混响背景高斯化的信号检测

1引言海洋混响是海底目标探测的主要背景干扰,随着对其统计模型研究的不断深入,人们发现主动声纳在混响限制区内接收到的数据基本服从非高斯分布,所以将数据高斯化在匹配处理的检测方案中便具有了很强的必要性。文献[1]中U滤波与G滤波     

海洋混响信号的序贯仿真

本文研究线性预测技术在主动声呐海洋混响信号仿真中的应用。文中详细推导了由时变海洋混响目标函数的估计时混响线性预测模型参量的计算过程，并给出了混响仿真序列的序贯产生方法，最后进行实例仿真。     

基于时空级联自适应的多频信号混响抑制方法

针对使用多频信号的高速运动的前视主动声纳,对运算量小、较为实用的降维空时自适应抑制混响方法进行了研究,分析得出多频信号的混响空时二维分布特性,在此基础上提出了基于时空级联自适应处理非相干叠加多频信号混响抑制方法,仿真实验研究表明：该方法具有较好的多频信号混响抑制性能,而且大大降低了系统的维数和运算量,便于实际工程实现。     

混响背景下宽带信号的检测

海洋混响是主动声纳检测中主要的背景干扰，它是一种有色干扰噪声，并常被看作是一个非平稳的随机过程，这使得工作在白噪声条件下的最佳匹配滤波检测器的性能在一定程度上受到限制。本文将白化的思想引入到主动声纳的信号检测中，在混响自回归(AR)模型的基础上研究混响的预白化处理，并将一种次最佳检测器应用到宽带信号的检测中，最后比较了未白化匹配滤波与白化次最佳检测器的性能，实验数据分析结果表明白化次最佳检测器可以在一定程度上提高主动声纳的检测性能。     

基于混沌检测弱信号的混沌特性判别方法的研究

本分析了基于混沌检测弱信号的原理,提出了目前对混沌现象的判别问题,并利用梅尔尼科夫方法确定了混沌系统出现混沌时参数应满足的条件,给出了判据。研究表明,当阻尼比、待检周期信号幅值及策动力频率之间满足一定关系时,混沌系统将进入混沌状态。     

混响背景下提高信号检测性能的时空处理算法

优化与约束空域处理算法（SPOC）是一种用于提高被动声纳方位分辨力的自适应波束形成算法。在对SPOC算法性能分析基础之上,将其应用于主动声纳检测技术中,针对浅海混响环境下信号检测难的问题,提出了一种结合信号方位方差加权的SPOC多拍时空处理检测算法,实验数据处理结果证明此算法可有效地抑制混响,提高了混响起伏背景下信号的检测性能,并使输出背景最为＂平坦＂。     

混响背景下预白化信号检测

在浅海环境中主动声纳匹配滤波器性能下降的一个重要原因是混响问题,因为混响同样是由发射信号引起的,与发射信号有很强的相关性。预白化抗混响算法是将混响看成局部平稳的有色高斯随机过程,采用AR模型对混响进行建摸,利用AR模型系数对原始数据进行“白化”处理,然后利用修正后的发射信号做拷贝信号进行匹配滤波。预白化处理能够有效抑制混响干扰,降低虚警,提高对运动小目标的探测能力。仿真和湖试数据处理结果验证了该方法的有效性。     

带有余弦函数的三维混沌弱信号检测系统及电路实现

从理论上分析了二维Duffing弱信号检测系统变量输出在混沌和周期态之间交替转换。发现一种新的三维混沌弱信号检测系统生成规则,以生成4种检测系统之一的三维Liu-cos混沌系统为例,采用傅里叶变换等方法从理论上验证了新生成的三维混沌弱信号检测系统输出信号具有广域收敛性,解决了二维Duffing混沌弱信号检测系统不能广域检测和输出信号不收敛问题;新设计的三维Liu-cos混沌弱信号检测电路空中声波实验显示可抗低频声波干扰,检测性能优于二维Duffing混沌电路和新设计的Duffing＋滤波器电路,水中实验显示三维Liu-cos混沌弱信号检测电路可抗高频水声干扰,可检测波形畸变的水声信号。     

5种新混沌弱信号检测系统设计

为了进一步改进混沌弱信号检测系统的性能,设计了5种新的高灵敏度复合混沌弱信号检测系统,并选择其中一种与目前广泛使用的Duffing混沌弱信号检测系统进行了对比分析,结果显示新复合混沌系统可以克服Duffing混沌弱信号检测系统出现的3个难题:被检测信号消失后混沌状态无法快速自动回复、大周期状态不稳定以及混沌状态和大周期状态难以区分。通过使用Jacobian矩阵和特征方程的分析,显示了新复合混沌系统比Duffing混沌系统更为有效。与传统弱信号检测方法相比,新复合混沌系统电路简单、具有更低的信噪比和检测信号门限。理论分析和实验显示了新复合混沌系统的特性。     

混响背景下主动声纳接收信号的可分离性探讨

混响背景下主动声纳的接收信号是否具有可分离性是盲分离在主动声纳抗混响中获得应用的前提条件。在建立混响背景下的接收信号模型的基础上,通过模型中源信号间相关性的分析,提出了一种接收信号是否具有可分离性的判断准则：在绝大多数时延条件下相关系数很小的发射信号,其混响背景下的接收信号具有可分离性。通过主动声纳的两种发射信号（CW和LFM）的仿真和海试实验研究对这一准则的可行性进行了检验。对于符合可分离性判断准则LFM信号,实验结果验证了其混响背景下接收信号的可分离性。     

基于统计模型的混响信号仿真

基于混响信号统计模型,建立一种原理简单、易于实现的混响信号仿真算法,针对高频窄带信号引用椭圆滤波器进行滤波,仿真结果表明,该方法产生的混响信号无论在形式上还是统计特性上和理论分析结果都有很好的一致性,并分析了混响信号的相关、时频分布特性。     

应用信号建模法在混响水池中校准换能器

在有限尺寸的混响场中,校准换能器是很困难的,特别是在低频条件下。利用信号建模的方法可以拓展在有限尺寸水池内测革换能器的下限频率。通过建立信号模型,利用参数估计、极点估计和非线性最小二乘等算法来实现模型参数的估计。实验验证了用信号建模方法与自由场校准结果的一致性。     

基于频率调制随机共振的弱周期信号检测

将调制技术与随机共振原理相结合,提出用频率调制随机共振的方法,实现在大参数情况下从强噪声中检测微弱周期信号,并对随机共振技术运用于强噪声背景下的弱信号检测进行研究。分析调频信号的频谱,发现其含有的低频信号通过双稳系统易产生随机共振,数值分析及仿真结果表明该方法能使微弱的故障信号特征突出、明显而易于捕捉。     

新SH-COS混沌弱信号检测系统设计

将混沌理论应用于弱信号检测,设计了一种由三维混沌和余弦函数合成的全新的混沌弱信号检测系统——SH-COS系统,并对其进行了动力学特性的理论分析,用Matlab及Muhisim进行了电路仿真分析.与目前广泛探讨的Duffing混沌弱信号检测系统以及锁相放大器的性能相比,新设计的混沌弱信号检测系统抗噪性能强、检测精度高,而且具有信号检测的广域多样性,弥补了检测系统混沌与大周期状态难以区分、大周期状态不稳定等不足.新系统输出的大周期态具有收敛性,仿真对比结果验证了设计方法的正确性,进一步改善了混沌系统的弱信号检测性能,使定量检测成为可能,因而更适合应用于实际工程领域.     

利用支持向量机提高水声信号的检测能力

混响是影响主动声纳检测的一个重要因素。传统方法如高阶统计方法和修正协方差等白化方法在检测静止目标时效果并不理想,主要是因为这些算法无法利用混响这样的统计多变且非线性的数据准确估计一个AR模型的参数。利用支持向量机SVM（Support Vector Machine,SVM）来估计AR模型的参数,并进行了实验。结果表明,即使在静止目标的情况下,该算法依然能表现出良好的性能。     

复倒谱域语音信号去混响研究

语音信号去混响技术能明显提高语音通信系统和识别系统的性能。简要介绍了语音复倒谱法去混响原理,对复倒谱域去混响滤波特性进行了仿真研究。根据多种去混响评价指标,确定复倒谱域“低通滤波器”的最高截止点、过渡带宽和过渡带的曲线特性等参数,发现在通常混响时间范围内,“低通滤波器”最高截止点与混响时间无关,复倒谱域滤波前加高斯窗可以改善去混响效果。     

一种非线性动力学降噪法应用于海底探雷抗混响的探讨

文章所述降噪法建立在背景信号能够用低维动力学系统建模的基础之上，利用待分离信号与干扰背景的频谱差异，通过连续拟合的两层RBF网来构造非线性逆滤波器以达到信号与背景分离的目的。本文给出了分别以仿真混沌信号和实测混响信号为背景与单频脉冲信号相分离的示例，证明了该算法在混响背景下实现信号分离的可行性(分离前后信混比提高了约16dB)，分析了算法有效使用所必需的频谱差异条件(不小于0．15个圆周频率)，为抑制混响提供了一条新的思路。     

回波图像混响抑制方法研究

针对二维图像声呐近程混响干扰严重,无法分辨目标亮点的问题,基于混响信号自动增益控制(AGC)的基本原理,对时间增益控制电路进行改进,实现了混响背景平稳化。回波图像仿真结果表明,此方法能较好改善回波图像质量,有利于对目标的定位与识别。     

声纳信号抗混响能力和声兼容性分析

作为主动声纳系统设计的三大要素之一,主动声纳波形设计在主动声纳系统设计中占有重要的地位。主动声纳信号波形不仅决定了接收信号的处理方式,还直接影响到系统的分辨率、测量精度、抗干扰能力以及目标跟踪性能等各个方面。利用信号的Q函数和互模糊度函数,研究信号的抗互相能力和声兼容性能。并通过实际的海试数据分析,验证了这种分析方法的可行性、有效性和正确性。