分析非平稳信号的局域动态行为和特性。更好地反映振荡过程中所包含的多个模式随时间的变化规律以及模式间的相互影响,还可提高识别能力和处理效果。通过多个试验验证了该方法的有效性。     

基于子带分解WVD的雷达信号时频分析方法

研究利用谐波小波子带分解消除 Wigner-Ville 分布交叉项的雷达信号时频联合分析方法。通过对多分量信号进行子带分解预处理来消除信号之间以及信号与噪声之间的相互影响， 并求取个独立分量的 WVD，最后进行线性求和获得原始信号时频分布。仿真分析结果表明，对于在频域无交叉点的多分量信号，该方法能够有效抑制交叉项和噪声的干扰，提高了时频分辨效果并能准确提取出目标的特征信息，检测效果优于传统 WVD 分析方法，将有助于提高雷达信号检测、特征提取的能力。     

基于多谱图叠加阈值的抑制WVD交叉项的新方法

本文提出了一种抑制Wigner-Ville分布(WVD)交叉项的新方法。 首先对多幅具有不同时-频分辨率的谱图进行叠加, 然后对叠加结果进行阈值处理,确定WVD自项在时频平面的支撑区域。 最后,用该区域的示性函数乘以WVD得到一个新的时频分布。 不同于传统的抑制交叉项的核函数方法, 该方法抑制交叉项的同时, 保持WVD了高时频聚集性。 实验结果表明, 该方法对由多个LFM信号构成的多分量信号和非线性调频信号都非常有效。     

基于空间谱图的跳频脉冲方向估计

提出一种基于空间谱图的跳频脉冲方向估计算法。通过计算各阵元数据的自谱图和互谱图构造时频域阵列模型,在时频面上的跳频脉冲能量聚集区域选择时频点构造空间时频分布矩阵,并采用Toeplitz对角化进行修正,最后运用MUSIC方法估计方向。该方法具有计算高效、可以去相干等优点。仿真结果验证了该方法的有效性。     

Elimination of interference component in Wigner-Ville distributionfor the signal with 1/f spectral characteristic

A new technique for interference-term suppression in the Wigner-Ville distribution (WVD) is proposed for signals with a 1/f spectrum shape. The spectral characteristic of the signal is altered by f^α filtering before time-frequency analysis and compensated after analysis. With the utilization of the proposed technique in a smoothed pseudo Wigner-Ville distribution, an excellent suppression of the interference component can be achieved. The authors apply this technique to the heart rate variability signal     

基于瞬态极化时频分布及奇异值特征提取的雷达目标识别

本文介绍了瞬态极化时频分布的概念,并给出了瞬态极化Wigner-Ville分布及伪Wigner-Ville分布的定义,用以刻画雷达目标回波在时频域上的极化特性.然后,由回波的瞬态极化伪Wigner-Ville分布各分量的奇异值组成特征矢量,以BP神经网络作为分类器进行了目标识别实验.实验结果表明,与传统的对目标极化回波的两个分量分别作时频分析的处理方法相比,文中方法具有更好的目标识别性能.     

形态学滤波与组合时频分布跳频信号参数估计

针对跳频信号参数估计中平滑类维格纳分布（WVD）运算量大和时频分辨率下降等问题,提出一种基于形态学滤波与组合时频分布的跳频参数盲估计方法。该方法首先利用短时傅里叶变换（STFT）和维格纳分布得到跳频信号的组合时频分布,然后通过形态学滤波得到清晰的时频图,进而估计出跳周期、跳变时刻和跳频频率等参数。理论分析和仿真结果表明,与直接利用平滑伪维格纳（SPWVD）进行跳频参数估计相比,该方法计算量更小,估计精确度更高。     

Unified approach to noise analysis in the Wigner distribution and spectrogram

An analysis of time-frequency representations of noisy signals is performed. Using the method for time-frequency signal analysis which was recently defined by Stankovic (the S-method), the influence of noise on the two most important distributions (spectrogram and Wigner distribution) is analyzed in unified manner. It is also shown that, for signals whose instantaneous frequency is not constant, an improvement over the spectrogram and the Wigner distribution performances in a noisy environment may be achieved using the S-method. The expressions for mean and variance are derived. Results are given for several illustrative and numerical examples.     

基于频域CLEANWigner-Ville分布中交叉项的抑制

针对ISAR飞机成像中出现的多分量线性调频(chirp)信号,该文提出一种基于频域CLEAN的信号分解方法,将其分解成多个单分量chirp信号,然后分别计算每个单分量的Wigner-Ville分布(WVD),以此来抑制此多分量信号WVD中的交叉项,与已有的chirp信号分解方法相比,该法减少了待估计参数的个数,使得计算更加简单,并能保证信号各分量正确的强度及时频变化特征。经过处理后的信号的WVD,保持了WVD高时频分辨率的特点,而交叉项得到了很好的抑制。实验表明,该方法应用于实测数据,成像质量明显提高了。     

基于WVD及改进算法的星载SAR动目标检测

运动目标检测是合成孔径雷达信号处理中的一个重要问题。文中分析了星载合成孔径雷达(SAR)回波的时频特性，讨论了魏格纳-维尔时频分布(WVD)及其改进算法对星载合成孔径雷达运动目标的检测效果，比较了魏格纳-维尔时频分布、伪魏格纳-维尔时频分布、平滑伪魏格纳-维尔时频分布的时频聚集性及其对交叉项的抑制程度。并通过仿真Seasat-1卫星参数下的星载SAR回波数据，给出三种时频分布的检测结果。