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针对复杂环境中水声目标辐射噪声特征难以准确提取的问题，提出了一种新的基于第二代小波变换（SGWT）、改进的经验模式分解（EMD）和Hilbert包络解调分析（HESA）的水声目标辐射噪声特征提取模型。首先，该模型利用SGWT滤除水声目标的非平稳辐射噪声信号中的噪声成分；其次，通过改进的EMD方法对滤波后的信号进行分解，提取信号的本征模式分量；最后，对这些本征模式分量进行HESA处理，从而实现辐射噪声特征的提取。将该模型应用在仿真和实测的水声目标辐射噪声数据的特征提取中，测试结果表明，同常规的小波滤波和HE