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。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。(,)(,)(,)PtPttPtttt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:边缘条件:22(1)(,)|()|ˆ(2)(,)|()|PtdstPtdts(瞬时能量)(能量频谱)能量密度分布的条件:总能量:22(,)|()|ˆ|()|EPtdtdstdtsd=时间和频率位移不变性时域位移不变性00()()(,)(,)ststtPtPtt若则00()()(,)(,)ssPtPt若则频域位移不变性0000()()(,)(,)jtstesttPtPtt若则线形尺度变换:()()(,)(,/)stasatPtPata线形尺度变换:若则瞬时频域与群延迟:(1)()()(,)/(,)(2)()()(,)/(,)igttPtdPtdttPtdtPtdt瞬时频率群延迟有限支撑:对信号我们希望信号有有限的时宽和带宽。我们也希望这类信号的时频分布在信号的支撑区外为零。ˆ()()(,)0,()ˆ()stsPttsts弱有限支撑:在和的支撑区外,信号的时频分布为零。若不属于的支撑区不属于的支撑区ˆ()0()0ˆ(,)0,()0()0stsPtsts强有限支撑:在=或=时外,信号的时频分布为零。若=,或=时频均是有限支撑信号不存在。ˆ()()ˆ()()stssst若具有有限支撑,则不能在某个区间为零。类似,若具有有限支撑,则不能在某个区间为零。证明:(略,作业)时频分布的线性和二次叠加原理:线性时频分布:1212(,)(,)(,)ssssPtPtPt?二次型时频分布:122212**12,21,()()()(,)||(,)||(,)(,)(,)zxyxyyxztcxtcytPtcPtcPtccPtccPt若则信号项交叉项典型的时频分布:线性:短时傅立叶变换;分数阶傅立叶变换;小波变换二次型分布:wigner_Ville分布