水声脉冲信号检测的新方法

水声脉冲信号是由一个运动平台上的发射器发射的。信号的调制方式、载频、幅度、脉宽以及周期均为未知。该文介绍了一种水声脉冲信号检测的新方法。水声脉冲信号接收机输出的短时谱重心是不断起伏的。起伏在高信噪比时会变得很小,而在低信噪比(或无信号)时会变得很大。由于,起伏的绝对偏差移动平均可用来度量起伏的大小,因此,它可以被用来检测水声脉冲信号。还介绍了新检测方法的原理、算法以及仿真结果。在海洋噪声、运动载体的辐射噪声以及小的多途干扰背景中,该方法能可靠地检测水声脉冲信号,并能同时对信号的一些参数作出估计。     

基于神经网络和功率谱的水中目标信号检测方法

将功率谱和神经网络相结合，应用于高海况、低信噪比条件下，水中目标信号的特征提取中．文中首先对信号进行功率谱估计，利用目标信号功率主要集中在低频部分的特点，提取低频信号的能量作为特征，然后利用人工神经网络对目标信号进行检测．利用不同浪级情况下海洋水压场的仿真信号数据，对某型目标舰船的水压信号进行了检测计算，验证了该方法的有效性，尤其是达到了在高海况、低信噪比条件下，对目标信号检测率比较高、虚警率比较低的效果．     

时间分数阶Fokker-Planck方程的Jacobi谱配置方法

分数阶微分方程在工程、生物、金融等领域有广泛的应用．本文利用分数阶积分和微分公式的关系,针对一类带Dirichlet边值条件的时间分数阶Fokker-Planck方程,将其转化为与之等价的带有奇异核的积分微分方程,然后用高斯积分公式数值求解积分项,在时间和空间上都采用Jacobi谱配置法来离散求解积分微分方程．数值算例的结果表明,该方法是非常有效的,数值解具有谱精度,并且该方法容易推广到高维和非线性的情形．     

高阶谱双通道的水声信号检测方法研究

实际海洋环境中,水下声纳系统往往因环境条件的失配而性能下降。从高阶统计量分析的角度来研究失配条件下的水声信号检测问题。采用二阶、三阶统计联合分析的方法,把双谱能量检测器与常规能量检测器联合构成一种双谱双通道检测器。它同时利用了水声信号中的二阶和三阶统计信息,增加了所利用的信息量,且能在更大程度上适应复杂水声环境变化的要求,改善和提高了水声信号的检测性能。计算机仿真证明了上述算法的有效性。该方法为失配条件下的水下微弱信号检测提供了一条可能的途径。     

基于分数阶傅里叶变换的水声信道参数估计

准确估计水声信道参数,对提高通信系统的性能有着重要的意义。Chirp脉冲有良好的相关性,常被用作信道探测信号。鉴于分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)对chirp类信号的处理特性,用chirp信号作为测量信号,FRFT作为后端处理技术,可以得到很好的处理效果。研究了基于FRFT的水声信道多途时延和多普勒频偏参数估计的原理和方法,该方法通过发射具有正、负调频斜率的组合线性调频信号,在接收端根据FRFT幅值输出的峰值位置估计信道参数。仿真结果表明,此方法计算量与FFT相当,且有较高的估计精度。     

基于小波变换的主动水声信号检测

信号检测是水声信号处理领域的研究重点之一。文章通过对水下航行器自噪声特性的研究，发现其具有1／f衰减特性，同时利用小波变换对1/f信号有类似K—L展开的作用，提出了一种基于小波变换的信号检测方法，对1/f噪声背景下的主动水声信号进行了检测；文中详细推导了相应的检验统计量及其统计分布特性；同时，将该方法与匹配滤波器、能量检测器的检测性能进行了比较，仿真试验结果表明了本方法的有效性。     

非高斯水声瞬态信号双通道Power-Law检测

根据水声瞬态信号的特点,在分析能量检测和高阶谱检测的特性基础上,研究了基于能量检测和基于高阶谱的Power-Law检测方法,将上述两种检测器联合构成一种双通道Power-Law检测器,更好地利用了水声瞬态信号中的统计信息。通过计算机仿真试验,证明了该检测器的有效性,它能在更大程度上适应复杂水声环境变化的要求,改善和提高水声瞬态信号的检测性能。     

分数阶傅立叶变换的线性调频信号降噪

本文在分数阶Fourier变换原理的基础上,提出了一种基于分数阶傅里叶变换的线性调频（LFM）信号的滤波方法,利用该变换等同于对信号在时频平面进行旋转,将混迭有噪声的信号以特定的旋转角作分数阶傅里叶变换,使得信号与噪声在变换域中的交迭达到最小：然后通过窄带通滤波器对LFM信号进行抽取,再经过分数阶傅里叶反变换,恢复出原信号。     

基于分数阶Fourier变换的机械变速过程信号分析

研究了旋转机械的变速测量过程，通过引入分数阶傅立叶变换（FRFT），推导证明了分数阶傅立叶变换对扫频信号具有良好的时频聚焦性，因此应用分数阶傅立叶变换来分析旋转机械的变速过程的测量信号，可以有效地解决机械转速不恒定对信号分析的影响，提高信号分析、状态监测以及故障诊断的准确性。     

分数阶差分滤波器及边缘检测

为了减少边缘检测中的噪声影响,设计了一种分数阶差分滤波器,给出了该滤波器的原理,分析了此类滤波器的幅频特性。该滤波器的系数可通过调节它的阶次来改变,在合适的阶次范围内,该滤波器具有一定的平滑功能。同时,它还克服了直接用分数阶微分检测边缘时,有边缘漂移的问题。最后,我们将其应用于边缘检测,结果表明,在无噪声情况下,其检测结果和其它方法一样好,在有噪声情况下,该滤波器具有一定的噪声免疫力。     

几种水声瞬态信号检测算法的比较研究

对于空投浮标、鱼雷等反潜武器的入水瞬态信号进行检测一直是水声对抗领域的一项关键技术。本文针对入水瞬态信号介绍了4种常用的统计量检测方法,并通过蒙特卡洛仿真和湖试数据处理比较了4种检测方法的检测效果,分析了各自的特点,对水声瞬态信号检测具体工程应用具有较好的参考价值。     

水下声信标信号的多脉冲匹配滤波改进方法

水下声信标信号检测是搜寻黑匣子的重要技术之一。针对水下声信标信号声源级低、脉冲宽度窄所带来的检测难题,充分利用声信标信号周期短、相邻脉冲信号相关性强等特点,提出了一种基于多脉冲积分的改进匹配滤波方法,通过前后脉冲匹配方法克服标准信号匹配处理中因信号畸变带来的匹配处理增益下降,通过多脉冲累积提高积分增益。通过仿真实验验证,当取多脉冲累积数为6时,在理想白噪声环境下,所提改进方法比传统单脉冲匹配滤波检测性能提高约4 dB,特别是在存在明显多普勒影响下,传统方法适应性下降,所提改进方法有9 dB的性能提高。通过对湖上实验数据的处理也验证了所提方法的有效性。     

水下航行器声学故障检测中距离有效性的评价

引入J-偏差作为有向偏差的改进,并提出了一种新的距离有效性评价指标-归一化关键点高度(NKH).利用仿真数据和舱段试验数据,以线谱频率改变等4种类型的常见声学故障为研究对象,针对欧氏距离等5种距离定义,系统地开展声学故障检测有效性的评价研究.结果表明,J-偏差的检测效果要优于常用的欧式距离和Hausdorff距离.     

蛙人水下声信号特征研究综述

蛙人由于体积小、噪声强度低,探测十分困难,并且蛙人可秘密潜入重点水域实施侦察或破坏,对水下区域安全提出了挑战。文章首先指出了水下蛙人的探测难点,然后介绍了反蛙人声呐装备的技术现状,对蛙人水下目标主被动声学信号特征的国内外研究情况进行了综述,提出了反蛙人声呐装备系统发展的关键技术,为我国反蛙人声呐系统的发展提供了参考。     

模基水声信号处理技术的研究现状和展望

常规信号处理方法的前提条件相对简单,不能满足水声信号处理中海洋环境非平稳和极低信噪比等实际情况。基于模型的信号处理方法(模基处理技术)能够将物理模型引入到信号处理算法中,并且能够有效利用先验信息提高信号处理的性能,是一种有潜力的信号处理技术。结合多年的模基水声信号处理研究基础,首先介绍了模基处理的基本概念,然后介绍了模基处理器的基本框架和其主要优势,进而对模基技术在水声信号处理各个应用领域的研究现状做了全面的归纳和简要的评述,在此基础上,分析了该领域进一步的研究方向。     

基于深度神经网络的水声FBMC通信信号检测方法

针对传统水声滤波器组多载波(Filter Bank Multi-Carrier,FBMC)通信接收端需经过信道估计和均衡才可恢复出发送符号,系统复杂度高且信道估计精度不佳等问题.文章将深度神经网络融入到水声多载波通信当中,提出一种基于深度神经网络的水声FBMC信号检测方法.在训练阶段通过大量的数据迭代、调试超参数和优化...     

水声信号预测的神经网络方法

水声信号的局部可预测性在水声信号处理中具有重要作用,它是解决非平稳信号检测问题的基础。基于非线性时间序列局部可预测性原理,采用人工神经网络技术,研究了水声信号的神经网络预测,讨论了预测模型的建立和网络结构参数的设计。分别采用BP网络和RBF网络对实际舰船水声信号进行预测,通过对仿真数据和实际舰船辐射噪声数据预测的结果分析,得出了两种网络预测模型的误差分布,提出了减小预测误差的有效方法。为今后进一步开展水声信号预测研究奠定了基础。     

水声探测信号级仿真通用模型库设计

信号级仿真以其能更真实地模拟装备作战性能且可进行统计仿真等显著优点成为完成水下作战效能评估任务较为理想的平台之一,而诸如舰艇辐射噪声模型等水下作战实体的声学模型则是构成水下作战评估体系的基础。在对水下作战过程进行深入分析的基础上,设计了水声探测信号级仿真通用模型库。该模型库以鱼雷为声学模型,通过数据库将八类水下作战实体和环境模型进行分类管理,支持离线和在线仿真,模型库中的各模型均经过实测数据进行验证。该模型库的建成,为水下作战系统的总体设计、性能测试、方案验证以及声兼容性研究提供了工程化的研究基础和较为真实的试验环境。