專利名稱：具有噪聲抑制性能的自適應(yīng)瞬時(shí)頻率測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所涉及的是無線電測(cè)頻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有噪聲抑制能力、非線性和非平穩(wěn)信號(hào)分析能力以及自適應(yīng)處理能力的瞬時(shí)頻率測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
瞬時(shí)頻率測(cè)量技術(shù)在通信和雷達(dá)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，在軍事領(lǐng)域更具有尤為重要的價(jià)值。經(jīng)典的頻率分析手段——傅里葉變化是一類全局分析手段，無法獲得信號(hào)的局部頻率信息。為了獲得對(duì)信號(hào)瞬時(shí)頻率的信息，包括短時(shí)傅里葉變換、魏格納-威利分布以及小波變換等時(shí)頻分析工具被相繼提出。但是基于傅里葉理論的分析方法無法突破 Hesisenberg不確定原理的限制,無法精確地描述頻率隨時(shí)間的變化?；诮?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸獾南柌?黃變化的提出，突破了傳統(tǒng)時(shí)頻分析的瓶頸，為瞬時(shí)頻率的測(cè)量提供了一種準(zhǔn)確且有效的手段。但是該方法的核心技術(shù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸獯嬖谝欢ㄈ毕?，其?duì)于頻率較為接近(頻率比值小于2)的子成分分辨率較差，而且當(dāng)受到噪聲成分干擾時(shí)該分解方法會(huì)發(fā)生模式混迭現(xiàn)象導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)果。為了提高希爾伯特-黃變化的頻率測(cè)量精度，利用下變頻預(yù)處理和自適應(yīng)濾波器組作為預(yù)操作的改進(jìn)方法被提出，但是這類改進(jìn)方法犧牲了原方法的自適應(yīng)特性，同時(shí)對(duì)存在噪聲干擾的情況不具備高穩(wěn)健性的處理能力。因此，具有噪聲抑制能力且保留自適應(yīng)分解能力的改進(jìn)方法急待提出。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種具有噪聲抑制能力和自適應(yīng)信號(hào)處理能力的瞬時(shí)頻率測(cè)量方法，該方法不僅保留了原瞬時(shí)頻率測(cè)量技術(shù)的自適應(yīng)處理特性，而且增加了其噪聲抑制能力和抗模式混迭能力，使該方法可以更為廣泛有效的應(yīng)用到被噪聲污染的非線性和非平穩(wěn)信號(hào)的瞬時(shí)頻率測(cè)量領(lǐng)域。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種具有噪聲抑制性能的自適應(yīng)瞬時(shí)頻率測(cè)量方法，其包含以下步驟
步驟一對(duì)需要進(jìn)行測(cè)量的信號(hào)采用修正經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸膺M(jìn)行處理，得到多個(gè)信號(hào)成
分；
步驟二 利用Teager能量算子對(duì)各個(gè)信號(hào)成分的瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)幅值進(jìn)行計(jì)算； 步驟三構(gòu)建原信號(hào)的時(shí)間-頻率-能量譜，獲取原信號(hào)的瞬時(shí)頻率信息。步驟一中進(jìn)一步包含以下步驟
步驟 I . I 、 找到輸入的原信號(hào)沁)的局域極值點(diǎn)；
步驟I. 2、計(jì)算原信號(hào)S(￡)的局域均值F ;
步驟I. 3、從原信號(hào)s⑴中減去局域均值,得到信號(hào)A :即，； 步驟I. 4、判斷信號(hào)A(f)是否符合IMF條件；若不符合，則重復(fù)步驟I. I到步驟I. 4的操作，直到A(X)符合IMF條件后，進(jìn)行步驟I. 5 ;
步驟I. 5、從原信號(hào)辦)中減去_),得到殘余量沖
權(quán)利要求
1.一種具有噪聲抑制性能的自適應(yīng)瞬時(shí)頻率測(cè)量方法，其特征在于，包含以下步驟 步驟一對(duì)需要進(jìn)行測(cè)量的信號(hào)采用修正經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸膺M(jìn)行處理，得到多個(gè)信號(hào)成分；步驟二 利用Teager能量算子對(duì)各個(gè)信號(hào)成分的瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)幅值進(jìn)行計(jì)算； 步驟三構(gòu)建原信號(hào)的時(shí)間-頻率-能量譜，獲取原信號(hào)的瞬時(shí)頻率信息。
2.如權(quán)利要求1所述具有噪聲抑制性能的自適應(yīng)瞬時(shí)頻率測(cè)量方法，其特征在于，步驟一中進(jìn)一步包含以下步驟步驟 1 . 1 、 找到 輸入的 原信號(hào) 啦的局域極值點(diǎn)；步驟1.2、計(jì)算原信號(hào)的局域均值;步驟1.3、從原信號(hào)s⑴中減去局域均值,得到信號(hào)A :即，噸)； 步驟1. 4、判斷信號(hào)A(/)是否符合IMF條件；若不符合，則重復(fù)步驟1. 1到步驟1. 4的操 作，直到符合IMF條件后，進(jìn)行步驟1. 5 ;步驟1. 5、從原信號(hào)<￡)中減去的),得到殘余量4):4)=砟)-蚵I)；步驟1.6、判斷殘余量1*(0是否為趨勢(shì)項(xiàng)；如果殘余量不是趨勢(shì)項(xiàng)，則將殘余量視作一個(gè)新的輸入信號(hào)s (t)，并重復(fù)步 驟1. 1到步驟1. 6的操作；最終，原信號(hào)辦)被分解為各階IMFi與殘余量沖)的和，IMFi=h(t)，i=l, 2，…，N :
3.如權(quán)利要求2所述具有噪聲抑制性能的自適應(yīng)瞬時(shí)頻率測(cè)量方法，其特征在于， 步驟1. 2中采用以下公式所示的加窗平均方法，來計(jì)算原信號(hào)或幻的局域均值^
4.如權(quán)利要求3所述具有噪聲抑制性能的自適應(yīng)瞬時(shí)頻率測(cè)量方法，其特征在于， 步驟1.4中，官剎計(jì)笪所得的信號(hào)Aft)符合以下的TMF備件，才停I卜步驟〗剎步驟.1. 4的重復(fù)操作即，IMF條件為整個(gè)數(shù)據(jù)段里，包括極大值和極小值的極值點(diǎn)的數(shù)量，與過零點(diǎn)的數(shù)量最多相差I(lǐng) ;且局域均值接近O。
5.如權(quán)利要求4所述具有噪聲抑制性能的自適應(yīng)瞬時(shí)頻率測(cè)量方法，其特征在于， 步驟I. 6中，設(shè)信號(hào)Ki)的上、下包絡(luò)曲線分別為emax和emin，并且，通過emax和emin來獲得參考曲線
6.如權(quán)利要求5所述具有噪聲抑制性能的自適應(yīng)瞬時(shí)頻率測(cè)量方法，其特征在于， 步驟二中具體包含計(jì)算各階MFi的瞬時(shí)頻率的以下方法設(shè)定某一階IMF的時(shí)域信號(hào)雄)為噸)二嶺)cos[#(￡)]；通過Teager能量算子￠4.]計(jì)算瞬時(shí)頻率時(shí)，定義洗]為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有噪聲抑制性能的自適應(yīng)瞬時(shí)頻率測(cè)量方法，其特征在于，包含步驟一對(duì)需要進(jìn)行測(cè)量的信號(hào)采用修正經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸膺M(jìn)行處理，得到多個(gè)信號(hào)成分；步驟二利用Teager能量算子對(duì)各個(gè)信號(hào)成分的瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)幅值進(jìn)行計(jì)算；步驟三構(gòu)建原信號(hào)的時(shí)間-頻率-能量譜，獲取原信號(hào)的瞬時(shí)頻率信息。該方法在保留原經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸獾淖赃m應(yīng)信號(hào)處理能力的同時(shí)，增加了抗噪聲干擾處理能力，避免了原方法可能出現(xiàn)的模式混迭現(xiàn)象。
文檔編號(hào)G01R23/02GK102608419SQ20121009519
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者包飛, 陳潛 申請(qǐng)人:上海無線電設(shè)備研究所