激光相干探測(cè)水下聲信號(hào)的特征提取與分析.pdf

1、本文采用激光干涉法設(shè)計(jì)光路和搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)水下聲信號(hào)提取進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探索，驗(yàn)證了激光相干探測(cè)水下聲源的可行性。實(shí)驗(yàn)對(duì)自然水面波動(dòng)情況進(jìn)行了提取，并對(duì)三組不同位置、不同頻率以及不同振幅的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　同時(shí)，針對(duì)信號(hào)特征微弱的問(wèn)題，本課題在傳統(tǒng)頻譜分析的基礎(chǔ)上，分別采用了濾波、短時(shí)傅里葉變換、小波分析、Wigner-Ville分布以及時(shí)頻分布的重排等時(shí)頻分析手段，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)降噪和特征信號(hào)增強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：
　?。?

2、）水面自然波動(dòng)頻率主要集中在500 Hz以下的低頻區(qū)，水面波動(dòng)頻率范圍的確定為進(jìn)一步的濾波降噪和時(shí)頻分析等提供了參考，也便于將水面自然波動(dòng)頻率同特征信號(hào)頻率區(qū)分。
　　（2）三組設(shè)定條件的數(shù)據(jù)采集和分析結(jié)果表明：距離探測(cè)位置越遠(yuǎn)，信號(hào)衰減越嚴(yán)重。相同頻率的水下?lián)P聲器設(shè)備，隨著輸入幅值的增大，可探測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。輸入幅值一定時(shí)，頻率越高，信號(hào)強(qiáng)度越微弱。
　?。?）在特征信號(hào)微弱的情況下，對(duì)采集的數(shù)據(jù)直接做傅里葉變換，

3、特征信號(hào)不明顯，容易淹沒(méi)在背景中。采用濾波和小波分析等頻譜分析方法處理后，噪聲信號(hào)可以得到有效的濾除，特征信號(hào)增強(qiáng)明顯。
　?。?）頻譜分析結(jié)果只能得到某一時(shí)刻各個(gè)頻率分量的相對(duì)強(qiáng)度分布，為了實(shí)現(xiàn)觀察一段時(shí)間內(nèi)頻率隨時(shí)間的變化情況的目的，本課題采用了短時(shí)傅里葉變換、譜圖以及Wigner-Ville分布等時(shí)頻分析方法。針對(duì)二次型時(shí)頻分布方法存在的交叉項(xiàng)等問(wèn)題，本文采用增加窗口函數(shù)的方法來(lái)抑制交叉項(xiàng)。為了增加時(shí)頻聚集性，本文對(duì)數(shù)據(jù)做了