时频分析

２ｏ０７年　后勤　

文章编号：１６７２—７８４３（２００７）ｏｌ一００４９—０５　

基于时频分析的噪声去除　

汪益川，杨廷鸿，陶竹莲，田艳芳　

（后勤工程学院基础部，重庆４０００１６）　

摘要　经典的数字信道化思想的实施都是建立在一组硬件滤波器构成的并行多路，　

虽然能实时处理，但随着处理数据带宽的增大和子信道频率分辨率的增加，设备开销将线性　

增长，整体可靠性也必然下降。基于信号的检测理论，在利用时频分析工具得到的时频图上　

进行信号检测，提出了检测去噪法。针对宽带数据背景噪声的特点，提出了噪声基底的３种　

估计算法：去大留小法、对数统计法和频移均值法，并线面结合对噪声基底进行平滑，实现了　天电干扰的去除。通过实际接收到的某短波信号检验，证明了算法的有效性。　

关键词信号检测；噪声基底；时频分析　

中图分类号：ＴＮ９１１．７　文献标识码：Ａ　

通信对抗…中要实施对敌干扰，首要条件是能够发现并跟踪敌信号，而在无先验信息的前提下发　

现敌信号的唯一方法就是实施全频段扫描搜索，因此通过宽带数据处理来检测发现敌信号在通信对抗　

中起着关键的作用。为具有时频分辨能力和提高信号处理增益，我们采取数字信道化的思想来进行处　

理。随着计算机硬件处理能力的发展，以前需要硬件并行实现的数字信道化现在已经可以实时在单机　上运用时频分析工具　“　（如短时傅立叶变换（ＳＴｒｒ）、Ｗｉｇｅｒ—Ｖｉｌｌｅ分布、Ｇａｂｏｒ变换、分数阶傅立叶　

分析、小波分析等）来软件实现，其结果可用时频图来表征。　

２ｌ世纪的社会是个信息化的社会，战场上更是瞬息万变，信息如潮涌，实现信号的自动检测是有效　

实施对敌通信对抗的必要前提，去除噪声基底则是实现信号自动检测的前提。　

１　检测去噪法　

为方便讨论，设对宽带数据进行时频分析建立的时频图为ＴＦ（ｍ　），ｌ　ｓｍ　Ⅳ，，１　ｓ　Ｊ『＼『，其中，Ｊ『＼『　

，　为时域参数，表征数据长度；Ⅳ，为频域参数，表征频率分辨率（　＝　为采样率）。　‘Ｉ、ｆ　其实ＴＦ（ｍ，ｎ）就是一个数据矩阵，对自动分析处理而言还没有可供直接利用的信息。因此下面要　

basic_examination_question_1.m

Contents

基本题目1 时频分析

程序

范围

函数

绘图

基本题目1 时频分析

%{

任意给定单频周期信号的振幅、频率和初相，要求准确计算出其幅度谱，

并准确画出时域和频域波形，正确显示时间和频率。

作者;王龙河

时间：2013-6-18

说明：

对余弦信号的单个周期周期抽取N个样本，抽取M个周期。

时域抽样个数要和频域抽样个数一致并对应。

频域对应的采样范围: [0:N*F]（或者[-N*F/2:N*F/2]）

N:时域单周期采样个数 F:频率

将输入函数注释块打开可以得到任意三角函数的时频分析，但要注意三角函数

我是用的是余弦函数，另外要将默认幅度、频率、相位注释掉。

%}

程序

clear,clc,close all; %清空变量 窗口

A=4;F=100;b=pi/2; %默认幅度 频率 相位

%{

A=input('输入幅度：'); %幅度

F=input('输入频率：'); %频率

b=input('输入相位：'); %相位

%}

T=1/F; %周期

N=20; %单个周期抽样个数

M=2; %抽样周期数

范围

t=(0:M*N-1)*T/N; %时域范围

f=(0:M*N-1)*F/M-(N*F/2); %频域范围

函数

ft=A*cos(2*pi*F*t+b); %三角函数

Fw=fftshift(fft(ft)); %傅里叶变换

magX=abs(Fw); %幅度

phaseX=angle(Fw); %相位绘图

subplot(211),plot(t,ft) %时域绘图

xlabel('t(s)'),ylabel('f(t)'),title('时域波形图');

subplot(223),plot(f,magX) %幅频绘图

xlabel('f(Hz)'),ylabel('|F(w)|'),title('信号幅度谱');

subplot(224),plot(f,phaseX) %相频绘图

6年第l期

现代电子总第4期

时频分析方法初探

徐盛旺石海

(电子工业部第8研究所(总参4所

摘要信号特征的提取是雷达干扰与反干扰的关键技术之一。

本文简要探讨了信号时频域(调

制域特征提取的常用算法并介绍侦察接收到的几种常见雷达信号的时频域分析结果。

关键词信号特征时频分析短时博里叶变换小波变换

引言

在现代战争中,

雷达、

导弹武器及通信设施的大量使用使雷达工作的电子环境非常复杂

多变。

同时由于反雷达技术的进一步发展军用雷达面临着电子干扰、

低空突防、

隐身飞行器

及反辐射导弹等的威胁。

海湾战争表明这户

四大威胁”

对现代雷达的有效性和生存能力提出

了严重的挑战。

在这种复杂的于扰环境中电子侦察对战争的胜负起着越来越重要的作用。

现代战场环境要求现代雷达能自动测定干扰源的发射频率、

脉冲宽度、

重复频率、

极化方式、

调制方式及干扰方位等参数并能采用自适应控制技术,

改变雷达的上述参数以得到最佳的

抗干扰性能。

本文就时频分析方法在信号特征提取方面的应用进行初步探索。

所用原始数据都是从

一部实验型侦察接收机上采集到的。

2

时频分析方法简介

经典傅里叶变换、

谱估计和随机信号的统计分析等都是只在时域或频域对信号进行分

析和处理,

而且处理的都是平稳时不变信号。

而对时变信号经典分析方法很难奏效,

因为大

多数的时间信息在频域是不容易得到的而傅里叶分析的结果也只是信号在频率轴上的频谱

密度分布它不能提供有关谱分量的时间局域化信息。

这就要求我们在时间频率域对时变信

号进行分析,

即时频分析。

常将时频分析方法分为两种即线性和非线性。

信号的线性时频分析主要有小波变换

(WT一

WaveletTransformot一on

)、

短时傅里叶变换(STFT一ShortT,meFour!erTransformatlon

)

本文于1996年2月13口收到。

一3一8

和Go。

展开三种形式信号的非线性时频分析主要有Wge卜训他分布、

C曲e分布等二次

时频分析方法。

下面仅对S丁

-I和W了作简要描述。

1短时傅里叶变换S)

２９卷１期　

２０１０年２月　中　国　生物　医学工程学报　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｖ０ｌ＿２９　Ｎｏ．１　Ｆｅｂｒｕａｒｙ　２０１０　

长骨中超声导波信号的时频特征分析　

许凯亮　他得安　王威琪　

（复旦大学电子工程系，上海２００４３３）　

摘要：采用超声导波评价长骨骨质状况已是近几年来的一个研究热点。在应用时频表征方法处理导波实验信　

号的研究中，选择交叉项抑制效果好的时频表征核函数直接影响到导波信号的分离和提取。提出将Ｚｈａｏ．Ａｔｌａｓ．　

Ｍａｒｋｓ分布（ＺＡＭＤ）应用于分析长骨中的导波信号，同时与重排光滑伪维格纳维利分布（ＲＳＰＷＶＤ）的分析结果进　

行比较，并用图像处理中的骨架求取算法，估计导波平均频率慢度曲线。分析结果表明，ＺＡＭＤ可较好地去除交叉　

项干扰，得到较准确的超声导波频散特性曲线，说明ＺＡＭＤ是分析长骨中超声导波信号的一种较好方法。　

关键词：超声导波；长骨；时频分析；Ｚｈａｏ・Ａｔｌａｓ—Ｍａｒｋｓ分布；慢度　

中图分类号Ｒ４４５．１　文献标识码Ａ　文章编号０２５８．８０２１（２０１０）０ｌ－００６６－０５　

Ｔｉｍｅ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　Ｇｕｉｄｅｄ　Ｗａｖｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｌｏｎｇ　Ｂｏｎｅ　

ＸＵ　Ｋａｉ－Ｌｉａｎｇ　ＴＡ　Ｄｅ—Ａｎ　ＷＡＮＧ　Ｗｅｉ—Ｑｉ　

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ。Ｆｕｄａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ。Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００４３３，Ｃｈｉｎａ　Ｊ　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｌａｓｔ　ｙｅａｒｓ，ｔｈｅｒｅ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ａ　ｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅ　ｉｎｔｅｒｅｓｔ　ｏｆ　ｕｓｉｎｇ　ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｇｕｉｄｅｄ　

ｗａｖｅｓ（ＧＷ）ｔＯ　ｅｖａｌｕａｔｅ　ｔｈｅ　ｌｏｎｇ　ｂｏｎｅ　ｑｕａｌｉｔｙ．Ｔｉｍｅ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｅｍｐｌｏｙｅｄ　ａｓ　ａ