舰船噪声非线性特征的信道传播研究.pdf

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1、总第206期舰船电子工程VoL31No．82011年第8期ShipElectronicEngineering169舰船噪声非线性特征的信道传播研究苏晓乐”张明敏”李猛。(海军工程大学”武汉430033)(海军704厂。青岛266109)摘要文章首先针对信道的相干多途特性，基于射线理论，利用MATLAB仿真得到了信道的多途参数；接着基于相似序列重复度理论，提取了舰船辐射噪声的非线性特征一序列重复度RPT；最后将舰船辐射噪声通过多途信道作用，提取不同信道作用后的RPT特征并进行对比分析。研究表明，当舰船辐射噪声在不同传播距离

2、和海深的信道里传播时，RPT特征的幅值缓慢变化，且其特征曲线的形状也发生改变，即舰船辐射噪声的RPT特征在多途信道里传播时是不稳定的。关键词相似序列重复度；特征稳定性；舰船辐射噪声中图分类号TP274ResearchonNonlinearFeatureTranslationofShipNoisesinAcousticChannelSuXiaoleZhangMingminLiMeng(NavalUniversityofEngineering”，Wuhan430033)(Navy704Factorye，Qingdao2661

3、09)AbstractMultipathparametersofunderwateracousticchannelbasedonraytheoryaregotfirstly．Next。similarse—quencerepeatability(RPT)featureofship-noiseisextractedbasedonRPTtheory．Atlasttheaffectionofmulti-pathchannelisaddedtoshipnoiseandRPTfeatureisextractedandcompared

4、．Theresearchindicatesthat。RPTvaluechangeslowlywhenshipnoisepassesfromthechannelswithdifferentrangesanddepthsanditsshapechanges．NamelyRPTfeatureissteadypassingthroughmultipathchanne1．KeyWordssimilarsequencerepeatability，featurestabilization，shipradiatednoiseClassN

5、umberTP274的稳定性问题[]，为从信道畸变之中提取出信号1引言的真实稳定特征做了初步的探索。目标特征提取是目标识别与分类的重要前期工作，决定了后续识别与分类工作的成败¨1q]。尽2多途信道建模管特征提取技术已经进行了多年的研究，但在真实2．1射线理论模型环境下应用于水声目标识别及分类时的效果却一射线理论是波动理论的一种近似[引，对声场的描直不太如人意。述是由射线来传递声能量的，声能沿声线按一定的路造成这一结果的其中一个原因是：提取的某些径到达接收点，沿第i条途径到达的信号幅度记为舰船噪声特征可能是经过信道传输而发

6、生了畸A，时延记为，忽略介质吸收的频率特性，假设声传变【3]，因此分析舰船噪声特征量的稳定性，是提高播都没有色散现象，则总的接收信号是各声线所传送真实环境下舰船目标识别率的重要一环。的信号的干涉叠加，因而多途信道的系统函数为：本文通过一个简单的时不变相干多途信道模N()一∑A(￡一)(1)型，研究了舰船辐射噪声RPT特征在信道中传播*收稿日期：2011年2月18日，修回日期：2011年3月23日作者简介：苏晓乐，男，硕士研究生，研究方向：海洋声场建模。张明敏，男，博士生导师，教授，研究方向：海洋声学。170苏晓乐等：舰船

7、噪声非线性特征的信道传播研究总第206期式(1)中共有N条声线途径对声场有重要贡献。信道传输函数很像一个“梳状滤波器”，这意味式(1)两边进行傅立叶变换，即得：着信号在传输过程中会发生畸变。NH(厂)一∑A听(2)3相似序列重复度的计算一1若已知海深、声速剖面、声源和接收点的相对目前多采用延时法重构相空间，具体方法如几何关系，即可由式(1)和(2)求得相干多途信道系下E：统函数的具体形式[]。s()为一时序序列，72—1，2，3，⋯，N；d为相空2．2多途信道传输函数仿真间重构的维数；T为重构延时。则Y一(s()，s(i

8、+下面仿真声源和接收器静止时相干多途信道T)，s(i+2T)，⋯，S(i4-(一1)T))为相空间的一的系统函数。个点，这些点构成的集合构成一个长度为N一(一1)声速剖为线性负梯度(海面1510m／s，海底1)T，维数为d的相空间。1460m／s)，海深100m，发射器深度30m，接收器深两序列的相似程度可通过计算相