基于連續(xù)小波變換的水下信號(hào)處理技術(shù)研究.pdf

1、該文將基于連續(xù)小波變換的時(shí)頻分析作為工具,就參數(shù)估計(jì)和目標(biāo)識(shí)別兩方面的問題做了系統(tǒng)研究和深入探討.首先是瞬時(shí)頻率的估計(jì)問題.文中將基于連續(xù)小波變換的'Simple'方法引入到水下信號(hào)的瞬時(shí)頻率估計(jì)中來,也即通過尋求連續(xù)小波變換幅值的最大值業(yè)得到小波脊,再根據(jù)小波脊與信號(hào)頻率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,最終完成信號(hào)的瞬時(shí)頻率估計(jì).基于上述方法,文中分別對(duì)單頻矩形脈沖信號(hào)、線性調(diào)頻脈沖信號(hào)的瞬時(shí)頻率估計(jì).基于上述方法,文中分別對(duì)單頻矩形脈沖信號(hào)、線性調(diào)

2、頻脈沖信號(hào)以及多分量信號(hào)進(jìn)行了瞬時(shí)頻率估計(jì),并與其他幾種常用瞬時(shí)頻率估計(jì)方法的性能以及CRB進(jìn)行了系統(tǒng)比較.對(duì)于線性調(diào)頻脈沖信號(hào)瞬時(shí)頻率估計(jì)中出現(xiàn)的邊緣效應(yīng).文中提出采用線性擬合方法對(duì)其進(jìn)行了一定修正.通過仿真發(fā)現(xiàn),在單頻回波的瞬時(shí)頻率估計(jì)中,基于CWT的方法最為有效,隨著信噪比的提高,其均方誤差曲線越來越接近克拉美—羅界;在線性調(diào)頻回波的瞬時(shí)頻率估計(jì)中,WVD法得到的效果最好,而CWT與STFT法的估計(jì)效果比較接近;在多分量信號(hào)的瞬時(shí)

3、頻率估計(jì)中,相對(duì)于STFT和WVD法,CWT法是一個(gè)更好的選擇.其次研究了目標(biāo)方位的估計(jì)問題.首先在傳統(tǒng)的頻域波束形成算法的基礎(chǔ)上,提出對(duì)寬帶信號(hào)的頻率補(bǔ)償,也即對(duì)寬帶回波信號(hào)的各空間頻率根據(jù)時(shí)間頻率的差異進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償,然后對(duì)各陣元輸出求和來得到方位估計(jì);其次將連續(xù)小波變換引入到空間—頻率處理中,從而完成對(duì)目標(biāo)方位的估計(jì),并進(jìn)行了相應(yīng)地補(bǔ)償.文中對(duì)于窄帶回波與寬帶回波均進(jìn)行了一定信噪比下方位估計(jì)的計(jì)算機(jī)仿真,并與基于FFT、STFT以及

4、WVD的時(shí)頻分析方法以及CRB曲線進(jìn)行了有關(guān)比較.從估計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn),對(duì)于窄帶回波信號(hào),基于FFT的方法估計(jì)性能大大優(yōu)于其他方法;對(duì)于寬帶回波信號(hào),在信噪比達(dá)到一定程度(高于約-7dB)時(shí),補(bǔ)償后的幾種估計(jì)法的性能改善均比較明顯,誤差曲線越來越接近CRB曲線;對(duì)于回波中存在多頻率多方位的情況,空間—頻率分布圖能提供較為直觀的頻率及方位信息,因此應(yīng)用空間—頻率估計(jì)法來進(jìn)行方位估計(jì),更有利于進(jìn)一步對(duì)回波的具體方位進(jìn)行準(zhǔn)確判斷和估計(jì).最后研究了水