杨菲菲，杜普选

（北京交通大学 国家电工电子教学基地， 北京 100044）

目前，轨道信号主要使用FFT（Fast Fourier Transform）和ZFFT（Zoom-FFT）结合的方法得到信号的调制频率、上下边频，这些方法不能同时从时域和频域2方面对信号进行分析，信号的上下边频不能从频谱图上直接观察到。为此，本文采用一种新的时间序列信号分析方法解调轨道信号，即希尔伯特-黄变换（Hilbert-Huang Transform，HHT）算法。

1 ZPW2000轨道信号模型

ZPW2000轨道信号的低频和载频采用频偏为11 Hz的UM71技术。该信号的频谱特征是载频附近的能量最大，上下边频附近的能量次之。信号载频有4种并且每种又分为1型和2型，4种载频分别为上行2 000 Hz、2 600 Hz，下行1 700 Hz、2 300 Hz。低频调制信号共18种，以1.1 Hz的频率从10.3 Hz～29 Hz递增[1]。

采用相位连续的FSK信号的ZPW2000轨道信号，其时域表达式为[2～4]：

其中：

轨道信号的解调就是通过某种算法得到该键控移频信号的载频f0，调制频率f1=1/T，上边频Fh=f0+△f，下边频Fl=f0－△f。

2 HHT原理

HHT由经典模态分解（Empirical Mode Decompo-sition，简称EMD）和Hilbert谱分析构成。HHT算法就是用EMD方法按照信号含有的信息量的不同，逐级分解成一系列的本征模态函数（Intrinsic Mode Function，IMF），然后求得每个IMF分量的解析函数，由解析函数求得其瞬时频率和振幅[5]。

在HHT算法中，瞬时频率的表达式为：

EMD通过自动调节时间尺度得到满足要求的IMF函数。IMF函数满足的性质为：（1）函数中所有的过零点的个数和极值点的个数之差的绝对值≤1；（2）在整个序列中，分别由信号的局部极大值和局部极小值形成的上下包络的平均值处处为零或几近于零。

EMD的筛选过程如下：首先分别求出原始信号y(t)的极大值和极小值点的上下包络线，用y(t)减去上下包络线的均值得到第一个残余函数，如果该残余函数满足IMF函数的条件，则记为第一个IMF分量c1(t)。……