在雷达信号处理中，调频信号是其中一类有代表性的非平稳信号。对于这类频谱时变的信号，传统的时域和频率域的分析方法都不能够全面的反映信号的特征，而时频分布形式则为非平稳信号的研究提供了有效的手段。本文主要研究了时频分析方法在多项式相位信号及正弦调频信号的参数估计中的应用。论文主要工作和成果如下： 1．从研究信号的结构入手，讨论了利用有限阶次的多项式来表示信号频率的相位参数法，从而将瞬时频率的估计问题转化为多项式系数的估计问题。该方法先由方程的最小二乘解得到多项式系数，再由多项式系数及阶数拟合瞬时频率曲线。 2．研究了多项式相位信号小波变换系数和模极大值特性，并根据多项式相位信号本身的特征，由小波系数模极大值与小波函数的关系，讨论了一种在小波域内提取瞬时频率的方法。该方法比较适合于频率随时间变化的信号，通过选取适当的小波系数，由小波系数的模极大值间距特征获取信号瞬时频率的变化规律。 3．讨论了时频分析法在抑制噪声并提取信号参数方面的应用。利用信号Wigner-Ville分布的零频处仍保持原信号所有特征这一特性，利用小波脊分析来提取信号的瞬时频率。该方法能有效抑制噪声，可改善参数的估计性能。 4．传统的时频分析方法都着眼于单通道信号分析，而在雷达信号侦察中可采用阵列接收，本文研究了基于阵列和互Wigner-Ville分布平均的瞬时频率估计算法。