信号的时频分布及性质
信号的时频分布及性质
对信号时频分析的意义: 真实世界中存在大量的时变频谱现象 无论是信号的时域,还时频域表示均不 能事物的全貌
对信号时频分析的意义: ◼ 真实世界中存在大量的时变频谱现象。 ◼ 无论是信号的时域,还时频域表示均不 能事物的全貌
例 音乐 雷达信号 通讯信号 视频和图像
例: ◼ 音乐 ◼ 雷达信号 ◼ 通讯信号 ◼ 视频和图像 ◼ ……
时频分布的基本思想: 建立一个函数,使其能够同时用时间和频 率来描述信号的能量密度分布 这个函数还能提供计算能量密度分布的方 法。 构造P(,O),使其: P(t,ω)=在时刻t和频率ω信号的能量密度(强度)。 P(t,O)△△O=在时刻t和频率O,时频单元△△o内信号的能量
时频分布的基本思想: ◼ 建立一个函数,使其能够同时用时间和频 率来描述信号的能量密度分布。 ◼ 这个函数还能提供计算能量密度分布的方 法。 ( , ) ( , ) ( , ) P t P t t P t t t t = = 构造 ,使其: 在时刻 和频率 信号的能量密度(强度)。 在时刻 和频率 ,时频单元 内信号的能量
能量密度分布的条件: n边缘条件: ()JP(o)o=O)2(瞬时能量) 「P(.oMt=(o)(能量频谱)
能量密度分布的条件: ◼ 边缘条件: 2 2 (1) ( , ) | ( ) | (2) ( , ) | ( ) | ˆ P t d s t P t dt s = = (瞬时能量) (能量频谱)
能量密度分布的条件: n总能量: E-P(, O)ddo=Is(Pdt IS(olda
能量密度分布的条件: ◼ 总能量: 2 2 ( , ) | ( ) | | ( ) | ˆ E P t dtd s t dt s d = = =
时间和频率位移不变性 时域位移不变性 若s(1)→>s(t-t0) 则P(t,o)→>P(-t2) 频域位移不变性 若s(o)→>s(o-a0) 则P(t,o)→>P(,O-an)
时间和频率位移不变性 ◼ 时域位移不变性 0 0 ( ) ( ) ( , ) ( , ) s t s t t P t P t t → − → − 若 则 0 0 ( ) ( ) ( , ) ( , ) s s P t P t → − → − 若 则 ◼ 频域位移不变性
若s(t)->es(t-t0) 则P(t,o)→P(t-t0,0-a2)
0 0 0 0 ( ) ( ) ( , ) ( , ) j t s t e s t t P t P t t → − → − − 若 则
线形尺度变换: 线形尺度变换: 若(1)=√as(at) 则P(t,o)→>P(at,o/a)
线形尺度变换: ( ) ( ) ( , ) ( , / ) s t as at P t P at a = → 线形尺度变换: 若 则
瞬时频域与群延迟: (1)瞬时频率 0()=0(0)=oP(o)o/P(oo (2)群延迟 g(o)=-(o)=tP(t,o)dt/P(t, odt
瞬时频域与群延迟: (1) ( ) ( ) ( , ) / ( , ) (2) ( ) ( ) ( , ) / ( , ) i g t t P t d P t d t tP t dt P t dt = = = − = 瞬时频率 群延迟