隨著水下減振降噪技術的不斷發(fā)展和各國安靜型潛艇的研究,各種穩(wěn)態(tài)噪聲的檢測變得越來越難。瞬態(tài)噪聲逐漸成為了各種安靜型艦船和潛艇的最大暴露源。為了更準確的辨別敵方目標同時指導自身對瞬態(tài)噪聲的消除,本文對瞬態(tài)信號的檢測和高分辨分析做了研究。文中主要包含水下瞬態(tài)噪聲建模、高分辨檢測、高分辨譜分析和瞬態(tài)噪聲參數(shù)提取四個部分的研究內容。首先,根據瞬態(tài)信號的特點將信號分成沖擊信號、脈動信號和狀態(tài)改變信號三類,根據每種信號的時域和頻域的特點對三種信號分別進行瞬態(tài)信號模型的建立。其次,本文利用自回歸(auto-regressive,簡稱AR)模型的外推特性,提出了基于AR模型的瞬態(tài)信號檢測方法,該方法通過對時域信號突變的檢測,可以有效區(qū)分短時間內發(fā)生的多個瞬態(tài)信號,并且對能量較低的瞬態(tài)信號有很好的檢測效果。再次,利用AR模型的高分辨特性,通過對數(shù)據進行加窗分段分析各時刻數(shù)據,并根據瞬態(tài)信號的特點結合α-β濾波對頻譜進行平滑處理,得到瞬態(tài)信號的高分辨譜估計。最后,通過對瞬態(tài)信號的時域、頻域和時頻域特點的分析,給出了描述瞬態(tài)噪聲的波形特點和頻率特點的參數(shù)。通過對水池試驗和松花湖試驗數(shù)據進行分析和討論,驗證了AR分析算法和AR高分辨檢測算法的準確性和優(yōu)越性。編寫了瞬態(tài)噪聲信號處理軟件,實現(xiàn)瞬態(tài)信號快速、便捷分析。
【學位單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U674.7
【部分圖文】：

在時域上持續(xù)時間非常短，只有幾十毫秒到幾常高的特點，通過傳統(tǒng)減振降噪的方法是無法部分能量聚集在某個頻段內。瞬態(tài)信號的建模心針對不同類型的瞬態(tài)噪聲提出了不同的瞬態(tài)衰減正弦信號、步進調頻信號等這些模型分別介紹白噪聲調制信號及指數(shù)衰減正弦信號。信號頻譜比較豐富的瞬態(tài)噪聲，常采用白噪聲調制的頻率范圍內，各等寬的頻帶所含噪聲能量相個頻域內均勻分布[31]。由于白噪聲的頻譜豐富型來模擬水下爆炸聲、碰撞聲等。制信號作為瞬態(tài)噪聲的模型時，最常見的采用 2.1 為指數(shù)包絡的高斯白噪聲調制信號[3]，其表0 05( ) 10( )( ) 10(1 e )e * ( )t t t tS t εt = 為 0，方差為 1的高斯白噪聲，波形如圖 2.1 所

圖 2.2 對數(shù)包絡的高斯白噪聲調制信號的瞬態(tài)信號，白噪聲調制信號的模型可以改變其弦信號弦信號是瞬態(tài)信號常用的模型之一[32]，可以通過的衰減程度，如圖 2.3 為指數(shù)衰減正弦曲線的信號0 0 00( ) j ( ), 0( ) ( ) e ( )t t t tS t S t t u t tα ωα ω + = = 滯系數(shù)，ω0為中心頻率，其波形如圖 2.3 所示。

圖 2.2 對數(shù)包絡的高斯白噪聲調制信號瞬態(tài)信號，白噪聲調制信號的模型可以改變弦信號信號是瞬態(tài)信號常用的模型之一[32]，可以通衰減程度，如圖 2.3 為指數(shù)衰減正弦曲線的信0 0 00( ) j ( ), 0( ) ( ) e ( )t t t tS t S t t u t tα ωα ω + = = 系數(shù)，ω0為中心頻率，其波形如圖 2.3 所示。

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