高階統(tǒng)計量在水雷目標特征提取中的應用.pdf

1、提取目標回波的時域相關特征和頻域功率譜特征是水下目標特征提取中最基本的方法，但在功率譜估計中，各頻率分量間的相位信息難以體現(xiàn)出來，且功率譜和自相關函數(shù)僅能對均值已知的高斯過程進行完整的描述。而高階統(tǒng)計量是針對二階統(tǒng)計量(功率譜和相關函數(shù))的各種局限性提出的，它是研究信號非高斯和非線性的有效工具。本文嘗試將高階統(tǒng)計量理論應用到水下目標特征提取中，分析目標回波的非高斯和非線性特征。 本文主要研究了高階統(tǒng)計量中的雙譜、雙相干譜、1.5

2、維譜和2.5維譜理論。雙譜是階數(shù)為3的譜，描述了信號在雙頻率域的能量分布；雙相干譜可以檢測信號偏離高斯性和相位耦合的程度；復信號的1.5維譜和2.5維譜可以分別檢測信號中的二次相位耦合和三次相位耦合關系。本文對典型信號如CW脈沖信號、帶限高斯噪聲和由單元散射模型得出的混響信號進行了功率譜、雙譜和雙相干譜的仿真研究，還對復信號的1.5維譜和2.5維譜進行了大量的仿真研究，仿真結果與理論表達式一致。另外，本文還分析了在高斯噪聲、單邊指數(shù)色噪

3、聲和瑞利分布色噪聲背景影響下，1.5維譜和2.5維譜在相位耦合中的應用，仿真表明1.5維譜和2.5維譜不僅能抑制對稱分布的噪聲，而且能抑制非對稱分布的噪聲。 在本文最后，利用雙譜、雙相干譜處理了大量實驗數(shù)據(jù)，進行了基于雙譜和雙相干譜的特征提取和壓縮。在基于雙相干譜的特征空間里，目標回波和混響呈現(xiàn)了良好的類間可分性，而基于雙譜的特征向量提取被證明是一個較差的特征向量。最后分析了實驗數(shù)據(jù)中半掩埋雷的回波中不同分段的1.5維譜和2.5