Revista

“Reprezentările timp-frecvenţă
şi aplicaţiile lor”
Ioan Naforniţă, Alexandru Isar

În cadrul grupului de cercetare de “prelucrarea semnalelor”, din departamentul de Comunicaţii, studiul reprezentărilor timp-frecvenţă a început cu peste 20 de ani în urmă. S-au susţinut câteva teze de doctorat şi se vor susţine încă două în anul 2010. Lucrarea monografică “Reprezentări timp-frecventă”, apărută în 1998, având ca autori pe profesorii Alexandru Isar şi Ioan Naforniţă este utilizată în toată ţara, şi chiar şi în străinătate, promovată fiind, ca şi conţinut, de tinerii doctori şi doctoranzi. Lucrarea poate fi consultată la adresa de web www.tc.etc.upt.ro/cercetare/carti.html. Articole şi alte informaţii pot fi găsite la www.tc.etc.upt.ro/cercetare/sp.html şi pe link-urile personale, pornind de la site-ul www.tc.etc.upt.ro/personal/departament.html. Există o serie de tool-box-uri ce pot fi utilizate cu succes in cercetare, atât pentru MATLAB cât si pentru Lab-View. Ele sunt accesibile pe internet.

Pentru a nu lăsa cititorul nedumerit, vom spune câteva cuvinte despre conceptele de frecvenţă instantanee şi reprezentare timp-frecvenţă. Pentru un semnal real se defineşte semnalul analitic ataşat prin . Frecvenţa instantanee se determină cu relaţia: . Evoluţia în timp a frecvenţei instantanee defineşte o “semnătură” a semnalului . Se introduce, pentru semnalul , o transformată Fourier de formă “specială”, care reprezintă evoluţia în timp a proprietăţilor spectrale ale semnalului real. Această reprezentare permite determinarea semnăturii semnalului prin proiecţia crestelor pe planul timp-frecvenţă.

Există mai multe tipuri de reprezentări timp-frecvenţă, cum ar fi: STFT (transformata Fourier pe termen scurt), spectrograma, Wigner-Ville (W-V), Wavelet ş.a.

Pentru a ilustra utilitatea reprezentărilor timp-frecvenţă ne vom referi la un exemplu –Fig.1– Pentru un semnal “chirp” cu modulaţie de frecvenţă liniară –A– spectrul “clasic” –B– nu furnizează nici o informaţie privind legea de modulaţie. O transformare Wigner-Ville aplicată semnalului permite vizualizarea evoluţiei liniare în timp a frecvenţei instantanee–C.

În Fig.2 se arată chiar repartiţia W-V. Proiecţia crestelor ei pe planul timp-frecvenţă este chiar frecvenţa instantanee–C, Fig.1.