基频线谱提取技术在船舶水下目标识别系统的应用

基于目标物的辐射雷达回波信号是船舶水下识别系统的主流技术,水下噪声的混入会对识别产生干扰,时域分析很难区分噪声与目标信号特征。频域特性分布是区分雷达回波辐射噪声及干扰噪声的主要手段,通过对辐射信号及噪声的频谱提取,可以获取目标信号和干扰信号在基频频谱的特性,设计滤波器去除噪声。本文研究目标雷达回波信号及水下噪声信号的特性,在基础上提出基于基频线谱提取技术的噪声分离策略,最后对算法进行仿真。     

自适应抵消技术船舶综合声呐系统

船舶声呐系统利用水下的声波传播原理,可以进行水下探测、船舶通信和定位等,尤其在现代海上军事舰船的作战任务中,能发挥重要的敌军潜艇、舰船检测功能。由于特殊的水下工作环境,舰船声呐系统在采集声波信号时往往含有大量的噪声信息,影响声呐系统的信号精度。本文研究的主要内容是船舶声呐系统的噪声控制,采用自适应抵消技术和自适应滤波器技术,设计新型的船舶综合声呐系统,并对该系统的工作原理和工作流程进行了详细介绍。     

混沌理论在船舶辐射噪声特征提取中的应用

随着海洋开发的深入,水声信号处理是水下目标识别的基础,由于目标辐射噪声的干扰,识别的精度会降低。船舶辐射噪声特征值提取是水声信号处理的重要组成。水下目标物辐射噪声是一个非线性信号,随着时间延长,传播行为随机性越来越强。混沌理论是研究非线性随机信号的重要理论,本文在研究船舶辐射噪声非线性特性及混沌理论的基础上,利用非线性多空间重构技术对辐射噪声特性进行提取,最后对水下目标噪声实测数据进行仿真。     

基于傅里叶变换的尾流光散射检测信号处理

在水下目标探测系统中,由于受到水下噪声反射、磁性干扰等多种因素,会对探测结果造成干扰。尾流光散射检测可以有效消除水下噪声及电磁干扰,算法精度与实时性是整个信号检测系统的重要指标,解决的关键是滤除光电转换器中的系统噪声。傅里叶变换能够同时在时域及频域描述信号特征,结合滤波器可有效进行原始信号的分解、滤噪。本文研究了基于傅里叶变换的尾流光散射检测信号处理算法,最后对算法进行仿真分析。     

神经网络算法在舰船声呐设备自噪声预报的应用

舰船声呐设备利用声波在水下的传播特性,将采集的声音信号转换为电信号,从而确定水下目标的位置信息、速度信息和形态信息等,是舰船上重要的水声学探测装置。在舰船声呐的正常工作中,噪声信号会对声呐的探测和目标定位精度产生不利影响,常见的噪声源包括舰船螺旋桨噪声、舰船机械噪声、声呐设备自噪声等。本文主要研究舰船声呐设备的自噪声频段分布和形成原理,利用神经网络算法对声呐设备自噪声预报技术进行研究,该研究对改善舰船声呐设备的探测水平、提高声呐采集信号的信噪比、降低声呐设备自噪声等有重要意义。     

实时信号检测在水下信号识别中的研究及系统仿真

舰船作为一种军民两用的交通工具,既是一种重要的交通运输工具,又是一种重要的军事装备。不论是在民用领域,还是在军用领域,都需要对水下信号进行检测和识别。由于电磁波在水中传播的干扰较大且衰减较快,电磁波在水下通信领域的应用较少。现在普遍采用声波作为水下通信的主要方式,本文对水声通信系统及对相关检测技术进行仿真分析,验证相关检测技术在水下信号识别中的应用价值。     

船舶水下噪声测量系统数字传输技术的研究

数字通信技术是未来信息传输的发展方向。我国目前所用的船舶水下噪声测量系统的数据传输主要采用模拟传输技术,存在较多弊端。本文所介绍的是采用数字通信技术实现船舶水下噪声测量的数据传输。主要是采用RS-485总线标准作为接口技术,以半双工的通信方式,通过一根同轴电缆作为数据和电源信号同步传输的介质,实现了水下长距离、高速率的数据传输。     

声纳脉冲抑制的技术研究

针对声纳设备工作过程中,如果同时接收到噪声目标信号和声纳脉冲信号,脉冲信号对噪声工作方式而言是干扰信号,直接影响对噪声目标信号的检测和跟踪,影响了声纳正常功能的发挥。围绕这个问题,提出了应用全数字自适应线谱抵消技术实现对脉冲干扰进行抑制的技术研究。     

水下目标的激光声探测技术

高能脉冲激光聚焦于液体中,光击穿会伴随着光、声和空泡脉动等现象,其中击穿时等离子体膨胀产生的声和随后的空泡脉动产生的声统称为激光声。对产生的激光声信号进行分析,论证激光声信号应用于水下探测的可行性。设计激光声产生和测量分析系统,计算激光声信号的波束指向性、距离分辨力、噪声背景下和混响背景下的探测距离。结果表明,激光声声源在距离分辨力和声源级两方面满足对水下目标探测的要求。从理论推导和计算上初步证明了激光声信号可以应用于水下探测领域。     

扩展卡尔曼滤波算法在船舶雷达液位测量系统中的应用

针对雷达液位计在船舶液位测量过程中由于液位波动、外界干扰或者其它突发状况导致的测量结果出现偏差以及输出不稳定的问题,提出了一种峰值滤波、低通滤波和扩展卡尔曼滤波相结合的方法对雷达液位计测量值进行滤波处理.首先,对液位信号进行峰值滤波,去除误差较大的信号,然后通过设计低通滤波器滤除液位信号中的高频噪声信号以减小噪声对测量的影响,最后采用动力学原理对雷达液位计测量过程进行扩展卡尔曼建模,通过对来自低通滤波器滤波后的结果进行扩展卡尔曼滤波提高了输出的稳定性.对实际船舶上的水舱进行实验,实验结果表明:雷达液位计的测量值经过低通滤波器和扩展卡尔曼滤波器后具有更高的稳定性、可靠性和准确性.     

水下壳体结构低频辐射声功率预报方法研究

针对水下壳体结构低频辐射声功率预报问题,提出了在水下柱形结构中采用波数域单柱面声场分离技术与超声声强法相结合的方法。首先在非消声水池中获得柱形结构近场单全息面上的复声压和径向振速,通过单柱面声场分离技术获得向外传播的声波;然后采用超声声强法对向外传播声波中的倏逝波进行过滤,获得能够被传递到远场的传播波成分,进而对壳体远场辐射声功率进行预报,并与自由场辐射声功率进行对比,验证该方法对水下柱形结构辐射声功率预报的有效性;最后,分析影响预报结果精确度的因素,探究该预报方法的适用条件。结果表明,该方法对于声学水池中柱形结构低频声辐射预报有一定的工程应用价值,对减振降噪具有指导作用。     

双边滤波技术的船用导航传感器干扰信号抑制研究

船用导航传感器干扰信号处理一直都是船舶通信领域的热点问题,当前干扰信号抑制方法由于滤波环节较为落后,导致处理后信号误码率较高,设计双边滤波技术的船用导航传感器干扰信号抑制方法。构建船用导航传感器信号模型,计算信号噪声比、干扰噪声比。使用双边滤波技术对采集到的干扰信号进行滤波处理,并使用BOC原理对其展开调制。构建仿真实验环节对此方法使用效果展开分析,实验结果表明,此方法可有效控制信号误码率,提升导航信号可靠性。     

新型测深仪问世

适用于大中型水面船舶助航及水深测量的 CS—1000型,CS—2000型测深仪,先后在上海无线电22厂研制成功。这种利用声波在水下传播的速度、通过电声转换来完成对水的深度测量的回声测深     

航道整治抛石检测技术研究

在航道整治工程中,受客观水文环境的影响,难以掌握水下抛石技术状况,而传统的抛石检测方法存在很多制约因素,无法直观的获取水下工程技术状况,多波束测深系统是利用声波信号测量水底地形的测量设备,可直接获取水下地形情况,将其应用于航道整治工程中抛石检测,多波束数据能够很好地呈现抛石的铺设厚度、走向分布等信息,获取更加直观、准确的检测数据。     

自动识别系统AIS的信道抗干扰与噪声抑制技术

AIS系统是船舶导航、通信等功能的关键组成部分,通常,AIS系统采用VHF天线进行高频信号传输,这种信号传输方式往往受到电磁、杂波等干扰,降低信号传输的精度。针对这一问题,本文重点研究AIS系统的信号抗干扰和噪声抑制技术,建立AIS系统的干扰信号模型,采用匹配滤波算法对AIS系统的噪声干扰信号进行抑制,取得了良好的效果。     

复杂电磁环境下离岸舰船无线网络信号优化

复杂电磁环境下,离岸舰船无线网络传输信号信噪比较差,因此提出复杂电磁环境下离岸舰船无线网络信号优化方法。通过获取离岸舰船无线网络矢量信号,得到组件信号压缩测量矩阵,从而完成传输信号稀疏特征提取。在信号稀疏特征已知的条件下,采用适当接收极化,抑制传输过程中噪声的干扰与影响,完成传输信号干扰优化。在传输干扰信号最优化的条件下,确定信号传输寻优范围,完成离岸舰船无线网络信号接收质量优化。设计仿真实验,对比复杂电磁环境下优化前后离岸舰船无线网络信号信噪比,证明本文方法的有效性。     

舷侧阵振动噪声高波数特性分析

舷侧阵是一种安装在水下航行器两舷的声呐基阵.舷侧阵充分利用载体尺度以增大基阵孔径,降低基阵的工作频率,提高基阵的探测性能.舷侧阵直接安装在水下航行器壳体上,振动噪声是其主要的噪声干扰,有效抑制振动噪声是提高舷侧阵探测能力的基础.本文通过实验研究,验证了舷侧阵振动噪声的能量主要集中在高波数区,其峰值位于壳体弯曲波数.在此基础上,建立了舷侧阵振动噪声波数频率谱模型,为舷侧阵振动噪声抑制方法研究提供了模型支持.     

基于DNV SILENT-S的物探船水下辐射噪声分析

民用船舶的水下噪声测量研究一直鲜有报道。针对以螺旋桨为主要影响因素的船舶,基于DNV SILENT-S的相关观点及要求,以多缆物探船"发现6"为研究对象,主要对物探船螺旋桨引起的水下辐射噪声展开了分析讨论。重点阐述物探船水下辐射噪声的研究及分析过程,采用不同拖缆工况进行实船测量及其数据处理。通过对目标船实船测量数据和仿真结果对比,进一步分析螺旋桨对物探船水下辐射噪声的影响,提出了螺旋桨引起的水下噪声应在设计阶段作为考量因素,也为物探船降噪设计提供参考。     

水下湍射流噪声试验研究

喷水推进器喷注噪声是潜艇重要的水下噪声源。文中旨在对类似的水下自由射流场噪声进行实验测量研究。用压力桶作为混响水池,在其中对扩张喷口、平直喷口、收缩喷口射流在这种压头下辐射噪声功率进行测量,比较其区别并分析水下湍射流噪声特点。     

基于小波变换技术的舰船电气设备信号去噪抑制方法

以降低舰船电气设备运行所受电磁串扰影响为目的,提出基于小波变换技术的舰船电气设备信号去噪抑制方法。建立舰船电气设备信号电磁串扰噪声模型,使用小波变换方法对电气设备信号噪声进行抑制,针对小波变换去噪能量泄漏大、频带混叠大等问题,使用双树复小波的实部树和虚部树进行电气设备信号分解,即保留小波分解的优点又可以完全重构电气设备信号,并结合硬阈值和软阈值函数优点,形成通用阈值函数,优化小波变换的阈值函数,保证更好信号去噪抑制效果。通过实验可以看出,该方法的应用既可以有效抑制电气设备信号中的噪声干扰,又可以保证原始信号波形不被破坏,同时在信号分解时,可以在噪声聚集的高频部分形成十分优秀的降噪效果,使信号趋近平稳状态。