水下目标辐射噪声的子波变换和高阶累积量联合分析

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1、第13卷第2期系统仿真学报Volume13Number22001年3月JOURNALOFSYSTEMSIMULATIONMarch2001文章编号1004-731X200102-0175-03水下目标辐射噪声的子波变换和高阶累积量联合分析黄建国,仪晓可,张群飞(西北工业大学航海工程学院22#西安710072)摘要将子波变换和高阶累积量联合分析应用于对水下目标辐射噪声的特征提取首先利用子波变换提取辐射噪声的动态调制分量然后应用四阶累量对角切片的傅立叶变换21/2维谱分析该动态调制的谐波特性结果表明该方法可以有效地实现动态调制分量与其他信号的分离准确提取谐波特征由于

2、四阶累量对高斯噪声的抑制性该方法还具有很强的抗噪性此外相对与双谱和三谱分析21/2维谱分析极大减少了计算量降低了方法的复杂程度具有较快的运算速度九五国防重点预研项目关键词:子波变换;四阶累量;21/2维谱;动态调制中图分类号TN911文献标识码AJointAnalysisonRadiatedNoiseofUnderwaterTargetUsingWaveletsandHigher-orderCumulantsHUANGJian-guo,YIXiao-ke,ZHANGQun-fei(NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi'an

3、710072,China)Abstract:Thejointanalysisofwaveletsandhigher-ordercumulantsisfirstusedtoanalyzeunderwatertargetradiatednoiseinthepaper.First,weusewavelettransformtoextractthedynamicmodulationofradiatednoise,thenaFFTtransformoffourth-ordercumulants’diagonalslicesisusedtoanalyzeharmonicfe

4、aturesofthisprocess.Theresultsshowthatthemethodcaneffectivelyseparatethedynamicmodulationfromotherpartsofradiatednoise,andextractharmonicfeatures.Becausefourth-orderstatisticscanrestrainthegaussiannoise,themethodhashighstabilityinnoiseconditions.Moreover,comparingwithbispectrumandtri

5、spectrum,21/2-spectrumanalysisevidentlydecreasescalculationalamount,costslittlecomputertimeandcanbeeasilyperformed.Keywords:wavelettransform;fourth-orderstatistics;21/2-dimensionalspectrum;dynamicmodulation.11引言量实际数据分析表明这种联合分析方法可以有效地实现动态调制分量与其他信号的分离准确提取谐波特性由于在水下目标辐射噪声中其螺旋桨节拍对宽带噪声分高阶累

6、量对高斯噪声的天然抑制性因此该方法具有良好的量存在明显的振幅周期调制即抗噪性同时相对于双谱和三谱分析该方法极大地减少了动态调制调制频率等于螺旋桨转动的轴频或叶片频这一运算量和降低了方法的复杂程度具有较快的运算速度特性可有效地用于推算出该目标的许多物理特性如螺旋桨2子波变换及其对动态调制的提取转速叶片频叶片数并用于进行目标识别因此对辐射[1][2][6]噪声的动态调制分量进行分析具有重要的意义满足条件+¥的函数j(t)称为一个基本子传统的DEMONDetectionofEnvelopeModulationonò-¥j(t)dt=0Noise分析方法是通过希尔伯特变

7、换正交解调获取波所谓子波就是由j(t)经过伸缩和平移而派生出来的一族辐射噪声的动态调制信号然后利用傅立叶变换来提取其基函数{j(t)}ab频和各次谐波这种方法存在稳定性差精度低抗噪性差-1/2t-bj(t)=aj()a,bÎR,a¹0(1)的缺点aba本文将子波变换引入动态调制提取应用四阶累量对其中a为尺度参数b为位置参数[5]角切片的傅立叶变换21/2维谱来提取其基频和谐波分信号f(t)的子波变换定义为1+¥t-b(2)wf(a,b)=f,jab=òf(t)j()dt收稿日期1999-09-27a-¥a作者简介黄建国1945-男湖南长沙人博士生导师主要研究领域

8、现代谱估计信号检测与参数