舰船辐射噪声的特征线谱提取

摘要

舰船辐射噪声的特征线谱主要是由目标舰船的机械部件往复、旋转运动,螺旋桨的周期击水以及叶片共振产生的,具有较高的强度和稳定度,因此,特征线谱的研究对实现舰船的被动检测和跟踪非常重要。由于待处理的接收信号中不可避免的存在海洋环境噪声的污染,并且由于仪器固有或者人为等因素,使接收的信号中存在各种形式的噪声干扰。因此,为了提高信噪比,实现高质量的线谱提取,应该对目标信号特性和背景噪声特征全面考虑,结合实际情况采取符合要求而又经济的信号预处理方法降低噪声,提高信噪比。
　　 针对舰船辐射噪声这类非高斯非平稳信号,时频分析仍然是最常用有效的分析方法。它可以在时频域中非常清晰直观地描绘出信号的变化状况,而其中的低频线谱的变化规律对于舰船目标的检测和跟踪是非常重要的。然而,有些时候通过解调处理的调制谱中存在许多离散线谱,它可以提供比舰船噪声功率谱更清晰的线谱结构。
　　 因此,基于以上这些问题的考虑,为实现特征线谱的高质量提取,本文主要从以下几个方面展开研究:
　　 1、讨论了舰船辐射噪声和海洋环境噪声的基本特性;
　　 2、针对实际接收信号中存在的复杂趋势项和强脉冲噪声干扰,使用经验模态分解(EMD)法剔除复杂的趋势项和形态滤波技术去除强脉冲干扰;
　　 3、使用了经典的时频分析方法提取低频离散特征线谱,并利用高阶累积量具有抑制高斯背景噪声的优点,引入高阶时频分析方法提取低频线谱,取得了较经典时频分析方法更好的处理效果;
　　 4、结合使用小波包分解和包络解调技术实现对舰船辐射噪声的调制特征线谱提取。