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基于高阶统计量的舰船辐射噪声包络特征提取

温旋旋  
【摘要】:舰船辐射噪声是非高斯非线性信号,而高阶统计量是研究非高斯非线性信号的有力工具。本文利用高阶统计量可以抑制高斯噪声和识别相位耦合特性的特点,从舰船辐射噪声的解调包络中提取轴频、叶频和桨叶数特征。本文首先研究了高阶统计量理论。说明了高阶累积量及其谱(高阶谱)可以抑制包括高斯噪声在内的所有对称分布噪声,可以识别信号的相位特征,而功率谱是相盲的,无法识别信号的相位特征。然后,研究了舰船辐射噪声包络调制的物理机理,说明了舰船辐射噪声包络调制特性是由于螺旋桨工作在周向不均匀尾流中引起的。接着从统计学角度给出了符合物理机理的信号模型。本文分析了舰船辐射噪声的常规DEMON谱和3/2维DEMON谱,并对它们进行了对比。研究了3/2维DEMON谱的性质,并对其性质进行了仿真分析。然后分别对仿真模拟的舰船辐射噪声信号和实际海试信号进行了3/2维DEMON谱分析,在对实际海试信号进行分析时通过滤波器组选择了最佳解调频带。最后分析了舰船辐射噪声包络的双谱特征提取方法,并研究了基于双谱对角切片的特征提取方法。这些特征提取方法都很好地提取了舰船的螺旋桨轴频、叶频等特征。


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