[发明专利]基于数字下变频—希尔伯特黄变换的瞬时频率测量方法

权利要求书

1.基于数字下变频-希尔伯特黄变换的瞬时频率测量方法，其特征是是先通过一个控制振荡器(NCO)，产生本振信号数字，将待处理的数字中频信号与NCO产生的本振信号通过数字混频器相乘，然后通过低通滤波，把混频后的高频分量滤出掉，剩下低频分量。然后用黄变换对滤波后的信号进行处理，黄变换方法能把非平稳、非线性信号分解成一组稳态和线性的序列集，即本征模式函数(IMF)。各个(IMF)信号都是单频信号，再通过希尔伯特变换对各个单一频率的信号进行频率测量，由希而伯特变换得出的振幅和频率都是时间的函数，把振幅显示在频率一时间平面上，就可以得到希尔伯特谱H(w，t)，即可以得出信号的瞬时频率，IMF分量的瞬时频率可以表示为：ω_j(t)＝dθ_j(t)/dt。最后在ω_j(t)的基础上加上NCO产生的本振信号的频率ω₀(t)，即得到原始频率信号的希尔伯特谱。最后恢复出原始信号的瞬时频率。

2.根据权利要求1所述的利用数字下变频算法，可以将感兴趣的信号下变频至低频；然后通过低通滤波，滤除带外信号，提取有用的低频信号。

这对下一步的黄变换准备了很好的条件，可以提高黄变换算法的频率分辨率，比传统的直接进行黄变换得到的希尔伯特谱的频率分辨率更高。

3.根据权利要求1所述的黄变换算法，通过黄变换方法能把非平稳、非线性信号分解成一组稳态和线性的序列集，即本征模式函数(IMF)。且每一阶的IMF应满足两个条件：1)数据的极值点和过零点交替出现，且数目相等或最多相差一个任何点上，2)在任何点上，有局部最大值和局部最小值定义的包络的均值必须是零。

4.根据权利要求1所述的希尔伯特变换算法，能够对黄变换分解后得到对各个单频信号进行处理，得到信号的瞬时频率，即希尔伯特谱。

5.根据权利要求1所述的基于数字下变频-希尔伯特黄变换算法，该算法基于数字下变频，把频率段从中频段搬移到低频段，得到了更适合于黄算法分解的信号，这使得该算法具有更高的频率分辨率。

6.根据权利要求1所述的基于数字下变频-希尔伯特黄变换算法，该算法在实时性方面更是优于小波变换等算法，能够很好的满足瞬时频率测量实时性的要求。