文档介绍：摘要在水下信号处理中,参数估计和目标识别是两类非常重要的问题。准确她最后研究了水下目标的分类识别问题。针对莱蒙湖底的岩石、沙、卵石、进行目标参量估计及目标识别,可以保证水下对抗和反对抗地有效实施,从而确保新形势下海洋战略中的主动地位。近年来小波分析在水下信号处理方面的应用得到了长足的发展,鉴于其良好的时频局部化特点,本文将基于连续小波变换的时频分析作为工具,就参数估计和目标识别两方面的问题做了系统研究和深入探讨。首先是瞬时频率的估计问题。文中将基于连续小波变换的椒ㄒ入到水下信号的瞬时频率估计中来,也即通过寻求连续小波变换幅值的最大值来得到小波脊,再根据小波脊与信号频率之间的对应关系,最终完成信号的瞬时频率估计。基于上述方法,文中分别对单频矩形脉冲信号、线性调频脉冲信号以及多分量信号进行了瞬时频率估计,并与其他几种常用瞬时频率估计方法的性能以及辛讼低潮冉稀6杂谙咝缘髌德龀逍藕潘彩逼德使兰浦谐鱿值谋咴敌应,文中提出采用线性拟合方法对其进行了一定修正。通过仿真发现,在单频回波的瞬时频率估计中,基于姆椒ㄗ钗S行В孀判旁氡鹊奶岣撸渚误差曲线越来越接近克拉美一罗界:在线性调频回波的瞬时频率估计中,法得到的效果最好,而雜耵可法的估计效果比较接近:在多分量信号的瞬时频率估计中,相对于岛蚖法,ㄊ且桓龈玫难≡瘛其次研究了目标方位的估计问题。首先在传统的频域波束形成算法的基础上,提出对宽带信号的频率补偿,也即对宽带回波信号的各空间频率根据时间频率的差异进行相应补偿,然后对各阵元输出求和来得到方位估计;其次将连续小波变换引入到空间一频率处理中,从而完成对目标方位的估计,并进行了相应地补偿。文中对于窄带回波与宽带回波均进行了一定信噪比下方位估计的计算机仿真,并与基于约癢的时频分析方法以及呓辛擞泄比较。从估计结果发现,对于窄带回波信号,基于姆椒ü兰菩阅艽蟠笥于其他方法;对于宽带回波信号,在信噪比达到一定程度哂谠迹保钩后的几种估计法的性能改善均比较明显,误差曲线越来越接近撸欢杂回波中存在多频率多方位的情况,空间一频率分布图能提供较为直观的频率及方位信息,因此应用空间一频率估计法来进行方位估计,更有利于进一步对回波的具体方位进行准确判断和估计。砂砾、淤泥等五类目标,文中所提取的特征主要有时频矩阵的奇异值、直方图的有关参数以及不变矩等三类特征。分类结果发现,对于以上五类目标,利用直方
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关键词:连续小波变换瞬时频率时频分析线性拟合目标模型兰图有关参数作为分类特征比奇异值特征有效,前者效果可达%以上,而后者低于%;对于沙、砂砾、淤泥三类目标而言,奇异值特征比不变矩特征更为有效,前者效果可达%以上,而后者为%;从本文中抽取的特征如直方图的参数以及奇异值来看,岩石与淤泥的特征比较接近,而卵石与砂砾的特征比较接近,沙的特征则与其他四类有明显区别。对于瞬时频率及方位估计问题,文中均给出了有关水池实验结果。频域波束形成短时傅里叶变换分布空间一频率分布特征提取分类识别时频分布矩阵奇异值直方图不变矩西北工业大学博士学位论文
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符号,△厂∥瑃,,厂%,正六纯信号回波信号冲激函数信号带宽连续小波变换籪,小波函数平移因子实数集小波函数频域中心小波函数带宽卷积运算符频宽诘臣希尔伯特变换工线性调频脉冲信号卢速瞬时频率目标方位角采样点数后向传播前馈网络自组织网络频率白噪声回波信号的傅立叶变换出信号时宽短时傅立叶变换、植尺度网子小波允许性参数‘“小波函数时域中心小波函数时宽品质因子中心频率时间频率表示尺度图单频矩形脉冲信号目标与声纳的相对速度多普勒频移小波脊阵元数采样频率径向基函数网络符号时间¨搿日丁￡ァ∞月日
第一章绪论研究背景及意义随着水声与电子信息技术的迅猛发展,水下对抗日趋激烈,相应地,埘各种声纳以及水下武器的性能也提出了更高的要求,在新技术和新形势下,如何有效地进行水下目标参量估计以及正确识别依然是本领域内的研究热点。近年来小波分析在水下信号处理方面的应用得到了长足的发展,鉴于其良好的时频局部化特点,本文将基于连续小波变换的时频分析作为工具,就参数估计和晔侗鹆方面的问题做了研究和探讨。众所周知,在迄今人们所熟知的各种能量形式巾,在水中以声波的传橘性能为最好。在海水中,无论光波还是电磁波,它们的传播衰减都非常大,因而在海水中的传播距离十分有限,远不能满足水下目标探测、通讯等的需要,相比之下,声波在水中的传播性能就好得多。攀于此,水下信息的获取都是通过对声能的接收和处理来得到⋯。在声纳