[发明专利]一种改进S变换的有限窗长时频分析方法

权利要求书

1.一种改进S变换的有限窗长时频分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、对信号进行采样，采样点数为N＝t/T，其中t为信号时长，T为采样周期，得到信号的离散序列h[kT](k＝1，2，…，N)；

步骤2、对信号的离散序列h[kT]进行快速傅里叶变换，得到离散信号频谱其中(n＝0，1，2，…，N-1)；

步骤3、确定控制因子a、b、c的值，得到窗长控制函数后确定窗函数，具体步骤为：

步骤3-1、确定时窗取值范围[Δt_min，Δt_max]，其中Δt_min为最小时窗长度，Δt_max为最大时窗长度，通过下列不等式确定a和c的取值范围：

步骤3-2、在取值范围内确定a和c的值，并取其中f_s为采样频率，并将a、b、c的值代入窗长控制函数中：

步骤3-3、将窗长控制函数带入到窗函数中，得到改进后的窗函数表达式：

步骤4、对窗函数进行快速傅里叶变化得到窗函数频谱；

步骤5、将扩维后的信号频谱跟窗函数频谱相乘，再对其进行傅里叶逆变换；

步骤6、重复步骤4、步骤5，直至所有频率点全部计算完成，得到高分辨率时频谱。

2.根据权利要求1所述的改进S变换的有限窗长时频分析方法，其特征在于，步骤4中对窗函数进行快速傅里叶变化得到窗函数频谱时，是以为起始频率点，具体公式为：

其中，n从0开始取值。

3.根据权利要求1所述的改进S变换的有限窗长时频分析方法，其特征在于，步骤5中将扩维后的信号频谱跟窗函数频谱相乘，再对其进行傅里叶逆变换，具体步骤为：

步骤5-1、将信号频谱扩维得到扩维后的信号频谱其中m＝0，1，2，…N-1；

步骤5-2、将扩维后的信号频谱与窗函数频谱G(m，n)相乘；

步骤5-3、对步骤5-2的结果进行傅里叶逆变换，得到

4.根据权利要求1所述的改进S变换的有限窗长时频分析方法，其特征在于，步骤6中判断所有频率点是否全部计算完成，具体是判断n是否满足大于等于N，若满足，输出时频谱；若不满足，n自加1后重复步骤4、步骤5；全部完成后判断时频谱的分辨率是否满足设定的分辨率要求，若满足，输出时频分析结果；若不满足，调整控制因子的值，重复步骤3、步骤4、步骤5，直至满足设定的分辨率要求，输出高分辨率时频谱。