车振

【摘要】本文利用功率谱分析、短时傅立叶变换方法对舰船地震波数据进行了分析，得出了“舰船地震波具有良好的‘通过特性、较明显的频谱特征和较好的区域特性”的结论，表明舰船地震波在引信技术中具有较好的应用前景。

【关键词】舰船;引信;地震波

1.引言

地震波指由于地震活动而引起的经由大地传播的极低频声波，舰船地震波指由于舰船航行而引起的通过海底传播的低频声波[2，3]。在浅水区，由于海洋混响和多途效应的影响，舰船水声信号传播非常复杂，对水中兵器引信提出了较大挑战。地震波沿海底传播，损耗小，传播距离较远，可以作为一种较理想的舰船物理场[1]。舰船地震波的来源主要是舰船噪声，包括机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声。

2.谱分析

2.1 功率谱

功率谱是谱分析中一种常用方法。自相关函数间接地给出了随机过程中的频率信息，根据自相关函数的傅立叶变换及其逆变换，并依据自相关函数的定义，可得到：

（1）

式中：为随机过程;Wi（f）为等效的单边谱密度函数，f为频率。

由式（1）能够看出，的均方值由谱密度Wi（f）对f下的面积来确定。一般意义上，功和能量与振幅的平方成正比，所以谱密度Wi（f）可以看作随机信号在单位频带内的谐波分量的能量按频率f分布的度量，称为功率谱密度函数。

2.2 短时傅立叶变换

用一个在时间上可滑动的“窗”来进行傅立叶变换，可实现在时域和频域上均具有较好局部分辨力的分析方法，即短时傅立叶变换。……