高階統(tǒng)計(jì)量在水雷目標(biāo)特征提取中的應(yīng)用.pdf

1、提取目標(biāo)回波的時(shí)域相關(guān)特征和頻域功率譜特征是水下目標(biāo)特征提取中最基本的方法，但在功率譜估計(jì)中，各頻率分量間的相位信息難以體現(xiàn)出來，且功率譜和自相關(guān)函數(shù)僅能對(duì)均值已知的高斯過程進(jìn)行完整的描述。而高階統(tǒng)計(jì)量是針對(duì)二階統(tǒng)計(jì)量(功率譜和相關(guān)函數(shù))的各種局限性提出的，它是研究信號(hào)非高斯和非線性的有效工具。本文嘗試將高階統(tǒng)計(jì)量理論應(yīng)用到水下目標(biāo)特征提取中，分析目標(biāo)回波的非高斯和非線性特征。 本文主要研究了高階統(tǒng)計(jì)量中的雙譜、雙相干譜、1.5

2、維譜和2.5維譜理論。雙譜是階數(shù)為3的譜，描述了信號(hào)在雙頻率域的能量分布；雙相干譜可以檢測信號(hào)偏離高斯性和相位耦合的程度；復(fù)信號(hào)的1.5維譜和2.5維譜可以分別檢測信號(hào)中的二次相位耦合和三次相位耦合關(guān)系。本文對(duì)典型信號(hào)如CW脈沖信號(hào)、帶限高斯噪聲和由單元散射模型得出的混響信號(hào)進(jìn)行了功率譜、雙譜和雙相干譜的仿真研究，還對(duì)復(fù)信號(hào)的1.5維譜和2.5維譜進(jìn)行了大量的仿真研究，仿真結(jié)果與理論表達(dá)式一致。另外，本文還分析了在高斯噪聲、單邊指數(shù)色噪

3、聲和瑞利分布色噪聲背景影響下，1.5維譜和2.5維譜在相位耦合中的應(yīng)用，仿真表明1.5維譜和2.5維譜不僅能抑制對(duì)稱分布的噪聲，而且能抑制非對(duì)稱分布的噪聲。 在本文最后，利用雙譜、雙相干譜處理了大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行了基于雙譜和雙相干譜的特征提取和壓縮。在基于雙相干譜的特征空間里，目標(biāo)回波和混響呈現(xiàn)了良好的類間可分性，而基于雙譜的特征向量提取被證明是一個(gè)較差的特征向量。最后分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中半掩埋雷的回波中不同分段的1.5維譜和2.5