本发明提出了一种基于数据驱动的雷达通信混叠信号分离方法及设备，所述方法包括：基于调幅项的傅里叶展开，基于黎曼和对调频项进行建模，建立接收信号的稀疏观测模型；基于观测模型，将信号分离问题转化为对傅里叶系数向量x和瞬时频率向量f的估计问题；通过交替迭代的方法分别求x和f，其中对于x，基于稀疏贝叶斯学习利用当前f的估计值重构x，通过建立瞬时频率更新目标函数，利用当前的x更新f。本发明方法能够实现雷达、通信信号在时频域存在混叠情况下的有效分离。