基于小波包分解和滑动功率谱的舰船轴频电场信号检测
2012-03-24包中华于仕财龚沈光
海军航空大学学报 2012年3期
包中华,于仕财,龚沈光
(1.海军航空工程学院电子信息工程系,山东 烟台 264001;2.海军工程大学兵器工程系,武汉 430033)
舰船的不同金属结构在海水中会因电化学作用而产生腐蚀电流。同时,为了防止船体的腐蚀,人为外加的主动或被动的阴极保护系统也会在海水中产生电流。当舰船处于航行状态时,由于转动轴系接触电阻的周期性变化,这些电流会在海水中产生以螺旋桨转动频率为基波的极低频电磁场,称为轴频电场[1-2]。近些年来由于消声技术的迅速发展,声探测面临诸多新挑战。各种非声探测技术在国外开始得到广泛的研究和应用,基于轴频电场的水下目标探测技术就是其中的一个重要方面。研究表明,该电场具有足够的强度,难以人为地消除或隐身,并且信号线谱特征明显,可以成为水中探测的理想信号源之一[3]。
由于海洋环境变化的复杂性和海水对电磁波的强衰减作用,轴频电场信号检测算法需要在弱信噪比条件下稳健地检测目标。文献[4-5]采用基于功率谱估计的舰船电场信号检测方法,提取目标的时频特征,结合自适应门限调整,较好地解决了复杂海况下轴频电场信号检测问题,其缺点是需要一定的信噪比。为了提高检测微弱舰船轴频电场信号的能力,文献[6-9]分别提出基于高阶统计量、自适应线谱增强器、负熵和小波包熵的信号检测方法,这些方法能够在一定程度上降低有效检测的信噪比下限,但是当噪声相关性或是非高斯性过强时,这些方法的效果都会不同程度地变差。……
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