低频线谱检测ALE算法应用

 舰船辐射噪声在低频段具有稳定的特征信息丰富的线谱成分,此线谱成分的检测对水下目标的定位和识别具有重要意义.为了有效地将舰船辐射噪声特征线谱从宽带背景噪声中分离出来,应用ALE算法理论对舰船噪声信号进行研究.ALE算法作为自适应FIRDF算法的一种变形,是自适应噪声抵消器的典型应用.低频线谱检测中采用ALE算法无需参考信号,自适应地将线谱成分信号进行匹配,可以从宽带噪声中将线谱成分分离出来,且线谱成分明显增强.理论分析仿真结合实际海试数据对LOFAR谱图进行研究,结果表明,ALE算法在低频线谱信号检测中能够达到期望的效果.与常规方法相比,检测性能得到有效提高,有利于辐射噪声线谱的提取.     

时频分析在舰船低频声信号分析中的应用

舰船辐射噪声是一个非平穗过程,以傅立叶变换为基础的传统谱分析方法已经难以发挥作用.时频分析因其在时一频域都具有表征信号局部特征的能力而成为非平稳信号分析的有力工具.通过对实验数据的分析处理,得到舰船低频辐射噪声的时频特征.     

一种水中目标辐射噪声调制谱的联合分析方法

讨论了一种从辐射噪声中提取调制信息的联合方法．首先利用多尺度分析方法将噪声信号在不同层次的空间上进行分解;然后,利用小波变换求其功率谱从而得到辐射噪声的调制包络;最后对动态调制包络进行1 1/2维谱分析,得到了辐射噪声的调制线谱．在此基础上,对实测噪声数据进行了仿真研究,结果表明,该方法可以有效提取噪声中动态调制信息．     

基于倒谱特征的舰船辐射噪声识别算法研究

研究了舰船辐射噪声的倒谱信息．倒谱可以避免连续谱特征的不稳定性，基于此，将倒谱代替连续谱作为舰船辐射噪声识别的特征，并对实测的海上数据进行了仿真实验．结果表明，该方法可以有效地达到识别舰船辐射噪声的目的，且识别率高．     

一种获取船舶主要噪声源参数的方法

为了确定船舶主要辐射噪声源的声源参数,在分析辐射噪声特性及其传播规律的基础上,建立一个浅海波导条件下船舶主要辐射噪声源的数学模型.在不同信噪比条件下,利用快速场积分的方法计算船舶宽带辐射噪声的近场声压,并以全局概率优化搜索方法遗传算法作为反演工具,求解由近场声压数据构成的非线性方程组,从而得到辐射噪声源的参数.仿真结果表明,在浅海波导条件下,在信噪比高于15 dB时,该数学模型可有效反演出船舶主要辐射噪声源的声源参数.     

基于改进循环谱的直扩信号检测方法研究

基于循环谱理论,根据直扩信号与平稳噪声具有不同的谱相关特性,可对直扩信号进行检测,分析循环谱包络在循环频域——谱频域上的分布,能实现载频及伪码速率的参数估计。在有限时间条件下,为实现更低信噪比情况下的信号检测,提出了集平均的频域平滑循环周期图的改进算法,避免了多维搜索,并对算法进行抗噪声性能及统计特性分析,理论表明具有进一步的抑制噪声水平。通过计算机仿真,说明了此法能在低信噪比情况下实现参数估计,并分别证明了数据长度及平滑点数对实验数据的影响,验证了理论分析的正确性。     

基于短时FFT方法提取螺旋桨转速的研究

用短时傅立叶分析的方法研究了辐射噪声在高频时频变化的周期性，估计了目标的螺旋桨转速。实验共分析了241个噪声样本，结果表明：大多数辐射噪声样本在高频段原时频变化均有周期性，且分析高频段时能量变化的周期性是在低信噪比条件下估计螺旋桨转速的有效手段。     

基于小波变换的柴油发动机辐射噪声线谱分析

对小波变换(多分辩率分析)用于柴油发动机辐射噪声分析.利用小波变换的"变焦"性能,并基于其多分辨率分析,以柴油发动机辐射噪声信号为对象,使用Daubechies小波及快速小波算法———Mallat算法对其进行塔式分解,然后进行各级小波波形结构特征提取,再结合经典谱估计的方法分析其线谱特征,进而提高线谱的分辨率,以获得更多的信息量,为柴油发动机降低噪声提供理论依据.分析表明,将小波变换应用于柴油发动机辐射噪声线谱分析具有重要的意义.     

应用倒谱特征的带噪语音端点检测方法

传统的语音端点检测方法以信号的短时能量、过零率等简单特征作为判决特征参数.这些方法在实际应用中,尤其当信号信噪比比较低时,无法满足系统的需要.文中利用语音信号的倒谱特征作为判决抽样信号帧是否为语音信号的依据,并提出了倒谱距离测量法和循环神经网络法.通过对宽带噪声-白噪声干扰情况和一种特殊噪声——汽车噪声情况的实验,发现倒谱特征参数的语音信号端点检测方法在噪声环境下具有传统的能量方法无法比拟的优越性,更适合于实际应用.     

飞行器目标推进系统声信号特征提取研究

为了提取低空来袭的飞行器目标推进系统声信号的特征,分析了典型飞行器目标推进系统辐射噪声的信号特性,并建立了其推进系统辐射噪声的数学模型及被动声预警系统的接收信号模型.进而提出了基于Radon变换的LOFAR谱图线谱提取算法,以获取飞行器的推进器转速特征.通过对实测飞行器噪声数据的分析,验证了信号模型算法的合理性.     

Ability to detect weak effective seismic signals by utilizing chaotic vibrator system

Taking the advantage of CVS (Chaotic Vibrator System) sensitivity of large-scale periodic phase-state response to quasi-periodic or periodic signals,a series of numerical experiments were made to understand the ability of CVS to detect weak effective seismic signals in the common-shot seismic record distorted by strong stochastic noise. The re-sults demonstrate that the large-scale periodic phase-states of CVS are correlated with the signal composition of the quasi-periodic wavelet sequence constructing from horizontal moveout of seismic events,noise strength and the noise distortion de-gree to signal. For the same kind of events,the higher the noise distortion degree is,the lower the detectable SNR can be reached by CVS. For seismic data with the same noise distortion degree,the closer the scanning seismic velocity (the trial moveout ve-locity) approaches to the accurate velocity,the higher the detectable SNR can be reached by CVS. More-over,the truncating scanning velocities form an asymmetric belt,which indirectly makes CVS achieve a large-scale periodic phase-state and then the ratio of wavelet distortion coefficients in events can be a biggish variable scope.     

A new method for detecting line spectrum of ship-radiated noise using Duffing oscillator

A detection scheme for line spectrum of ship-radiated noise is proposed using Duffing oscillator. The chaotic trajectory of Duffing oscillator is analyzed and the state equation of the system is improved to detect weak periodic signals in different frequencies. According to the simulation results, the phase transforms of Duffing oscillator are sensitive to periodic signals and immune to the random noise and the periodic interference signals which have larger angular frequency difference from the referential signal. By employing Lyapunov exponents in the field of detection as the criteria for chaos, the phase transforms of dynamic behaviors in quantity are successfully determined. Meanwhile, the threshold value in critical state has been evaluated more accurately. Based on the phase transforms of Duffing oscillator, a new method for detecting line spectrum of ship-radiated noise is given. Three types of ship-radiated noise signals are analyzed and the values of line spectrum are acquired successfully by this method. The experimental results show that this method has high sensitivity and high resolution.     

基于相似序列重复度的舰船辐射噪声时域特性的研究

根据舰船辐射噪声的时域序列波形的特点，对其数据序列本身的局部相似性进行了研究．首先进行了相空间重构（维数为５，１０，２０，３０，５０）．接着在此相空间基础上，利用相似序列计算出重复度（ＲＲＰＴ）参数，绘制了舰船辐射噪声的重复度曲线并分析其特征．最后利用ＲＲＰＴ参数提取了数据序列的熵信息．实验表明重复度曲线和熵信息较好地反映了舰船辐射噪声的时域特征．     

舰船辐射噪声的非高斯特性和非线性检验

用Hinich检验方法，验证了实际舰船辐射噪声中存在非高斯性、非线性成分，为利用高阶累积量方法提取舰船辐射噪声的非高斯特征，提供了客观依据。     

分数阶Duffing系统动态特性研究及微弱信号检测

为了进一步提高微弱信号的检测能力,在更低信噪比环境下提取微弱信号的特征信息,提出采用分数阶Duffing系统实现微弱周期信号检测。基于常规Duffing-Holmes数学模型 ,通过加入分数阶微分算子引入了分数阶Duffing方程数学模型,利用变量代换对该模型进行改进可实现任意频率的微弱周期信号检测。研究分析系统阻尼比参数变化对系统非线性动力学特性的影响,给出了最佳阻尼比参数范围;研究了微分阶次与系统临界混沌阈值变化关系,得出微分阶次与系统临界混沌阈值成反比关系的结论。分别在高斯白噪声及色噪声背景下对微弱信号进行检测与识别,大量仿真结果表明,分数阶Duffing系统检测微弱信号的最低信噪比门限值比整数阶Duffing系统降低了10 dB,提高了检测微弱信号能力。     

基于小波空域相关的船舶轴频电场检测方法

为了提高对船舶水下轴频电场的远程探测能力,在充分分析实验室轴频电场信号的基础上,提出了一种基于小波空域相关的船舶轴频电场检测方法.首先使用小波空域相关对噪声和信号进行分离,并给出一种针对轴频电场的噪声阈值估计方法;然后,提取信号特征频率范围内的能量作为特征值,对信号进行滑动功率谱检测.对比分析结果表明,该算法在低信噪比情况下具有更高的稳定性和更好的检测效果.

     

用正弦信号源研究电气化铁道无线电干扰的横向电波传播特性

提出了一种新的研究电气化铁道无线电干扰电波传播规律的测量方法.此方法从干扰源处——接触网与受电弓之间馈入高频信号,由电气化铁道系统辐射出去进行测量.测量时,整个辐射系统与列车运行时射频干扰源的辐射系统相比没有变化,电波传播规律也保持不变。信号源的信号强度比较强,且是稳定信号,可以在较远的距离范围内对辐射场强分布进行测量,且可对其传播规律做详细的研究.解决了过去测量中的困难.建立了电波传播的非线性拟合模型,可以将近场、远场统一考虑回归,可更加良好地反映电气化铁道无线电干扰电波传播的规律.     

数字合成周期信号的频谱及信噪比

数字查表法合成周期信号是一种最常用的直接数字频率合成技术。该方法若再利用小数地址序列生成技术 ,可达到很高的频率分辨率。然而 ,采用小数地址序列生成技术合成波形 ,会产生“寄生谐波”。作者采用非均匀采样周期信号谱分析方法 ,研究以查表法合成的周期信号的频谱 ,推导了合成周期信号的信噪比 ,并揭示了其一些重要的性质。这些理论 ,对于设计满足一定信噪比要求的数字波形合成器及对其性能的分析具有指导意义     

频率估计的多段差频正弦信号加权融合算法

针对多段差频正弦信号,提出一种基于加权融合的频率估计算法,用以提高低信噪比条件下短时正弦信号的频率估计精度,扩展多段信号融合法的适用范围。为消除各段信号频率不等对频谱分析的影响,根据各段信号间频率差生成差频修正矩阵,对多段差频正弦信号频谱进行同频化处理;为消除各段信号相位不连续对频谱分析的影响,构造具有相位连续特性和降噪特性的加权因子,对同频化的多段差频正弦信号频谱进行加权融合,得到最优加权融合频谱;最后,谱峰搜索最优加权融合频谱,实现高精度频率估计.仿真实验表明,与现有算法相比本文算法估计精度高、抗噪性好、普适性好,特别在低信噪比、短时时宽下性能优良.