非平稳信号的研究背景与意义

1.1 研究背景与意义

自从有了人类社会，人们就需要不断地传递信息。然而信号作为信息的载体，人们对信号的研究就从未终止。信号根据能否用明确的数学函数描述可分为确定信号和不确定信号。而不确定信号也是我们常说的随机信号，可分为随机平稳信号和随机非平稳信号。随机非平稳信号简称为非平稳信号，特点是其统计量是随时间变化的函数。其实,自然界与人类社会的信号都可以看作是非平稳信号。雷达信号、音乐信号、故障信号、语音信号、地震信号、生物信号、诊断信号甚至是经济学中的统计数据,都具有非平稳性。非平稳信号无处不在，随处可见，广泛存在于现实生活之中。因此非平稳信号处理与研究是现代信号处理的极其重要的一部分，在人类的生活、生产等诸多领域应用广泛。

非平稳信号的统计量是随时间变化的函数，如果用经典的信号分析方法来分析非平稳信号，只能得到信号在时域或是频域得全局特性，这和我们预期相差甚远。时频分析方法就是在处理非平稳信号的需求下应运而生。时频分析通过时间和频率的联合函数，解决了不能观察信号频率随时间变化的问题。

傅里叶变换在雷达信号和图像处理领域已被广泛应用，当雷达信号呈现时变特性时，在时频域中表示强度或能量分布的变换，即时频变换才是最理想的变换。如今，时频变换对于噪声中微弱信号检测、雷达后向散射分析、机动目标图像聚焦、运动补偿、微多普勒分析等方面，是很有用的工具。