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随着舰船减振降噪技术的发展低噪声的水下目标频频出现,声纳设备对目标探测和识别的难度越来越大,对低信噪比情况下目标分类识别技术的需求也随之提高。舰船辐射噪声经降噪处理后,其中、高频段很难获取稳定特征信息,而低频信号具有稳定性好、传播损失小、传播距离远等优点,所以如何有效提取低频信号的特征信息是水声目标识别的关键问题之一。 实际情况下,接收到的舰船辐射噪声信号中可能包含若干干扰信号以及海洋背景噪声,为有效提取低频特征信息首先需要对接收信号进行预处理。本文对接收信号分别采用常规波束形成方法和基于子空间的自适应干扰抑制方法进行处理生成空间功率谱。对比发现基于子空间的自适应干扰抑制方法得到功率谱的信噪比、信干比更高,其空间谱中旁瓣被明显抑制,目标信号与强干扰信号在空间谱中可以被分辨出来。为更好地进行LOFAR分析与DEMON分析,采用基于子空间的自适应干扰抑制方法对接收信号进行处理以提高信干噪比是十分必要的。 本文基于青岛海域的一次声学测量实验对经预处理后的舰船辐射噪声信号进行LOFAR谱分析,将利用海试中单个阵元测得数据得到的LOFAR谱、结合空间功率谱进行空域滤波得到的LOFAR谱以及经过EAAIS技术抑制干扰得到的LOFAR谱进行对比,发现第三种方法得到的LOFAR谱信干噪比最高。对预处理后的LOFAR谱从两个方面进行分析可以提取目标的连续谱特征、线谱特征以及径向速度等特征信息。从频域维度对目标信号与强干扰信号进行分析,分别提取其连续谱特征和线谱特征,其中目标信号线谱特征与强干扰信号有明显差异:目标信号所在频点序号数分别为[91,97,114,170,181],其对应的线谱强度分别为:[150.80,54.36,70.00,60.72,68.65]dB;强干扰信号线谱频点序号数分别为[78,105,130,157,180],其线谱对应的强度分别为:[88.00,88.68,76.45,64.47,53.25]dB,可见LOFAR谱的线谱特征是水下目标分类与识别中非常有效的特征信息之一。从时域维度结合简正波理论对目标信号进行分析,得到目标信号径向速度为3.79m/s,与实验中的目标速度一致。 本文对预处理后的舰船辐射噪声信号分频段进行DEMON分析,所取频段分别为100-200Hz、200-400Hz、400-800Hz、800-1600Hz,分析各频段解调后的线谱所在频率分布发现对800Hz-1600Hz频段信号进行平方解调后得到的DEMON谱中线谱成分最明显,线谱所在频率分别为8Hz、16Hz、32Hz、48Hz...依次呈倍频关系,轴频为8Hz,与目标舰船实际轴频符合较好。中低频段解调后线谱成分不完整,对较高频段信号进行解调处理获取得到的DEMON谱提取线谱更容易获取目标的轴频、叶频等特征信息。