线谱_参考网

水下航行器线谱振动噪声研究进展

仍存在难以消除的线谱特征。线谱振动噪声承载着水下航行器的重要信息，能使航行器被远距离识别，是水声设备探测水下航行器的重要途径。世界各海军强国纷纷将线谱振动噪声控制作为水下航行器减振降噪的牵引性指标，针对水下航行器线谱振动噪声的问题，本文围绕水下航行器结构线谱振动噪声进行回顾总结，从水下航行器线谱振动噪声特性、预报及控制三方面展开研究，并提出降低水下航行器线谱振动噪声的未来发展方向。1 水下航行器线谱振动噪声特性水下航行器辐射噪声的线谱分布是其“声指纹”特征

舰船科学技术 2023年9期2023-06-13

基于单矢量水听器的实时性线谱提取算法

辐射噪声中的低频线谱成分主要由螺旋桨转动切割水体、主机设备的机械振动以及船舶结构振动等引起[1-2]，这些线谱成分具有能量集中且稳定的特点[3-4]，在水声目标的检测、跟踪及识别分类中具有重要作用[5-8]。随着海上无人探测技术不断发展，单矢量水听器凭借体积小、功耗低以及能够同步共点地获取声场声压及振速信息等优点，得到越来越广泛的应用[9-11]。同时，矢量水听器的发展也为线谱提取技术带来了新的思路和方法[12]。与此同时，无人探测平台对算法提出了较高的要

舰船科学技术 2023年6期2023-05-05

低信噪比下多目标调制谱轴频自动检测算法

，并通过提取到的线谱间隔估计轴频，算法在单目标情况下效果较好。文献[8]通过最大公约数法提取目标轴频，但最大公约数法在某些多目标情况下不适用。Di Martino等[9]提出一种基于代价函数的线谱提取算法，用于低频线谱地提取。该算法通过设定一代价函数，使符合线谱特征的点可以提取出来，对于弱线谱地提取效果较好，但该算法只能提取单根线谱。李山等[10]通过设定频率滑动窗实现了多根线谱地提取，但算法并不是全局最优的，当信噪比较低时，算法效果并不理想。针对上述情况

振动与冲击 2022年24期2023-01-03

基于滞回非线性基座结构的舰船低频线谱重构试验研究

会产生较强的低频线谱并通过基座结构输出到船体结构中，从而导致由船体结构振动产生的水下辐射噪声部分会带有与舰船上各种激励源相关的线谱特征[1]。研究结果表明，各类水下和水面舰船低频段中的若干线谱或窄带辐射声是辐射噪声的主要特征[2]，也是现代被动声纳在水声对抗中检测、跟踪和识别目标的主要特征信号[3]。因此随着舰船噪声控制水平的进步以及各种声学探测设备探测能力的提升，舰船线谱噪声尤其是低频线谱噪声的控制问题已成为舰船声隐身技术提升的重要制约因素。目前工程应用

振动与冲击 2022年19期2022-10-17

基于动态参数HMM的水声信号线谱轨迹提取方法

中提取窄带信号的线谱轨迹。在被动声呐接收到的各种水声信号中，窄带信号通常是由人工设备或机械部件的往复运动产生的。船舶辐射噪声中的低频信号窄带线谱具有强度高、稳定性好、传播损耗低等特点，是当前水下目标探测的主要依据之一[1-3]。窄带信号可以指示目标的存在性并反映目标的状态。在多帧功率谱构成的低频分析与记录(LOw Frequency Analysis and Recording, LOFAR)图中，稳定的窄带信号将形成一条亮线，即线谱轨迹。因此，LOFAR

电子与信息学报 2022年6期2022-06-25

矢量线阵目标调制谱提取及模板生成方法

 谱)由连续谱和线谱两部分组成。普遍认为，DEMON 谱线谱的物理意义基本比较明确，而连续谱尚未有比较明确的物理解释。船舶辐射噪声DEMON谱线谱由轴频线谱、轴频谐波线谱、叶频线谱、叶频谐波线谱按一定规律分布组成，其中稳定的线谱主要由基频及其谐波组成[1−2]。虽然现代军用船舶降噪技术发展使得这种节奏有所减弱，但对于海上航行的大多数船舶来说，船舶辐射噪声在听觉感觉上仍然具备节奏特性。基于DEMON谱特征的桨叶数识别也是船舶辐射噪声特征提取的重要组成部分[3

应用声学 2022年2期2022-05-16

亚音速轴流风扇静转子相互作用线谱噪声预报*

风扇气动噪声包含线谱噪声和宽带噪声。其中，宽带噪声源于风扇静转子叶片与随机湍流脉动的相互作用，线谱噪声主要源于周期性转子尾流与下游静子的相互作用[2-3]。对于大涵道比航空发动机，线谱噪声为其主要噪声源，因此深入研究转子尾流与下游静子相互作用产生的线谱噪声对抑制风扇噪声具有重要意义。随着计算机技术的快速发展，数值分析法开始广泛用于轴流机械非定常气动特性和噪声机理的研究，Verdon等[4]通过数值法求解三维线性欧拉方程，得到轴流涡轮机械静子叶栅叶频和倍叶频

国防科技大学学报 2022年2期2022-04-06

舰船噪声 DEMON 线谱的机器自动识别与轴频提取研究

宽带连续谱、窄带线谱，又有幅度调制分量[6]。宽带连续谱是由螺旋桨转动而引起的空化噪声，调制分量为轴频、叶频及其谐波对空化噪声的幅度调制，往往调制在数百～数十千赫兹的宽频段上。通过解调处理计算出的调制谱中通常存在着若干离散线谱，其位置对应螺旋桨的轴频、叶频及其谐波。利用这些离散线谱估计螺旋桨的轴频和叶片数，为被动目标检测和分类识别提供了有力的工具。随着水下无人系统的发展，自主与智能技术越来越受到重视。目前舰船噪声分类识别领域提取的线谱、解调制谱与倒谱等特征

数字海洋与水下攻防 2021年6期2022-01-19

反馈式多线谱主动隔振控制算法研究

中形成复杂的低频线谱噪声[1]，该类噪声是反潜设备探测的主要目标特征。主动隔振可以有效抑制低频振动，目前国内外已展开诸多研究[2-4]。在算法领域，传统滤波最小均方（filter-X least mean square, FXLMS）算法因结构简单且易于实现而被广泛应用[5]，但对多线谱复杂激励等情况难以实现有效控制。为此，赵洪亮等[6]提出一种选频有源控制算法，通过构造二阶正交滤波结构实现了对多个线谱的控制。李彦等[7]提出一种多通道窄带Fx-Newto

中国舰船研究 2021年6期2022-01-14

干扰条件下的水声目标线谱数据挖掘方法

023）水声目标线谱是指由于机械动力装置的往复运动引起的周期性噪声成分，在噪声功率谱上表现为在固定频率位置上出现脉冲状窄带峰，强度大大超过附近频率成分。水声目标线谱具有能稳定观测、物理意义相对明确、低频线谱成分不易治理等特点，是水声目标探测识别中关键的特征[1-3]。水声目标的辐射噪声成因十分复杂，由多种因素决定，线谱成分并非一成不变。当目标采用不同的航速，或因工作需要开启不同机械动力设备的时候，噪声功率谱中可能会有部分线谱几乎不变，也会有部分线谱强度会变

声学与电子工程 2021年4期2022-01-11

多频波动线谱自适应控制算法及试验

包含了大量的低频线谱，不仅对自身声纳产生干扰，降低探测能力，还增强了水声辐射，降低声隐身性. 各类旋转机械造成的低频线谱频率成分复杂，且存在频率波动现象，如何对低频线谱进行控制具有十分重要的意义[1]. 自适应控制算法不需要被控对象的精确模型[2]，其中基于前馈控制的滤波最小均方算法(filtered-x least mean square, FxLMS)，作为有限响应滤波器与LMS算法的结合使用，结构简单、易于工程实现，得到了广泛应用[3-4].在实际工

哈尔滨工业大学学报 2021年1期2021-12-21

一种非平稳噪声背景下的线谱相干检测方法

运动，会产生大量线谱信号，通过检测线谱信号可实现对舰艇目标的被动探测[1-4]。常见的线谱检测方法多是以离散傅里叶变换（Discrete Fourier Transformation，简记为DFT）为基础的衍生算法。如平均周期图法，该方法对接收数据进行分段DFT变换，取变换后复序列的模幅度信息，计算功率谱估计值，实现线谱信号检测[5-10]。文献[11-19]在 DFT基础上，构建二元假设检验问题，并依据信号统计特性，推导得到广义似然比检测器，进行线谱信号

数字海洋与水下攻防 2021年3期2021-07-14

基于噪声抑制门的两级自适应线谱增强算法

噪声中检测出弱的线谱[2]信号，是近年来水声信号处理[3]领域的一个重要研究内容。常用的声呐线谱检测[4–8]方法大都采用傅里叶变换处理方法，但该方法在低信噪比下线谱检测能力较差。1960年，Widrow和Hoff提出了最小均方误差(LMS)算法，因其计算量小且容易实现而得到广泛关注[9–14]，并用于自适应滤波[15,16]、自适应线谱增强等各个方面。自适应线谱增强[17–23](ALE)算法，可以有效抑制噪声，增强线谱，适合于强噪声背景下的信号检测。但

电子与信息学报 2021年3期2021-04-06

一种基于DOA分布信息熵加权的线谱目标检测方法

富的单频分量，且线谱谱级通常比连续谱谱级高5～25 dB[2]。因此，针对弱目标的被动检测，通过窄带方法实现对水下弱目标的检测在理论上比宽带检测有着更大的信噪比增益[3]。但是，窄带检测方法首先需要确知线谱的频率。目前，线谱检测技术已经较为成熟。李启虎等[4-5]在理论上研究并数值仿真了自相关线谱检测、快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)、分段FFT分析、自适应线谱增强等线谱检测方法，研究表明分段 FFT检测对频率漂移有

声学技术 2021年1期2021-03-10

圆柱壳体内主被动隔振过定控制系统试验研究

，产生的低频振动线谱通过壳体向周围介质传递，极大地影响了船舶的隐身性[1-3]。圆柱壳体结构作为船舶工程结构的原型，建立以圆柱壳体为基础的主被动隔振装置，开展低频振动线谱控制试验研究具有重要意义。对于圆柱壳体内主被动隔振系统的研究，Pan 和Hansen[4]最早建立了由刚体振源、弹性板和弹性圆柱壳体组成的主动隔振系统，作为潜艇中机械设备主动隔振装置的简化模型；在此基础上，文献[5-6]通过数值计算分析了隔振系统传递到圆柱壳体功率流，分别以垂向加速度、三向

船舶力学 2021年1期2021-01-29

基于无监督深度学习的线谱增强算法

接收信号中的低频线谱分量，这些线谱分量主要由于目标螺旋桨转动和内部的机械往复运动产生，并且线谱分量往往比接收信号中的宽带分量具有更高的功率和稳定性[3]。对于UUV 这样的小型平台而言，要提升对目标的检测性能，对这类线谱分量进行增强就显得尤为重要。常规的自适应线谱增强器（ALE）已经被广泛地应用与被动声呐系统中[3-4]，ALE 算法应用了线谱分量和宽带噪声分量之间的相关性差异进行线谱增强，是自适应滤波器的一个重要应用，除此之外ALE 算法还被广泛应用于语

舰船科学技术 2020年12期2021-01-19

基于多线谱干扰抑制的水下对空运动声源线谱探测

宽带连续谱和离散线谱，其中线谱强度高且稳定性好[3-5]，因此利用线谱探测是一种可能的途径。但是，由于空中声源的运动速度普遍较高，导致目标方位变化快、接收声场多普勒频偏大，因此水下目标探测技术相继产生的多种对线谱目标的探测方法[6-9]，如基于瞬时频率方差加权、基于线谱方位稳定性的目标检测方法等均难以应用于水下对空运动目标的线谱探测。陈敬军等[10]提出一种基于人工智能的线谱自动检测算法，充分利用线谱形状特点及其在多个时刻的频率信息，根据最近时刻线谱频率外

兵工学报 2020年9期2020-11-24

一种基于总体平均经验模态分解的线谱提取方法∗

声纳信号处理中，线谱的检测和提取具有举足轻重的地位，因为线谱特有的集中而稳定的能量高于连续谱很多，能有效提高检测性能［1］。文献［1］在统计了大量的实验，证明了舰船目标辐射噪声中线谱是比较稳定的。尤其是高速运动的小平台的辐射噪声中含有高频线谱，比连续谱声级高出几分贝到20分贝。Huang提出的经验模态分解（Empirical Mode Decomposition，EMD）方法，对非平稳和非线性的信号进行分解，从而得到了平稳的固有模态函数（Intrinsic

舰船电子工程 2020年6期2020-08-06

基于矢量线阵的目标低频线谱提取方法

低频段具有丰富的线谱成分，是一种较稳定的特征信息，此线谱成分的检测对水下目标的定位和识别具有重要意义。而矢量水听器在获取目标信息上具有优势，可以同时获取声压和振速信号，有利于对弱目标的探测。针对矢量信号的低频线谱处理，目前的研究大多集中在单个矢量水听器研究上[1-3]，对矢量阵波束形成输出信号的低频线谱提取研究较少。为了有效地将矢量线阵(Vector sensor line array，VLA)获取的船舶辐射噪声特征线谱从宽带背景噪声中分离出来，本文研究了

应用声学 2020年2期2020-06-08

基于FPGA的自动门限线谱检测研究

于舰船噪声谱中的线谱特征信号蕴含了舰船类型、运动参数等重要信息，因此，线谱的检测对于目标探测具有重要意义[1]。固定门限检查法是一种传统有效的线谱检测方法，但是容易在连续谱背景平滑的情况下漏掉幅度较低的线谱，而海洋背景噪声起伏较大时误将幅度大的峰值判定为有用的线谱信号。因此，根据背景噪声方差的大小，自适应地调整门限，对水下无人平台具有重要的意义[2]。现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）是一种半定制电路，

数字海洋与水下攻防 2020年1期2020-04-20

基于线谱幅值起伏的目标被动定位技术研究

文提出的一种基于线谱幅值起伏的目标被动定位方法，在宽带检测失效、自相关无法估计出时延的情况下，利用目标辐射噪声中线谱的幅值与多途时延的关系，对时延进行估计，在假定目标深度的情况下可以利用单水听器实现对目标距离的估计，使用双水听器或基阵可以实现对目标距离和深度的三维定位。1 原理1.1 多途方法距离估计图1中，设两水听器r1、r2的深度分别为H1和H2，水平距离L，目标深度为H3，与水听器r2的水平距离为R。以一个水听器r2为例，仅考虑直达声和一次海面反射声

声学与电子工程 2019年4期2020-01-14

干扰抑制门在线谱提取中的应用

特征，也可以是从线谱中提取的轴频、叶频以及叶片数等特征量。针对舰船辐射噪声中连续谱的方法主要有：功率谱分析法[2]、小波变换法[3]、希尔伯特黄变换相关方法[4-5]、非线性动力学法[6-7]以及仿人耳听觉分析法[8-9]等。螺旋桨空化噪声往往会产生幅度调制，通过解调处理的调制谱中存在许多离散线谱，线谱位置对应着螺旋桨的轴频(基频)、叶频以及其谐波(轴频与叶片数的乘积)[10]，利用这些离散线谱可估计螺旋桨的轴频[11-12]。螺旋桨轴频与舰船排水量和航速

振动与冲击 2019年23期2019-12-23

基于相干分析的复杂船舶系统噪声源识别方法研究

系统多台设备开启线谱噪声难以定位的问题，运用相干分析、偏相干分析和重相干分析等分析方法，建立多泵源线谱噪声识别流程和方法，针对船舶系统噪声测试结果，开展其线谱噪声源识别和分离，得到典型系统噪声主要低频线谱来源，为系统主要噪声源控制提供有力支撑。1 相干分析理论1.1 相干分析在单输入单输出系统中，只有一个输入项和一个输出项，相干函数描述输入与输出之间的因果性，相干函数公式如下相干函数的谱密度常相干函数是两个信号的互谱除以2个信号自谱乘积开平方，主要用于单输

噪声与振动控制 2019年3期2019-06-25

一种基于单矢量水听器的运动目标低频线谱测向方法

的是其产生的低频线谱仍要比海洋背景噪声高 10～20 dB以上[1]。相较宽带辐射噪声，低频线谱主要有相干性强、传播损失小等特点，且目标辐射噪声中的低频线谱往往携带目标的重要信息，因此基于低频线谱的检测技术是现阶段探测安静型潜艇的重要手段之一。矢量水听器可同步共点获得声场的声压和振速信息，互谱法测向是对目标的不同频率成分进行测向，如果有多个目标，只要它们的特征谱不重合，就可分别对其进行测向。相比于其他方位估计算法，该算法简便易行、计算量小。Paulo Fe

声学与电子工程 2019年1期2019-04-18

舰船辐射噪声的相似度评估

取的连续谱特征、线谱特征、DEMON谱特征作为相似度评估指标，结合相似度法和层次分析法，对各特征的相似度和权重进行了量化分析，建立舰船辐射噪声的相似度评估体系，最后用该评估体系对2组实测信号进行了相似度评估，检验其可行性，对舰船识别、状态监测领域具有一定参考意义。1 相似度评估指标获取要对2段舰船辐射噪声的相似度进行评估，我们首先需要获得评估所需的指标。当前对舰船辐射噪声的研究多集中在功率谱中的连续谱、线谱分析以及DEMON谱分析，因此，我们就从这三大方面

舰船科学技术 2019年3期2019-03-30

水声目标线谱检测技术研究

谱结构，后者也叫线谱。随着舰艇减振降噪技术的发展，舰艇的辐射噪声级已有很大程度的降低，并仍在持续降低，但不可否认的是，某些频率的线谱噪声依然存在。线谱信号通常具有较好的相位稳定性，较连续谱有较高的强度，是被动声呐目标检测的重要方式，已成为世界各国声呐科技人员研究的热点。俄罗斯科学家S V Burenkov等对228 Hz频率线谱信号的传播距离进行试验研究，经测试线谱信号的传播距离可达9 000 km，并具有稳定的相位[1]。利用目标辐射噪声中的线谱信号进行

声学与电子工程 2019年4期2019-02-18

基于序列匹配的螺旋桨轴频自动提取方法

与调制相关的离散线谱，而这些线谱频率可以反映出螺旋桨的轴频、叶频及其谐波等信息，因而利用螺旋桨空化噪声调制信息估计螺旋桨的轴频和叶片数等不变特征可以实现被动声纳目标的分类识别[1]。但在实际应用中，螺旋桨轴频的自动估计是一件非常困难的事，线谱值起伏、多调制源干扰和线谱之间不严格的倍频关系直接影响了螺旋桨轴频的自动估计，并且信噪比越低，影响也越严重。史思远等[2]利用边界元法对船用螺旋桨振动声辐射进行了计算，得到了螺旋桨在流场中的振动辐射噪声。殷敬伟等[3]

振动与冲击 2018年16期2018-09-03

自适应极化滤波的水中目标线谱提取方法*

 引 言水中目标线谱信号具有较高的强度和稳定度[1～3],常作为识别水中目标的重要特征信息,因此,研究水中目标的线谱提取方法是十分重要的。许多专家学者对水中目标线谱提取方法进行了研究[4～9]。文献[8]提出了利用线谱幅度和相位起伏随时间变化较低的特点提取线谱,文献[9]利用目标线谱瞬时相位比较稳定,背景噪声谱瞬时相位比较随机的特点对水中目标线谱信号进行了提取,2种方法均提高了对水中目标线谱信号的提取性能,但均需要对频域信号在时间上进行统计,需要较多的时间

传感器与微系统 2018年8期2018-08-03

抗频移声谱特征提取及目标分类应用研究

淹没在强噪声中的线谱信号，还能够实时给出谱线的参数信息，同时结合听觉特征识别原理，采用抗频移的仿倍频程的三角滤波法提取目标特征。仿真和实际数据处理表明，所提出的特征有助于探测设备克服目标未知的复杂运动带来的频谱时变影响，提高了分类特征的稳定性。抗频移声谱特征提取；时变谱特征；目标分类0 引言水下声学目标分类和识别[1-3]主要包括目标特征提取及分类器设计两个方面，建立在分类基础上的个体及型号识别还涉及到数据库和接收信号的模板化处理。早期的特征提取方法包括波

声学技术 2018年3期2018-07-20

一种提取LOFAR图中谱线的方法

是一线状谱，简称线谱。在LOFAR图中，当信号较强时，在某一时刻与窄带信号对应的时间-频率点上就会出现一个亮点；由于同一窄带信号在相邻时刻的频率变化不会很大，由对应同一窄带信号的多个时刻的亮点就形成了一条清晰的亮线，即谱线。人之所以有很强的谱线提取能力，首先是由于人眼具有很强的模式识别能力，会自动利用谱线和噪声以及宽带干扰等在时间-频率平面上表现出来的形状上的差异，其次是由于人眼具有视觉积累功能，能够累加利用多个时刻的谱值信息。人在判断是否是谱线上的点的过

声学与电子工程 2018年2期2018-07-10

基于Fermi-LAT数据的暗物质湮灭线谱搜寻及悟空号的伽马射线分析软件开发

为重要.伽马射线线谱就是这样一种信号,因为尚无已知的天体物理机制能产生此类信号,所以它一旦被可靠探测到,就意味着新物理的发现.为此在攻读博士学位期间,我致力于在Fermi-LAT(Large Area Telescope)数据中搜寻(暗物质)线谱信号.论文的第1章是对一些相关的背景进行介绍,包括暗物质观测证据、暗物质探测方法、暗物质间接探测、Fermi-LAT仪器及数据、暗物质信号搜寻研究进展等.论文第2章到第4章介绍我们在伽马射线线谱方面的4个工作:(1

天文学报 2018年6期2018-01-27

一种高效的弱目标线谱检测算法

一种高效的弱目标线谱检测算法罗斌，王茂法，王世闯(杭州应用声学研究所，浙江杭州310023)为实现弱目标线谱检测，在自适应线谱增强(Adaptive Line Enhancement，ALE)算法的基础上，结合频域批处理技术，提出了一种能降低计算量的高效线谱检测算法——归一化频域批处理最小均方(Normalized Frequency-domain Block Least Mean Square，NFBLMS)算法；所提NFBLMS算法在权值迭代过程中，步

声学技术 2017年2期2017-10-25

充液管路低频线谱噪声有源控制试验研究

49充液管路低频线谱噪声有源控制试验研究孙运平1，2，孙红灵1，张维1，王晗1，2，杨军1，21中国科学院噪声与振动重点实验室（声学研究所），北京100190 2中国科学院大学，北京100049［目的］充液管路系统的管口辐射噪声是舰船管路噪声控制的重点，具有较高能量的低频线谱噪声更是亟需得到进一步的抑制。［方法］针对充液管路低频线谱噪声问题，设计一套有源消声系统并进行试验验证。该系统由次级声源、控制器、功率放大器和传感器等构成。采用频率追踪算法对线谱频率进

中国舰船研究 2017年4期2017-08-05

小学音乐教育中实施线谱教学的策略探讨

学音乐教育中实施线谱教学的策略探讨王 珂（淮安市新区实验小学，江苏 淮安 223002）随着新一轮基础课程的深化改革，人们越来越关注小学教育教学的质量，教学有效性的提高已经成为教育工作者的重要目标。线谱教学作为小学音乐教育中的关键性内容，对学生音乐素质的培养和审美能力的提高具有积极的作用。学生在线谱学习过程中，可以掌握更多的音乐知识，具备一定的识谱能力，更好地感受和体验音乐学习的乐趣，达到理想的学习效果。本文就对小学音乐教育中实施线谱教学的策略进行分析和探

黄河之声 2017年12期2017-01-30

基于DSP Builder的自适应线谱增强器设计*

lder的自适应线谱增强器设计*李立伟程锦房(海军工程大学兵器工程系武汉430033)采用自适应线谱增强器对舰船辐射噪声中的线谱进行增强,有助于实现对舰船辐射噪声中线谱成分的检测和提取。针对使用VHDL编写底层代码来实现自适应线谱增强器开发效率低等缺点,在Simulink中的DSP Bulider平台下,设计了自适应线谱增强器的模型,自动生成了符合FPGA要求的文件。并结合多种EDA工具,对模型进行仿真、验证,使设计更加灵活与简便,提高了工程应用的效率。舰

计算机与数字工程 2016年10期2016-11-07

一种基于线谱特征函数提取LOFAR图线谱的方法

王海斌﻿一种基于线谱特征函数提取LOFAR图线谱的方法李山1,2，王德俊1，王海斌1(1. 中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室，北京 100190； 2. 中国科学院大学，北京 100190)水声信号被动检测中广泛使用LOFAR图对接收信号进行处理和分析。针对LOFAR图中线谱信号检测问题，根据线谱信号特征设计特征函数，提出频域滑动窗线谱特征累积检测法。该方法在频率轴移动观察窗，用多步决策算法计算每个观察窗的最优解，得到最优路径，如果最优路径特征

声学技术 2016年4期2016-10-13

一种基于瞬时相位方差加权的线谱检测器

频带[16]-，线谱谱级通常比连续谱平均谱级高出 10～25 dB。这为被动声呐实现水下目标远程探测提供一种可能，也促使了线谱检测技术的进一步发展。依据水下目标辐射噪声含有高强度稳定线谱这一特征，国内外学者在不同方面进行了有效、有针对性研究，提高了被动声呐性能[715]-。文献[9,10]提出了一种基于瞬时频率方差加权的阵列信号处理方法，文献[11]提出了一种基于瞬时方位方差加权的阵列信号处理方法，它们均克服了传统线谱检测4维显示难点，改善了能量累积检测法

电子与信息学报 2015年7期2015-12-13

被动线谱检测的子带分解和分方位区间融合算法∗

⋄研究报告⋄被动线谱检测的子带分解和分方位区间融合算法∗戴文舒1，2†陈新华1孙长瑜1（1中国科学院声学研究所北京100190）（2中国科学院大学北京100049）目标辐射噪声低频线谱丰富，线谱相对谱级高，且较稳定，可直接应用于目标检测。基于子带分解处理的现有融合方法适用于信噪比相对较高情况，而对于相干干扰噪声或强宽带噪声，线谱目标的有效检测仍没很好解决。本文从子带空间谱统计特性出发，利用线谱谱级高出连续谱10～25 dB，线谱频带所在方位区间的输出方位波

应用声学 2015年3期2015-10-26

Active Control of Low-Frequency Sinusoidal Vibration Transmission of Ship Machinery

0.船舶机械低频线谱振动传递的主动控制李彦1a，b，何琳1a，b，帅长庚1a，b，马建国1a，b，王飞1a，2，柳勇1a，3 （1海军工程大学a.振动与噪声研究所；b.船舶振动噪声重点实验室，武汉430033；2中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082；3中国船舶设计研究中心，武汉430064）针对船舶机械振动的低频线谱主动控制，文章采用输出力大、频响平直、无接触式的磁悬浮作动器，分析了永磁偏置式作动器的电-磁-力耦合特性，推导了磁悬浮主被动隔振系统运动

船舶力学 2015年12期2015-05-02

一种基于舰船辐射噪声起伏特性的线谱提取方法

上表现为连续谱和线谱的叠加。其中，低频段线谱噪声中包含了稳定的舰船特征信息，同时也是现代降噪技术难以解决的问题，因此提取低频段线谱对于目标的探测和识别具有重要意义。实际中，水听器接收到的信号是目标声源与海洋环境相互作用的结果。受到信号产生机理、声源与接收器相对运动、信号多途相干以及海洋表面风浪、温度微结构等因素的影响，到达接收水听器的目标信号具有一定的起伏性［2］。时域上表现为信号幅度和时延的起伏，频域上表现为幅度与相位随时间的起伏。一般认为这种起伏性对信

舰船科学技术 2015年10期2015-03-12

流噪声背景下的细长线阵甚低频弱线谱检测算法

细长线阵甚低频弱线谱检测算法罗斌 王茂法 肖翔 王晓林 王世闯
(第七一五研究所，杭州，310023)摘要拖线阵声呐在高速拖曳时，目标潜艇的甚低频线谱特征被淹没在背景噪声（以流噪声为主）中，为进一步提升高速拖曳时细长拖线阵声呐检测目标甚低频线谱的能力，在对细长线阵声呐的流噪声特性进行建模分析的基础上，推导出水听器对流噪声的响应函数，并提出最小均方最优滤波和经验模态分解的联合线谱检测算法，通过海试数据进行验证分析。结果表明该算法能够很好地检测出目标甚低频弱线

声学与电子工程 2015年1期2015-02-21

船舶噪声DEMON谱质量评估方法

速和桨叶数的调制线谱以及谱结构等特征，通过专家知识和模板匹配等方法进行分类识别。DEMON谱分析凭借提取的特征稳定、物理意义明确等优势，一直是船舶噪声识别中最重要的谱分析方法。但是DEMON 谱质量优劣、有无有用信息、能否用于训练识别或者其他用途等，一直没有一个系统有效的计算方法，这给DEMON 谱的实际应用造成了诸多不便。为此，本文通过对影响DEMON 谱质量的因素进行分析，提出一套DEMON 质量评估办法和应用方法。1 DEMON 谱质量影响因素分析D

舰船科学技术 2014年9期2014-12-05

参数扰动广义混沌同步化线谱控制技术研究

展，舰船辐射水声线谱已成为被动声纳进行目标参数估计和类型识别的主要依据［1］。由于舰船机械设备大部分为旋转类机械，工作工况相对稳定，则每艘舰船的辐射水声线谱相对较为稳定，因此，线谱称为舰船的“指纹”，对其隐身性能构成了严重危害。由于传统的线性被动隔振系统具有频率保持性，不能够有效消除和改变线谱特征。针对这一难题，朱石坚等［2－3］提出了线谱混沌化控制技术，即利用非线性系统处于混沌运动状态时，其功率谱呈连续谱且下降的特性对线谱特征进行控制，从而提高隐身性。目

振动与冲击 2014年21期2014-09-18

舰船辐射噪声线谱检测与分析*

3)舰船辐射噪声线谱检测与分析*单广超1赵汉波2(1.海军陆战学院 广州 510430)(2.国防科技大学电子科学与工程学院 长沙 410073)结合经典功率谱和DEMON谱分析各自的特点,对舰船辐射噪声线谱进行综合分析。基于周期图谱法进行舰船辐射噪声功率谱估计,通过线谱与连续谱分离、取除虚警及归并线谱,有效地对辐射噪声功率谱中的特征线谱进行了提取,并结合DEMON谱分析了舰船辐射噪声的调制效应和调制周期,获得诸如舰船螺旋桨转速、螺旋桨叶片数等不变的舰船物

舰船电子工程 2014年10期2014-07-05

基于隐马尔可夫模型的线谱跟踪技术

隐马尔可夫模型的线谱跟踪技术管景崇，胡金华(海军工程大学，湖北 武汉 430033）线谱检测和跟踪是被动声呐信号处理中的重要内容，本文给出一种基于隐马尔可夫模型的线谱跟踪方法。它采用前向后向算法对LOFAR谱图上线谱进行状态估计，然后根据连续检验对每根线谱的起始和终止时间进行检测，实现对单根线谱和多根线谱的检测与跟踪。通过计算机仿真和海试数据处理，验证了基于隐马尔可夫模型的线谱跟踪技术的有效性和稳定性。隐马尔可夫;被动声呐;线谱检测;线谱跟踪0 引言隐马尔

舰船科学技术 2014年5期2014-03-08

多个线谱噪声的局部区域有源消声

66042）多个线谱噪声的局部区域有源消声赵汉波1，郑援2，姜斌2(1.海军潜艇学院研究生队，山东青岛 266042;2.海军潜艇学院航海观通系，山东青岛 266042）噪声主动控制技术是近年研究的一个热点问题，它克服了被动降噪技术设备庞大、笨重、造价高等缺点，尤其对低频噪声具有良好的控制效果，展现出巨大的商业价值。本文在对有源消声进行理论分析的基础上，提出在局部空间实现多个线谱主动控制的方法，并研究消声区域的分布特点。同时，基于该方法进行船舶辐射

舰船科学技术 2014年4期2014-03-08

基于矢量相干积累的舰船特征线谱增强算法

］利用窄带自适应线谱增强器加强信号中的线谱成分；文献［3］利用自适应滤波器来消除信号中的加性白噪声；文献［4］利用自适应谱线增强器对线谱检测方法进行了研究。但由于海洋海况复杂，噪声干扰较大，且舰船辐射噪声不断减小，以往基于时域、频域的检测方法通常难以达到理想的效果。为此，本文利用矢量水听器测量的舰船辐射噪声和海洋环境噪声的声压、振速相干特性的差异，结合相干累积的方法，提出了矢量相干积累自适应线谱增强算法（CI－ALE）。1 背景矢量水听器由传统的声压水听器

探测与控制学报 2013年1期2013-12-01

NEMS矢量水听器的海上实验研究

种典型的连续谱和线谱的叠加，它们从2个方面反映了舰船的特征，可根据线谱特征对目标进行识别分类，其中线谱主要集中在1000 Hz以下。线谱是水中目标辐射噪声谱中的重要成分，它们往往携带着重要的特征信息。利用线谱一方面可以发现低噪声目标，大幅度提高声呐的探测距离;另一方面可根据线谱特征对目标进行识别。因此，研究低频段线谱无论是对目标自身隐蔽性还是远距离探测目标都具有重要意义，同时也可能给舰船的减振降噪带来突破性的进展［2］。NEMS矢量水声传感器具有很好的低频

舰船科学技术 2013年8期2013-08-26

改进的自适应线谱增强方法（DALE方法）用于线谱检测研究

41改进的自适应线谱增强方法（DALE方法）用于线谱检测研究孙昕 李兵 房毅 中国人民解放军91439部队96分队，辽宁 大连 116041本文采用一种改进的自适应线谱增强方法（DALE方法）对线谱进行检测，仿真实验验证了该方法的有效性，可以提高对高背景噪声下的单频信号检测性能。线谱; 自适应线谱增强; LMS引言舰船的辐射信号中包含了丰富的线谱，其成分代表了目标的特征，实现对辐射噪声的线谱成分检测和提取，对于水中兵器的自导系统设计具有重要的意义。但是，由

中国科技信息 2012年8期2012-10-26

基于谐波小波的舰船辐射噪声线谱提取方法

1－3］，其中，线谱具有集中而稳定的能量，可用来估计目标的运动参数，进行目标识别［4－5］。因此，对被动声纳而言，提高线谱的检测能力和提取质量，对于提高目标检测、分类和识别正确率都具有重要的意义。对于线谱成分的提取，现有的成果大多采用传统的功率谱分析方法进行研究［6－8］，这就要求待分析的样本信号具有较高的信噪比，但是，实际接收的舰船辐射噪声信号都非常弱，不可避免地受到海洋环境噪声的强干扰［9］。因此，研究在强背景噪声下微弱的特征线谱成分的频域提取和时域恢

探测与控制学报 2012年3期2012-08-27

水下高速目标多传感器联合谱特征分布识别方法

传感器最为明显的线谱成分，有利于特征提取。图3 优化后的目标DEMON谱Fig.3 The optimized DEMON spectrum一般而言，目标在匀速状态下，窄带线谱频率比较稳定，线谱幅度受到运动姿态、传播衰减及多途影响较大，相比之下，频率稳定度好于幅度稳定度。如果采取幅度提取的准则，若判定门限固定，则存在漏检的概率。利用频率稳定度来提取线谱，是在较低幅度门限的基础上，分频段统计线谱频率方差，并将方差转化为线谱稳定程度判定量。步骤如下:1)将声呐

舰船科学技术 2012年4期2012-07-11

自适应线谱增强算法改进及其在轴频电场信号检测中的应用＊

该电场具有明显的线谱特征和谐波成分，其基频为1～7Hz.另外，该电场有着足够可测量的强度，因而可以作为水中探测的理想信号源［1－2］.但由于海水的导电性，轴频电场信号在海水中随着传播距离的增大变得极其微弱［3］，给远程探测带来了困难.因此，研究低信噪比情况下轴频电场信号的线谱检测算法具有重要意义.1 线谱检测算法自适应线谱增强（adaptive line enhancement，ALE）算法是在加性噪声中对线谱进行参数估计的自适应谱估计技术，可用于检测窄带

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2012年6期2012-06-19

基于两级自适应线谱增强器的舰船辐射噪声线谱检测

功率谱分析，提取线谱或连续谱特征。特别是其线谱与舰船推进系统、螺旋桨及辅机有关，能有效区分各类不同舰船辐射噪声［2］。因此对舰船辐射噪声的线谱进行检测在水下目标识别中十分有用的。通常情况下辐射噪声线谱具有频率低和相对强的宽带背景噪声属于弱信号的特点［3］，采用一般的傅立叶变换方法很难检测到强噪声背景下的线谱成分。自适应谱线增强方法具有抑制噪声，增强线谱的功能，适合于强噪声背景下弱信号的检测。但实验发现仅通过一级ALE得到的信号中线谱增强不明显，因此本文提出

舰船科学技术 2012年8期2012-03-07

高精度测频与舰船线谱频率稳定性研究

高精度测频与舰船线谱频率稳定性研究刘保良1，徐全军2，邓玉芬1，孙 芳1（1.海洋测绘研究所，天津 300061；2.总参气象水文局，北京 100081）随着水声技术的发展，水下甚低频信号分析越来越受到研究者的重视。甚低频线谱的稳定性分析对于线谱检测具有重要意义。低信噪比下，传统的自适应频率估计方法性能不理想，为了提高对线谱的检测能力和频率估计的精度，提出一种高精度频率估计器，利用相干累加自适应线谱增强器的方法从宽带噪声中提取单频线谱，进而用自适应频率估计

海洋技术学报 2012年2期2012-01-10

一种优化的舰船基频特征提取算法

重自相关; 基频线谱提取; 基频置信度阈值; 目标检测0 引言被动声纳目标识别是各类舰艇和智能水中兵器重要的目标识别手段, 而目标识别的关键在于如何有效地提取能够表征目标类别的本质特征。统计数据显示[1], 实际舰船物理场中存在频率介于1~30 Hz的低频线谱, 主要是由螺旋桨引起的轴频, 它与舰船一一对应。文献[2]提出了基于最大似然比的轴频、叶频解调检测器, 文献[3]采用模糊系统进行轴频、叶频的提取。由于海洋环境以及水声信道的复杂性, 在低信噪比条件

水下无人系统学报 2011年4期2011-05-28

瞬时频率方差加权导向最小方差波束形成检测器

致力于提高基阵对线谱目标的检测能力，仿真和海试表明改进的方法能有效检测强干扰背景下线谱目标.声呐视野中通常存在多个目标，波束主瓣接收了期望目标的信号，同时其旁瓣也接收了其他目标的信号，成为探测期望目标的干扰，称为“多目标干扰”.此时，理论上最佳阵列处理器是最小方差无畸变(minimum variance distortionless response，MVDR)波束形成器［3］.对于线谱，瞬时频率方差(variance of instantaneous f

哈尔滨工程大学学报 2011年6期2011-04-13

矢量水听器自适应线谱增强应用研究

矢量水听器自适应线谱增强应用研究何希盈1,2，李成新1，张 磊3，曾永钢1，岳德俊1（1.中国人民解放军91004部队，辽宁 大连 116031；2.海军指挥学院信息系，江苏 南京 211800；3.北海舰队司令部，山东 青岛266001）矢量水听器可以同步、共点测量声场的声压与振速信息。为了有效利用声压和振速的相关性，设计了双输入端自适应线谱增强器，并利用自适应线谱增强对实测的噪声数据进行了处理。结果表明，线谱增强器在双输入端分别输入声压与振速信号时比在

海洋技术学报 2011年3期2011-01-09

单矢量水听器线谱多目标分辨研究

对于辐射不同频率线谱的非相干多目标，通过线谱的自动提取与频率方位分析，获得不同目标的线谱特征信息，然后通过α滤波分离并同时跟踪不同目标。2 矢量水听器对低频线谱的检测与定向原理矢量水听器可以共点同步测量声场中一点的声压与振速。通过对声压、振速分别进行傅里叶变换，在频域上可以得到复声强如下[4]：式中ω表示圆频率，上标*表示复共轭，P(r,ω)和V(r,ω)分别是声压p(r,t)和振速v(r,t)的傅里叶变换。复声强可以表示为有功声强和无功声强的形式Ia(r

电子与信息学报 2010年5期2010-05-27