基于同步压缩S变换的瞬时频率估计研究

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1、爾士学位论文＿、＇■ｖ，（Ｔｔ？｝０）－－ｋＪｊｊＳＭｙ１基于同步压缩Ｓ变换的瞬时频率估计研宄作者姓名张心亮学校导师姓名、职称姬红兵教授工学硕士申请学位类别＿西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果；也不包含一为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的

2、同事对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任。＊丨■丨１本人签名■”令Ｊ日期：如名６Ｉ０：Ａ１导西安电子科技大学关于论文使用授权的说明Ｓ本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，卩：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单

3、位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。＿＇Ｊ本人签名：ｋＪ导师签名：Ｈ和ｒ抑“、声、０期：、Ｍ丨）３日■—学校代码10701学号1502120955分类号TP18密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于同步压缩S变换的瞬时频率估计研究作者姓名：张心亮一级学科：信息与通信工程二级学科：信号与信息处理学位类别：工学硕士指导导师姓名、职称：姬红兵教授学院：电子工程学院提交日期：2018年6月InstantaneousFrequencyEstimationBasedonSynchrosqueezingS-TransformA

4、thesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationsEngineeringByZhangXinliangSupervisor:JiHongbingTitle:ProfessorJune2018摘要摘要信号瞬时频率估计是非平稳信号分析及处理中的重要手段。获得高精度的瞬时频率估计能够提取信号中的有用信息，为后续处理提供的先验知识，如相位结构等。时频分析作为非平稳信号分析的一种重要且有

5、效的工具，可以在缺少先验的条件下获得信号较为全面的时变信息。因此本文以S变换为主要时频工具，结合同步压缩变换,较大程度地提高信号时频谱的聚集性，并在低信噪比环境下获得信号较高精度的瞬时频率估计。本文的主要创新性成果主要有以下几点：1.针对白噪声背景下的信号检测问题，理论推导了白噪声S变换的统计模型，结果表明白噪声的S变换谱在对平均功率归一化后，服从两个自由度的卡方分布的。在此基础上，提出了一种白噪声背景下的信号检测门限设置方法，能够在较低信噪比条件下实现信号检测。2.针对S变换对信号相位敏感的问题，理论推导了跳相角度与S变换模值的数学关系，提出一种基于S变换的跳相

6、信号的检测方法以及一种跳相角度估计方法。该方法可以重新利用受相位跳变干扰的S变换谱，在检测到有相位跳变后，可对跳变相角进行快速估计。3.针对噪声环境下多分量信号分析问题，提出了一种调制窗S变换方法，具有良好的抑噪能力、时频聚集性、瞬时频率估计精度。该方法通过对频域窗函数进行平移和尺度变换，并调整窗函数本身，在一定程度上增加了窗函数的适应性。对于多种调频模式信号，该方法能够较好的适应信号局部调频特性。4.针对上述调制窗S变换参数优化时间过长的问题，提出了一种自适应S变换方法（AST）。该方法通过简化调制窗S变换的参数，保证了低信噪比条件下，仍然具有较强的抑噪能力、较

7、好的时频聚集性以及较高的瞬时频率估计精度，大大减小了计算量，有效提高了参数自适应优化的效率。同时，AST调整了加窗方法，使其具备沿频率方向积分得到逆变换的特性。可实现AST与同步压缩变换的级联。5.针对多分量信号的瞬时频率估计问题，提出了一种结合同步压缩和自适应S变换的瞬时频率估计方法。在信号分量间不存在瞬频重合的前提下，将AST与高阶同步压缩变换级联，从而获得时频平面的每一个位置上的信号瞬频估计。该方法具有时频聚集性好以及瞬时频率估计精度高的优点。关键词：S变换，信号检测，相位估计，同步压缩变换，瞬时频率估计IABSTRACTABSTRACTTheinstant

8、aneou