浅海波导中水下目标辐射噪声干涉条纹的理论分析和试验结果 被引量：20

1

作者 李启虎 王磊 +3 位作者 卫翀华 李嶷 马雪洁 于海春 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期253-257,共5页

浅海波导不变量的研究是近30年来水声学中引人注意的课题之一。水下目标辐射噪声的直达波和海面、海底反射波之间的干涉现象可以认为是浅海波导的典型例子,直达波和反射波之间的干涉条纹对了解浅海波导的机理是非常有效的。本文给出由... 浅海波导不变量的研究是近30年来水声学中引人注意的课题之一。水下目标辐射噪声的直达波和海面、海底反射波之间的干涉现象可以认为是浅海波导的典型例子,直达波和反射波之间的干涉条纹对了解浅海波导的机理是非常有效的。本文给出由水下目标辐射噪声直达波和海面、海底反射波产生的干涉现象的理论分析,指出由海面反射波引起的干涉条纹集中在高频段,而由海底反射引起的干涉条纹既可能在低频段也可能在高频段,它与海底的声学特性密切相关。文中给出了干涉条纹图和目标位置、海洋环境以及接收传感器等参数的关系,指出干涉条纹具有双曲线的形状,而一族双曲线的渐近线为直线。海试给出了若干有趣的结果,部分数据处理的例子证实了理论分析的正确性。本文所述的理论与试验结果表明在一定条件下,干涉条纹图可以用于目标检测与识别。 展开更多

关键词 水下目标辐射噪声 干涉条纹图 波导 浅海 试验 海底反射 干涉现象 反射波

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水下目标辐射噪声时间序列的非线性降噪处理 被引量：33

2

作者 侯平魁 龚云帆 +2 位作者 杨毓英 史习智 林良骥 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期207-211,共5页

噪声是信号检测和目标识别的障碍．对水下目标辐射噪声降噪，过去常用线性的方法来对信号进行滤波。对于线性系统产生的信号，用线性滤波方法可以达到较好的效果但对非线性系统产生的信号或受非线性因素影响较大的信号，用线性滤波万法... 噪声是信号检测和目标识别的障碍．对水下目标辐射噪声降噪，过去常用线性的方法来对信号进行滤波。对于线性系统产生的信号，用线性滤波方法可以达到较好的效果但对非线性系统产生的信号或受非线性因素影响较大的信号，用线性滤波万法不能很好地滤除噪声，已经证明，水下目标辐射噪声信号中具有明显的非线性成分。因此，本文提出运用非线性方法对水下目标辐射噪声时间序列进行降噪处理。通过降噪前后重构吸引子、关联积分曲线斜率及信噪比的比较，表明该方法对去除水下目标辐射噪声时间序列中的噪声干扰十分有效。 展开更多

关键词 水下目标辐射噪声 降噪 非线性 时间序列 信号处理

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用垂直阵和单水听器测量水下目标辐射噪声的误差分析及其修正方法 被引量：23

3

作者 吴国清 王美刚 +1 位作者 陈守虎 马力 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期398-403,共6页

文章给出了水声波导模型下垂直阵和单水听器测量水下目标辐射噪声的误差和修正方法,以便使两种测量结果一致和统一。在设定典型水声波导的参数后,用波数积分方法计算出声源到垂直阵各阵元的信道传输函数,再推导出垂直嵌套阵聚焦波束的... 文章给出了水声波导模型下垂直阵和单水听器测量水下目标辐射噪声的误差和修正方法,以便使两种测量结果一致和统一。在设定典型水声波导的参数后,用波数积分方法计算出声源到垂直阵各阵元的信道传输函数,再推导出垂直嵌套阵聚焦波束的信道传输函数,从而得到单水听器和垂直嵌套阵的测量误差。数值计算表明在70 m海深条件下,不同深度单水听器测量单频信号频谱级起伏达15 dB以上,总声级测量误差的均值为3 dB,而垂直嵌套阵测量单频信号频谱级起伏仅4 dB,总声级测量误差的均值趋于0 dB。海上实验测量单频信号声源级的结果与数值计算的起伏一致,海试中垂直阵获得较高的空间增益。结论是在浅海条件下垂直阵的测量精度高于单水听器的测量精度,用单水听器测量的目标总声级需要修正时可以修正,而用单水听器测量的单频信号声源级则难以修正。 展开更多

关键词 水下目标辐射噪声 测量误差 修正方法 误差分析 垂直阵 水听器 信号频谱 传输函数

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水下目标辐射噪声中单频信号分量的检测：理论分析 被引量：54

4

作者 李启虎 李敏 杨秀庭 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期193-196,共4页

在理想情况下高斯噪声背景下高斯信号的最佳检测问题已受到很多关注,它是被动声呐采用能量检测的理论基础之一。但是理论与实验都已证明,舰船辐射噪声中存在着单频信号分量。在小信噪比下,单频信号的检测必须采用有别于宽带能量检测的... 在理想情况下高斯噪声背景下高斯信号的最佳检测问题已受到很多关注,它是被动声呐采用能量检测的理论基础之一。但是理论与实验都已证明,舰船辐射噪声中存在着单频信号分量。在小信噪比下,单频信号的检测必须采用有别于宽带能量检测的方法。本文讨论在小信噪比下检测单频信号分量的几种不同的理论方法,包括自相关检测、FFT分析、自适应线谱增强等,计算了它们的增益。指出分段FFT检测具有明显的优势,对可能出现的单频信号分量的频率漂移具有较好的宽容性。 展开更多

关键词 高斯信号 最佳检测 水下目标辐射噪声 单频 分量 FFT分析 舰船辐射噪声 能量检测

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水下目标辐射噪声中单频信号分量的检测：数值仿真 被引量：28

5

作者 李启虎 李敏 杨秀庭 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期289-293,共5页

继续深入讨论强干扰背景噪声下单频信号分量的检测问题。根据理论分析进行了一系列的数值仿真,验证了理论中关于处理增益与时间成正比的结论,在存在频率漂移时,分段DFT分析的宽容特性。同时讨论检测系统的参数选择问题,包括采样间隔、分... 继续深入讨论强干扰背景噪声下单频信号分量的检测问题。根据理论分析进行了一系列的数值仿真,验证了理论中关于处理增益与时间成正比的结论,在存在频率漂移时,分段DFT分析的宽容特性。同时讨论检测系统的参数选择问题,包括采样间隔、分段DFT的长度、频率分辨力、单频信号分量的频率漂移对检测系统性能的影响。 展开更多

关键词 检测系统 水下目标辐射噪声 数值仿真 分量 信号 单频 DFT分析 频率漂移

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水下目标辐射噪声的非线性检验 被引量：8

6

作者 侯平魁 龚云帆 +1 位作者 史习智 林良骥 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期135-139,共5页

由于非线性是混沌产生的必要条件，所以讨论一个观测时间序列是否具有非线性，对进一步利用混沌时间序列方法分析观测时间序列很有意义。本文讨论水下目标辐射噪声信号中非线性问题，运用替代数据方法，根据实验数据与替代数据之间峭度... 由于非线性是混沌产生的必要条件，所以讨论一个观测时间序列是否具有非线性，对进一步利用混沌时间序列方法分析观测时间序列很有意义。本文讨论水下目标辐射噪声信号中非线性问题，运用替代数据方法，根据实验数据与替代数据之间峭度和自相关两个量的差异性，分析了水下目标辐射噪声信号中的非线性成分，得出结论：水下目标辐射噪声信号中存在非线性成分，且这种非线性不是由于静态测量函数的非线性引起的，为利用非线性时间序列分析方法分析水下目标噪声信号提供了理论依据。 展开更多

关键词 水下目标辐射噪声信号 非线性 替代数据 时间序列分析 混沌 水声信号 零假设检验

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水下目标辐射噪声的子波变换和高阶累积量联合分析 被引量：2

7

作者 黄建国 仪晓可 张群飞 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 2001年第2期175-177,共3页

将子波变换和高阶累积量联合分析应用于对水下目标辐射噪声的特征提取。首先利用子波变换提取辐射噪声的动态调制分量，然后应用四阶累量对角切片的傅立叶变换（21/2维谱）分析该动态调制的谐波特性。结果表明，该方法可以有效地实现动... 将子波变换和高阶累积量联合分析应用于对水下目标辐射噪声的特征提取。首先利用子波变换提取辐射噪声的动态调制分量，然后应用四阶累量对角切片的傅立叶变换（21/2维谱）分析该动态调制的谐波特性。结果表明，该方法可以有效地实现动态调制分量与其他信号的分离，准确提取谐波特征。由于四阶累量对高斯噪声的抑制性，该方法还具有很强的抗噪性。此外，相对与双谱和三谱分析，21/2维谱分析极大减少了计算量，降低了方法的复杂程度，具有较快的运算速度。 展开更多

关键词 子波变换 动态调制 高阶累积量 水下目标辐射噪声 水声

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水下目标辐射噪声宽带谱级的距离折算

8

作者 李凡 郭圣明 +1 位作者 陈耀明 张建国 《声学技术》 CSCD 北大核心 2007年第5期1050-1051,共2页

舰船和水下目标辐射噪声的测量，是水声研究的一项极为重要的工作。按我国海军舰船辐射噪声测量规范的要求，应对测量距离进行折算。传统的距离传播损失折算方法，是基于“点声源和波阵面球面扩展”二项假设的考虑，球面扩展的假设是以... 舰船和水下目标辐射噪声的测量，是水声研究的一项极为重要的工作。按我国海军舰船辐射噪声测量规范的要求，应对测量距离进行折算。传统的距离传播损失折算方法，是基于“点声源和波阵面球面扩展”二项假设的考虑，球面扩展的假设是以理想的无界均匀空间为前提的，甚至不考虑介质吸收。因此测量距离引起的传播损失直接与距离平方成反比。实际海洋环境中声信号传播与海面、海底边界以及海底介质声学特性有关。本文提出一种舰船目标辐射噪声源级的测量距离损失的折算方法，采用声场波数谱积分方法计算宽带声传播损失。从实验数值处理和数值模拟计算出发分别讨论水下目标辐射噪声源级计算的距离折算，与传统的“距离反平方律”折算结果进行对比。同时还用声场简正波方法对测量距离进行折算，分析不同方法的异同点。 展开更多

关键词 水下目标辐射噪声 测量距离 折算方法 宽带谱 舰船辐射噪声 数值模拟计算 声传播损失 测量规范

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基于SD卡和单片机的水下目标辐射噪声模拟器设计 被引量：3

9

作者 王同哲 杨日杰 +1 位作者 赵轩坤 孙庆功 《国外电子测量技术》 2014年第9期63-67,共5页

水下目标辐射噪声模拟器在各类被动式声探测设备的研制、验收和人员培训中有着重要意义。介绍了一种水下目标辐射噪声模拟器的设计和实现,该模拟器利用ATMega128L单片机作为控制核心,使用SPI模式控制读取SD卡,经过声源级控制和功率放大... 水下目标辐射噪声模拟器在各类被动式声探测设备的研制、验收和人员培训中有着重要意义。介绍了一种水下目标辐射噪声模拟器的设计和实现,该模拟器利用ATMega128L单片机作为控制核心,使用SPI模式控制读取SD卡,经过声源级控制和功率放大模块,将SD卡内预存噪声信号通过换能器进行发射,形成特定目标辐射噪声的模拟信源。另外,介绍了一种可行的计算机模拟特定水下目标辐射噪声的方法。测试证明,该模拟器可有效模拟水下目标,高度还原其噪声谱,达到了设计要求。 展开更多

关键词 水下目标辐射噪声模拟 SD卡 ATMEGA128L SPI

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水下目标辐射噪声的子波变换和双谱联合分析 被引量：1

10

作者 仪晓可 黄建国 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期323-326,共4页

首次将子波变换和双谱联合分析应用于对水下目标辐射噪声的特征提取。首先利用子波变换提取辐射噪声的动态调制分量 ,然后应用归一化双相干系数分析该动态调制的谐波特性。结果表明 ,该方法可以有效地实现动态调制分量与其他信号的分离 ... 首次将子波变换和双谱联合分析应用于对水下目标辐射噪声的特征提取。首先利用子波变换提取辐射噪声的动态调制分量 ,然后应用归一化双相干系数分析该动态调制的谐波特性。结果表明 ,该方法可以有效地实现动态调制分量与其他信号的分离 ,准确提取谐波特性 。 展开更多

关键词 子波变换 归一化双相干系数 双谱 动态调制 水下目标辐射噪声

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水下目标低频辐射噪声矢量声场干涉测试分析

11

作者 杜敬林 马忠成 +1 位作者 李然 崔剑锋 《测试技术学报》 2016年第3期246-253,共8页

矢量传感器具有与频率无关的偶极子指向性,可以同步、共点和独立测量声场中的声压和质点振速,在水下目标辐射噪声测量领域得到广泛应用.本文采用虚源干涉模型和简正波矢量声场理论,计算和仿真分析了水下目标低频辐射噪声声压与质点振速... 矢量传感器具有与频率无关的偶极子指向性,可以同步、共点和独立测量声场中的声压和质点振速,在水下目标辐射噪声测量领域得到广泛应用.本文采用虚源干涉模型和简正波矢量声场理论,计算和仿真分析了水下目标低频辐射噪声声压与质点振速近程声场的时间-频率干涉图案,利用单矢量传感器辐射噪声测量系统在北黄海海域对单个和两个目标的水下辐射噪声进行了测试和分析.结果表明:水下目标低频辐射噪声声场质点振速水平分量与声压的时间-频率干涉条纹具有相似性,而声场质点振速比声压的时间-频率干涉条纹清晰,且质点振速能够抑制目标与目标辐射噪声之间的干涉;利用质点振速LOFAR图,可以判定水下目标的数目,区分水面和水下目标. 展开更多

关键词 水下目标辐射噪声 矢量传感器 质点振速 虚源模型 干涉图案

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长短时记忆网络水下目标噪声智能识别方法 被引量：9

12

作者 张少康 王超 +1 位作者 田德艳 张小川 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第23期181-185,共5页

未来基于水下无人平台的水声目标探测体系要求平台自身具备目标智能化识别能力,而传统水下目标噪声识别方法需要人工提取泛化能力强的特征数据,且识别过程具有较强的人机交互特性,无法满足这一要求。针对这一问题,本文研究一种基于长短... 未来基于水下无人平台的水声目标探测体系要求平台自身具备目标智能化识别能力,而传统水下目标噪声识别方法需要人工提取泛化能力强的特征数据,且识别过程具有较强的人机交互特性,无法满足这一要求。针对这一问题,本文研究一种基于长短时记忆网络(LSTM)的水下目标噪声智能识别方法,借助深度学习自主学习数据特征的能力,应用长短时记忆网络(LSTM)分别对水下目标噪声的时域时间序列数据、频谱数据、梅尔倒谱(MFCC)数据进行深层次特征提取与识别,并使用实际水声目标噪声信号对该方法进行了验证。结果表明,在上述3种输入数据情况下,采用LSTM长短时记忆模型均能有效实现水下目标噪声特征提取与智能识别。 展开更多

关键词 深度学习 长短时记忆网络 水下目标辐射噪声 特征提取 智能识别

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基于矢量水听器单通道瞬时相位差加权的水下目标测向方法 被引量：1

13

作者 白兴宇 刘明禹 +2 位作者 姜煜 王祎奇 李帅 《电子科技》 2023年第10期9-14,共6页

针对在远程低信噪比条件下常规复声强方法目标测向精度较差的问题,文中提出了一种基于矢量水听器单通道瞬时相位差加权的水下目标测向方法。该方法根据水下目标线谱频率单元对应瞬时相位差相对稳定以及背景噪声频率单元对应瞬时相位差... 针对在远程低信噪比条件下常规复声强方法目标测向精度较差的问题,文中提出了一种基于矢量水听器单通道瞬时相位差加权的水下目标测向方法。该方法根据水下目标线谱频率单元对应瞬时相位差相对稳定以及背景噪声频率单元对应瞬时相位差随机变化的特点,对矢量水听器各通道频率单元进行瞬时相位差的方差加权,增强了线谱信噪比增益并有效抑制了背景噪声的能量干扰,实现了对水下目标的高精度测向。仿真分析和实验验证了文中所提方法在-20~10 dB的低信噪比条件下的测向精度比常规复声强法平均提高15.8%。 展开更多

关键词 信息处理 矢量水听器 水下目标辐射噪声 瞬时相位差 低信噪比 水下目标方位估计 复声强器 声能流

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水下被动目标参数估计的群体蒙特卡罗方法

14

作者 陈钊 王海燕 +1 位作者 刘郑国 申晓红 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期1087-1093,1262,共8页

将一种基于时域宽带信号模型的贝叶斯高分辨方位估计方法用于水下被动目标参数估计,与传统的子空间类方法相比,该方法只需要较少的信号快拍数且仅需实数运算。同时采用群体蒙特卡罗(PMC)方法执行贝叶斯计算,能进行模型阶数和方位的联合... 将一种基于时域宽带信号模型的贝叶斯高分辨方位估计方法用于水下被动目标参数估计,与传统的子空间类方法相比,该方法只需要较少的信号快拍数且仅需实数运算。同时采用群体蒙特卡罗(PMC)方法执行贝叶斯计算,能进行模型阶数和方位的联合估计,其良好的并行处理能力可显著减少程序运行时间。针对较复杂的三声源情况进行了仿真,仿真结果显示该算法给出了很好的模型阶数和方位估计性能。 展开更多

关键词 被动目标方位估计 水下目标宽带辐射噪声 时域宽带信号模型 贝叶斯高分辨 模型阶数选择 群体蒙特卡罗

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基于波束域相位稳定性的目标检测方法研究 被引量：3

15

作者 郑恩明 田甜 +5 位作者 陈新华 王萍 李冰 王麟煜 上官经邦 宋春楠 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2033-2039,共7页

低信噪比下,为解决常规波束形成等权值累加空间谱各方位谱值,导致目标方位谱值被非目标方位谱值淹没,不能实现对水下辐射噪声信号未知的目标检测问题,本文提出了一种基于波束域相位稳定性的目标检测方法.依据水下目标辐射噪声含有稳定... 低信噪比下,为解决常规波束形成等权值累加空间谱各方位谱值,导致目标方位谱值被非目标方位谱值淹没,不能实现对水下辐射噪声信号未知的目标检测问题,本文提出了一种基于波束域相位稳定性的目标检测方法.依据水下目标辐射噪声含有稳定线谱及空间谱各方位对应波束域相位稳定性差异,该方法利用波束域相位方差对各方位谱值进行加权统计,实现了对水下目标方位角的有效估计.数值仿真和实验结果表明:相比常规波束形成,该方法可以进一步增强目标方位能量,抑制非目标方位噪声干扰,改善目标检测信噪比增益. 展开更多

关键词 阵列信号理 水下目标辐射噪声 波束域相位稳定性 加权统计 目标检测

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基于双树复小波的被动目标特征提取方法研究 被引量：1

16

作者 许传 胡友峰 徐伟 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第11期102-105,共4页

针对水下目标辐射噪声特征提取困难的问题,提出一种基于双树复小波变换的特征提取方法。首先,采用一种改进的小波阈值去噪方法去除水下目标辐射噪声信号中的噪声成分,该方法可以获得优于经典小波阈值去噪方法的结果;其次,在特征提取过程... 针对水下目标辐射噪声特征提取困难的问题,提出一种基于双树复小波变换的特征提取方法。首先,采用一种改进的小波阈值去噪方法去除水下目标辐射噪声信号中的噪声成分,该方法可以获得优于经典小波阈值去噪方法的结果;其次,在特征提取过程中,采用具有近似平移不变性的双树复小波变换,该方法能够克服信号时移带来的影响,得到稳定的目标特征向量。仿真试验和实航数据处理结果表明,本文方法提取的目标特征向量比使用离散小波变换提取的结果更稳定。 展开更多

关键词 水下目标辐射噪声 小波降噪 双树复小波变换 特征提取

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一种基于瞬时相位方差加权的线谱检测器 被引量：6

17

作者 郑恩明 余华兵 +1 位作者 陈新华 孙长瑜 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期1763-1768,共6页

针对水下目标未知线谱的检测问题,依据水下目标辐射噪声含有高强度稳定线谱这一特征,该文提出一种基于瞬时相位方差加权的线谱检测方法。该方法利用目标线谱频率单元对应瞬时相位比较稳定,背景噪声频率单元对应瞬时相位比较随机的特点,... 针对水下目标未知线谱的检测问题,依据水下目标辐射噪声含有高强度稳定线谱这一特征,该文提出一种基于瞬时相位方差加权的线谱检测方法。该方法利用目标线谱频率单元对应瞬时相位比较稳定,背景噪声频率单元对应瞬时相位比较随机的特点,对各频率单元进行瞬时相位方差加权,可以进一步抑制背景噪声能量干扰,增强目标线谱检测信噪比(SNR)增益,实现对水下目标辐射噪声中未知线谱的检测。理论分析和实验结果表明:该方法可以较好地增强目标线谱能量、抑制噪声、提高信噪比,在抗复杂信道检测、识别领域具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 信息处理 水下目标辐射噪声 线谱检测 瞬时相位方差

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