舰船辐射噪声模拟与实现方法

提出了一种基于特定频率响应FIR滤波器的宽带舰船辐射噪声模拟方法,线谱采用正弦信号模拟,并设计了一套数据回放系统。模拟系统的输入参数包括舰船吨位、航速、螺旋桨叶片数及转速。试验结果表明:该方法产生的舰船噪声与期望的频谱结构基本一致,数据回放系统也能够较好地、真实地模拟原始信号。     

舰船噪声通过特性过零数特征的分析与应用

在正常巡航条件下，舰船沿纵向分布着三个具有不同功率谱特征的声辐射部位。通常，目标舰船距离观测点很远时，舰船可被视为一个点声源，但舰船距离观测点很近时，就不能再被视为点声源，而应被视为体积目标更为合理。分析了舰船做为体积目标时辐射噪声功率谱的纵向特性，利用舰船辐射噪声波形的过零点数分布，构造了舰船噪声通过特性的过零数特征矢量，为舰船目标识别分类研究提供了一种新的特征量，并应用BP网络做了分类实验，实验证明：过零特征可以作为水中目标识别的重要依据，是一种有效的分类方法。     

舰船做为体积声源的源强度谱纵向分布特性

在近程声探测条件下，舰船应被视为体积声源，而非点声源。建议用舰船的噪声源强度谱纵向分布特性描述舰船辐射噪声能量沿舰船纵向及频域的二维分布，探讨船船不同部位辐射噪声的源强度和功率谱特征，籍助对舰船噪声通过对特性信号的时频分析，得到了若干典型舰船的噪声源强度谱纵向分布特性，结果证明，在正常巡航速度时，沿舰船首尾方向分布着三个具有明显功率谱特点的声辐射部位，即推进器部位一，主机部位和辅机部位，这个结论称为正常巡航速度时舰船噪声的“三亮点”模型，简明讨论了在低航速和很高航速时舰船噪声源强度谱纵向分布特性的变化。     

基于谐波小波的舰船辐射噪声线谱提取方法

针对传统方法在低信噪比情况下难以准确提取舰船辐射噪声线谱成分的问题,提出一种基于谐波小波变换的高分辨线谱提取方法。通过对舰船辐射噪声信号进行谐波小波变换,将其正交、无泄漏地分解到相互独立的频段上,提取线谱所在频段的谐波小波系数且将其它频段置零,进而在时域重构出线谱信号,实现信号与其它成分的分离。实验分析结果表明:该方法对背景噪声有较好的抑制作用,提取微弱线谱信号的能力和精度优于FFT分析方法,比传统FIR滤波器方法性能提高了约5dB,有利于辐射噪声特征线谱的提取。     

基于小波能量谱的舰船辐射噪声分类特性分析

根据舰船辐射噪声的“三亮点”模型,采用小波变换,以不同的频率分辨率获取舰船辐射噪声信号相应3个不同频带的小波能量谱,然后计算小波能量谱突变项的五水平聚点,据此选取能量谱突变性显著的频段,最后对各能量谱聚点作聚类分析实现特征压缩并确定特征量。在舰船声场通过特性研究中的应用表明,该方法具有识别与分类准确率高的特点。     

舰船辐射噪声功率谱特征提取方法研究

基于分段最小二乘曲线拟合方法,提出了一种的提取舰船噪声信号功率谱中线谱特征的新方法,通过一种新的坐标变换,用最小二乘曲线拟合方法精确提取了连续谱特征,将连续谱特征和线谱特征组合得到了舰船噪声的功率谱特征。利用BP神经网络对海上实录的两类目标噪声进行了分类识别,实验证明了方法的有效性,识别率达到90%以上,分类效果很好。     

舰船辐射噪声波形重构研究

舰船辐射噪声作为舰船的重要特性,其物理仿真实现对武器和声纳样机的物理检测及评估都具有实际工程价值。该文研究了舰船辐射噪声波形重构的3个问题。依据线性系统理论,给出了在通用计算机上产生同时具有规定振幅概率分布和功率谱的随机时间序列的方法。该算法的突出优点是,可以连续产生模拟噪声,使用该算法可以便利地校正由发射换能器频率响应引起的失真。其次,讨论了接收换能器的等效电特性,以便构成一个可覆盖宽频带（3 Hz～20 kHz）的声电换能器模拟系统。仿真结果表明,利用耦合腔、振动液柱和消声水池能够对目标探测系统进行物理模拟试验,能够产生模拟实船噪声的声信号及实船通过时的通过特性,本文研究旨在为水声接收机的性能模拟研究提供依据。     

声场频谱控制算法研究

在研究船舶辐射噪声特性的基础上,结合各类船舶辐射噪声功率谱特征,提出一种能够模拟船舶辐射噪声频谱的控制算法。被控对象的非线性会导致噪声频谱的剧烈变化,难以对噪声频谱模拟进行控制,提出的控制算法通过实时谱分析和实时修正的闭环控制能够有效地解决被控对象非线性引起的剧烈变化等问题。在将功率谱转换为复傅氏谱时需要添加相位信息,给出了一种添加相位信息的方法。仿真结果表明,在给定参考谱的情况下,算法可以很好地应用在频谱控制系统中。     

水下运动目标噪声线谱的联合估计方法

水下目标辐射噪声特征谱线的联合估计,基于水下运动目标线谱数学模型,通过分析水下目标辐射噪声特征等信息实现.基于经典谱与现代谱估计的联合估计法提取水下目标辐射噪声线谱特征,首先分别估计采集数据的功率谱,得到估算功率谱图;分析功率谱图,确定线谱存在的大致区域,再估计精确线谱.     

基于短时傅里叶变换的舰船辐射噪声特征提取

舰船辐射噪声中往往包含舰船的类型、航速、吨位等各种重要的信息,对舰船辐射噪声的分析处理有利于对舰船进行分类、识别。由于舰船辐射噪声是由多个噪声源叠加而成,它们的发声机理各不相同,同时,海洋环境和水声信道的复杂多变,而舰船辐射噪声是一种非平稳、非高斯过程;因此,分析研究非平稳、非高斯的舰船辐射噪声显得十分重要。短时傅里叶变换是研究非平稳信号使用最广泛的方法,通过对实测舰船辐射噪声信号进行短时傅里叶变换分析,得出舰船辐射噪声的时域和频域特征,提供了一种有效分析舰船辐射噪声信号的方法。     

小波组合滤波技术在捷联式寻北仪中的应用研究

本文介绍了二进正交小波变换的快速算法在基于小波变换的组合滤波器中的应用。该组合滤波器被用于抑制捷联式惯性寻北仪中的周期性噪声和随机干扰。通过对现场采样数据的仿真分析，说明该组合滤波器与普通矩形窗滤波器相比，能更好地抑制动态干扰对寻北结果的影响。     

随机噪声的频域滤波方法

提出了一种新的滤波方法。该方法的基本思路是,将时域中被噪声污染的测量信号通过傅里叶变换转换到频域中去,一般来说,测量信号和噪声的功率谱在频域中是不重合的。接着,在频域中将噪声谱删除,只剩下测量信号的功率谱。然后,再将测量信号的功率谱通过傅里叶反变换,转回到时域中去。这样,就最终实现了测量信号与噪声的分离。     

脉冲多普勒引信抗有源噪声干扰性能研究

为提高脉冲多普勒引信抗有源噪声干扰性能,定量研究有源噪声干扰对其作用机理,以处理增益为表征参量,基于功率谱定量研究了脉冲多普勒引信的抗有源噪声干扰性能。理论推导了在射频噪声、噪声调幅和噪声调频干扰作用下脉冲多普勒引信从接收回波至相关检测这一过程的输入、输出信干比和处理增益,获得了影响脉冲多普勒引信抗有源噪声干扰能力的信号特征参数,并进行了仿真验证。定量分析与仿真结果表明：脉冲多普勒引信具有较强的抗有源噪声干扰能力,抗有源噪声干扰能力主要决定于脉冲占空比与多普勒滤波器带宽。     

用于水声通信的宽带波束形成结构

提出一种用于水声通信中的基于复数系数有限冲激响应(FIR)滤波器的宽带恒定束宽波束形成结构.其中,各阵元接收信号首先通过时间延迟线补偿整数倍采样间隔时延,接着通过频带搬移得到接收信号的复包络,最后采用复数系数FIR滤波器实现对不同频率信号复包络的加权,复数系数FIR滤波器的系数由最优化方法设计得到.仿真结果表明:采用基...     

基于双轴加速度传感器的外弹道转速实时测量方法

旋转弹外弹道自转角速度的实时测量是弹道修正引信弹道解算器设计的重要环节之一。弹丸转速基本检测方法是利用转速传感器,通过外测或遥测进行,尚无法对每发弹进行实时测量。提出了一种测量旋转弹外弹道自转角速度的方法。即利用双轴加速度传感器提取弹丸外弹道横向加速度采样信号的功率谱,结合DSP的数字滤波,对信号做256点FFT处理,得到一组(v-t的离散序列值。试验结果与理论分析相吻合,且能满足弹上解算的实时性要求。     

基于Rao检测器的舰船轴频电场滑动门限检测方法

为实现非高斯背景噪声和低信噪比情况下的舰船轴频电场检测,提出一种基于Rao检测器的滑动门限检测方法.基于信号源特征建立信号模型,在对水面浮动平台测量背景下环境噪声非高斯特性分析基础上,采用混合高斯模型对噪声进行建模;在检测过程中,实时估计混合高斯噪声模型参数和Rao检测统计量,并将前一段时间的平均Rao检测统计量作为门...     

舰船螺旋桨空化噪声建模与仿真研究

为了解决螺旋桨空化噪声的连续谱及其调制谱特性的建模与仿真问题,在对空化噪声 连续谱理论研究和实验分析的基础上,依据各空泡的崩溃时刻的随机性和准周期性及其辐射噪声 的波形结构,分4 种情况分别对各空泡辐射噪声的合成功率谱进行了理论分析,并进行了仿真验 证,提出了空化噪声连续谱的时域蒙特卡罗仿真模型;结合螺旋桨空化噪声时变特性的物理机理, 提出了螺旋桨空化噪声调制波形仿真算法。理论分析和仿真结果表明,螺旋桨空化噪声调制特性 频域不均匀性本质是空化噪声连续谱形状的不稳定性造成的。     

爆炸所致地面运动的仿真

本文提出了一个由爆炸地震引起的地面运动的理论仿真方法。将一个运动参数的时间变化过程转化为具有时变振幅的一个纯随机振荡问题,运用地震运动传递具有无特征尺度的分形结构和地运动时域信号具有统计自相似性的概念,提出地面运动随机平稳噪声的时变曲线是一条分形曲线的假设,根据随机振荡 函数功率谱满足指数关系的实验结果。引入Weiersterass-Mandelbrot(W-M)函数,给出了爆炸所致地面运动的仿真方法和过程,地面竖向位移的理论仿真结果与实验测试结果在统计规律上具有较好的一致性。