基于轴频电场线谱特征的目标检测及识别

赵文春，姜润翔, 喻鹏，张伽伟

(1.海军工程大学 电气工程学院，湖北 武汉 430033；2.海军工程大学 兵器工程学院，湖北 武汉 430033)

0 引言

舰船在海水中航行时，在螺旋桨的调制作用下会在其周围生成轴频电场信号[1-2]。时域上，轴频电场信号幅值通常可达微伏每米级别的量级；频域上，轴频电场信号为低频线谱，其能量主要集中在0.5～30 Hz(基频与螺旋桨转动频率一致)。鉴于以上特点，轴频电场信号广泛应用于水中目标的检测[3-5]。一方面，轴频电场的频谱特性与舰船的轴系结构密切相关，由于不同类型舰船的轴系结构差别较大，为利用轴频电场信号识别舰船提供了基础；另一方面，为了提高舰船的隐身性能，通常采用主动轴接地技术来降低轴频电场信号[6-7]，轴频电场信号强度可降低90%以上，大大增大了利用轴频电场信号检测舰船的难度，因此需要研究低信噪比条件下舰船轴频电场信号的检测与识别技术。

目前，国内外学者的研究重点在于轴频电场信号的检测，而在利用轴频电场信号特征对目标识别方面的研究相对较少。现有检测方法主要采用匹配滤波、能量检测、小波分解等技术[8-12]，匹配滤波需要目标信号的先验信息，在实际中往往难以确定信号的类型；能量检测存在检测效果受环境噪声、目标信号强度的影响较大，且门限值不易设定的问题；小波分解的方法计算量较大，不适用于水下低功耗检测设备。为了解决低信噪比条件下的轴频电场信号检测难的问题，本文在大量海上实测数据分析的基础上，提出基于轴频电场线谱特征的自适应门限检测和识别方法。……