雷达辐射源识别是现代电子对抗领域的重点研究问题,时频分析作为处理非平稳信号的有力工具能够同时获得信号能量及频率的时变信息,在辐射源信号分析与识别中得到了广泛应用。本文针对非平稳信号分析,以时频分析中S变换为基础,结合同步压缩变换及Viterbi算法开展了高性能时频分析方法研究,提出了一种高聚集性、可逆的时频分析方法和高精度瞬时频率估计方法,并在此基础上结合实测雷达数据对辐射源信号时频特征提取进行了探索研究。主要创新成果有以下几点:1.针对标准同步压缩S变换相位丢失问题,提出了一种修正型的S变换,并推导了其同步压缩变换形式。该变换通过添加一个相位因子,在保留原S变换线性、多分辨率等特性的同时,解决了同步压缩后相位信息丢失的问题。针对修正型S变换提出了一种快速逆变换的算法,相较于标准S变换的逆变换算法,计算量大幅减少,在工程实践中可以快速实现同步压缩逆变换。仿真实验表明,在误差允许范围内,能够高精度重构信号,在信号分离、时频滤波及信号综合等方面有一定的工程应用价值。2.针对S变换在复杂噪声下瞬时频率估计精度较低的问题,分析了产生高频失真的原因,并提出了一种改进型Viterbi算法。该算法通过调整原Viterbi算法惩罚因子提高对高频噪声的抑制性能。仿真实验表明,针对多种类型的调频信号,改进后的算法在混合噪声干扰下表现出较好估计精度和稳健性。3.以高性能时频分析为基础,提出了一种辐射源信号时频特征提取方法。该方法借鉴压缩感知理论,利用高聚集性和高精度的时频分析方法,提取信号瞬时功率及瞬时频率信息,组成稀疏的时频特征。该特征包含了信号的主要时频信息,在缩减特征维度的同时具有明确的物理意义,通用性较广。通过民航气象雷达和实验室雷达实测数据对特征性能进行了验证,表现出了良好的分类识别结果。