水下弹性目标的回波特性提取方法研究

摘要

本文主要围绕高阶统计量在水下目标的回波特性提取的应用。 文中首先介绍了水下目标识别研究的历史和现状，研究了利用高阶统计量理论研究弹性目标的散射回波特性的方法。然后比较系统地介绍了高阶统计量分析的理论，包括累积量和高阶谱的定义和性质，总结了高阶谱在工程应用中的特性和优点。文章引入了弹性目标的共振散射理论，说明了弹性目标和非弹性目标散射特性的不同。最后文章重点讨论了高阶统计量特征提取，首先定义了两个分类参数：二阶统计量的分类参数和三阶统计量的分类参数，对目标镜反射后的数据计算参数值用于确定是否存在弹性回波。其次由于高阶谱是多维函数，如果直接使用高阶谱作为信号特征将导致计算量过大，利用径向积分双谱的相位信息作为特征可以将二维的双谱函数转换成一维函数。同时径向积分双谱的相位对目标回波的幅度不敏感，这一点在实际的目标分类中是非常重要的。 本文对水池试验的数据进行了处理和分析。水池试验数据的处理结果表明，双谱的分类参数要比功率谱的分类参数普遍大5dB以上，这是由于双谱可以抑制高斯噪声的影响，同时对非高斯信号，不能由二阶统计量完全描述，通过高阶统计量可以包含信号的更多信息。以径向积分双谱的相位作为特征，对弹性目标和非弹性目标的散射回波进行特征提取，结果表明弹性目标的特征值在不同的角度下保持稳定，而非弹性目标的特征值在不同的角度下变化比较大。因此径向积分双谱的相位可以作为一种目标分类的有效手段。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1本文研究的背景和意义

1.2国内外研究的历史和现状

1.3本文的主要工作

第二章高阶统计量理论基础

2.1引言

2.2累量

2.2.1累量的定义

2.2.2累量的性质

2.3高阶谱

2.3.1高阶谱的定义

2.3.2高阶谱的性质

2.4双谱估计算法

2.5本章小结

第三章基于高阶统计量的特征提取

3.1引言

3.2弹性目标的共振散射现象

3.3基于谱增益的特征提取

3.4基于高阶统计量的相位信息的特征提取

3.4.1基本概念和原理

3.4.2仿真分析

3.5本章小节

第四章试验数据处理

4.1引言

4.2实验方案介绍

4.3自由场中弹性柱体目标的散射特性

4.4基于谱增益的数据处理

4.5基于径向积分双谱的数据处理

4.6本章小节

第五章全文总结

致谢

参考文献