The Wigner distribution is introduced as an appropriate tool for processing data from fusion plasma diagnostics whose signals have a time varying frequency spectrum, and is thus presented as a particularly suited form for the time-frequency analysis of transients and other non-stationary phenomena. Its effectiveness is illustrated byapplying it to the problem of electron density profile measurement through broadband microwave reflectometry in fusiondevices, its advantages being demonstrated via a detailed comparison with the well known short time Fourier transformspectrogram. In particular, the Wigner distribution is used in a novel application as a means not only to retrievefrom reflectometry data the instantaneous frequency needed for profile inversion, but also to provide an accuraterepresentation of reflectometry signals in the time-frequency plane. Further, in a careful discussion stressing itsbenefits relative to more standard approaches based on the quadrature signal, the analyticsignal is proposed as being appropriate to routinely extract from reflectometry data anunambiguously defined set of instantaneous amplitude, phase and frequency. The problemsassociated with the fact that digitized reflectometry data give rise to discrete time signals areproperly handled, and the different estimates for the instantaneous frequency obtained from the Wignerdistribution and the spectrogram by calculating their first frequency moments and mean frequencies,as well as by locating their peaks, are also compared.
ウィグナー分布は、時間変動する周波数スペクトルを持つ核融合プラズマ計測からのデータを処理するための適切なツールとして導入され、過渡現象やその他の非定常現象の時間周波数解析に特に適した形式として提示される。その有効性は、核融合装置における広帯域マイクロ波反射計測による電子密度分布測定の問題に適用することによって示され、その利点は、よく知られた短時間フーリエ変換スペクトログラムとの詳細な比較を通じて実証される。特に、ウィグナー分布は、反射計測データからプロファイル反転に必要な瞬時周波数を取得する手段としてだけでなく、時間周波数平面上での反射計測信号の正確な表現を提供する手段としても、新規の応用において使用される。さらに、直交信号に基づくより標準的なアプローチに対するその利点を強調する慎重な議論において、解析信号は、反射計測データから明確に定義された瞬時振幅、位相、周波数のセットを日常的に抽出するのに適しているとして提案される。デジタル化された反射計測データが離散時間信号を生じるという事実に関連する問題は適切に処理され、ウィグナー分布とスペクトログラムから、それらの一次周波数モーメントと平均周波数を計算することによって、ならびにそれらのピークを特定することによって得られる瞬時周波数の異なる推定値も比較される。