舰船噪声识别(Ⅰ)──总体框架、线谱分析和提取

本系列文章的工作是在舰船噪声谱图的基础上，利用模糊神经网络对舰船进行分类识别。文章Ⅰ叙述了舰船噪声的谱特征由可分离的平稳谱和非平稳谱组成，介绍了既利用有效识别特征（有类别共性和异性的特征）又对特定舰船特征作专门记忆的工作路线及识别框架，对特定舰船的记忆具体体现在特定舰船特征模库一包含有线谱模板库、双重频率谱模板库和平均功率谱模板库。文章Ⅰ又具体讨论了特征提取和建立线谱模板时所碰到的理论、模型、分析参数及线谱提取方法，舰船噪声实际情况和理论之间的差异等问题。文章最后介绍了用机器自动提取线谱的一种方法。系列文章Ⅱ将讨论线谱稳定性、唯一性和线谱模板图；文章Ⅲ将讨论双重谱和平均功率谱的特征提取和模板建立；文章Ⅳ将讨论模糊神经网络和识别。     

舰船噪声识别(Ⅱ)──线谱稳定性和唯一性

本系列文章的工作是在舰船噪声谱图的基础上,利用模糊神经网络对舰船进行分类识别．本文是系列文章的第二篇,研究如何用线谱模板来记忆特定舰船的稳定线谱特征和涉及的一些问题．首先调查线谱分析参数──平均时间、平均次数对线谱稳定出现的影响,比较了两个不同平均次数对线谱稳定出现的影响,稳定线谱（出现率＞70%）和不稳定线谱的比例,说明了利用稳定线谱作识别时需作长时间的平均．研究了利用稳定线谱建立舰船线谱特征模库时所用的统计方法,稳定性的限定和有关参数的定义．在43条舰船65种情况1000多个样本（原始记录时间总长约为3．5小时）中调查了线谱稳定性和稳定线谱的唯一性,调查结果说明唯一性在统计意义下成立,其平均重叠率为5％,无稳定线谱的舰船占8％．对于线谱数量丰富程度的特征,不存在甲类舰船线谱丰富,而乙类舰船线谱不丰富的规律．     

舰船噪声识别(Ⅳ)──模糊神经网络识别

本系列文章的工作是在舰船噪声谱图的基础上,利用模糊神经网络对舰船进行分类识别。本文是系列文章的第四篇,研究模糊神经网络用于识别分类．选用了多层前馈神经网络和BP学习算法,推导了学习过程中模糊器参数的调整公式,最后给出1049个样本（41条舰船,63种工况,原始记录长约3．5小时）的识别分类结果,识别正确率大于92％。     

船辐射噪声高阶谱分析和标记图

实验数据揭示了一些舰船辐射噪声通过在频带上连续排列的窄带滤波器组后，各频道中的幅度调制很相似，这是舰船噪声的一个很有应用前景的目标特性。文章还研究了用高阶谱高阶统计的信号处理工具来提取和保留幅度周期调制的相位信息，并给出了计算机模拟结果，实际船噪声结果和具体提取方法。利用这些相位信息和双谱的幅度信息可以重建周期调制信号，并称这个重建波形为这条船的标记图。最后调查了三条船的标记图与本船及不同船的实际幅度调制之间的互相关系数，本船的互相关系数要比不同船的互相关系数大许多。     

双强度调制偏振光谱测量原理及仿真

针对单强度调制偏振光谱测量技术存在混叠且有效光程差有限的缺点,提出双强度调制偏振光谱测量新方法,该方法通过双强度调制干涉信号的和差处理,即保证单强度调制偏振光谱测量的优点,又能有效消除混叠现象,提高有效光程差和光谱分辨率,再对和差处理后的干涉信号进行傅里叶变换即可得到被测偏振光谱。文章对双强度调制偏振光谱测量方法进行了理论推导,并通过MATLAB对模拟入射光偏振光谱的干涉信号和傅里叶反演光谱进行仿真;仿真结果显示,该方法和差处理后可有效消除混叠且有效光程差提高一倍。通过理论分析和仿真验证了该方法的可行性,为进一步的工程实现提供理论支撑。     

单光子和双光子电磁诱导透明谱的相干调制

采用一束相干外场作用在倒Y模型原子的基态与另外状态构成的跃迁上,实现对单光子和双光子电磁诱导透明谱的调制。经研究发现相干外场对单光子和双光子的吸收性质有类似的影响效果。由于相干外场的作用,吸收谱的共振点附近出现吸收峰将原单重透明谱分裂为双重透明谱。诱导的吸收峰的高度和透明谱的频谱宽度与相干外场的强度有密切关系。并用缀饰态理论解释了这些物理现象。这些研究对多通道光通信以及对原子光学性质的调控方面有积极意义。     

单光子和双光子电磁诱导透明谱的相干调制

采用一束相干外场作用在倒Y模型原子的基态与另外状态构成的跃迁上,实现对单光子和双光子电磁诱导透明谱的调制.经研究发现相干外场对单光子和双光子的吸收性质有类似的影响效果.由于相干外场的作用,吸收谱的共振点附近出现吸收峰将原单重透明谱分裂为双重透明谱.诱导的吸收峰的高度和透明谱的频谱宽度与相干外场的强度有密切关系.并用缀饰态理论解释了这些物理现象.这些研究对多通道光通信以及对原子光学性质的调控方面有积极意义.     

水声波导中包络线谱强度数值预报

为了预报声呐远距离检测包络线谱的性能,本文分析在辐射噪声传播过程中包络线谱强度衰减的原因及提出在水声波导中包络线谱强度的数值预报方法。依据周期性局部平稳过程对舰船辐射噪声建模,推导出无噪声干扰及有噪声干扰下的包络线谱强度的数学表达式,获得了包络线谱强度传播衰减的规律,在水声波导中包络线谱声级传播规律与平稳谱一致,但包络线谱高出连续谱的强度的衰减取决于随信噪比变化的调幅深度修正因子。包络线谱强度数值预报方法如下:先利用传播衰减的数值方法例如用简正波方法波数积分方法PE方法等求出平稳辐射噪声的传播衰减,再求信噪比,最后依据调幅深度修正因子获得包络线谱强度降低的分贝数,预报出在水声波导中任意一点包络线谱信号高度。该理论和数值预报方法具有创新性,实用,简单,适合工程应用。      

InAs/GaAs表面量子点的压电调制反射光谱研究

运用压电调制反射光谱(PzR)方法测量了在以GaAs(311)B为衬底的In_0.35Ga_0.65As模板上生长的InAs表面量子点结构的反射谱.在77K温度下，观察到了来自样品各个组成结构(包括表面量子点本身、被覆盖层覆盖的量子点、In_0.35Ga_0.65As模板以及GaAs衬底等)的调制信号.来自表面量子点本身的调制信号是多个清晰的调制峰.用一阶和三阶微分洛伦兹线形对PzR谱中对应结构的实验数据进行了拟合，精确确定了与样品的各个组成结构相对应的调制峰的能量位置.对不同样品PzR谱的差异进行了定性的说明. 关键词： 压电调制光谱 InAs/GaAs 表面量子点 洛伦兹线形拟合     

舰船螺旋桨轴频估计中线谱要素提取算法

舰船辐射噪声DEMON谱(调制解调谱)线谱要素提取是舰船螺旋桨轴频估计中的关键步骤。现有的线谱提取技术主要用于功率谱线谱检测,侧重于线谱频率的确定,不能满足舰船螺旋桨轴频估计需求。本文根据DEMON谱线谱的特点及人工提取线谱的过程,设计了一种新的线谱要素提取算法,改进了谱峰筛选技术,将多时刻的DEMON线谱基于最大似然估计和谱峰序列相似度加以融合决策,最终确定了线谱频率和幅值(峰值)及边界。通过实际数据验证,此线谱要素提取算法更适用于螺旋桨轴频估计,可提高轴频估计的准确率。     

按辐射噪声平均功率谱形状识别船舶目标

本文介绍根据辐射噪声的平均功率谱的形状识别两种不同型号的船舶目标的方法。通过给船舶辐射噪声的自相关函数及功率谱密度函数以“Ecs”噪声的模型,并对这种噪声模型进行详尽的分析,找到了为数很少的有效识别特征。利用平均功率谱的最大值位置M和归一化平均功率谱级的二阶中心矩m_2作为识别特征,采用分段线性分类器的“M-m_2平面分割法”对两种不同型号船舶目标的正确识别率达到92％。本文说明,根据辐射噪声的平均功率谱级曲线的形状来识别不同类型的船舶目标的方法是有效的。与通常采用的相关分类法、距离分类法、加权距离分类法等几种方法相比,本文提出的M-m_2平面分割法的性能是优越的。     

基于高阶谱的舰船辐射噪声特征提取

在对现有舰船辐射噪声信号分布研究的基础上,使用可抑制高斯噪声的高阶谱（双谱和三谱）对其特征进行了分析。分析结果表明,不同类的舰船,其主频范围有其固定的区域。Ｉ类船其主频一般在１２０Ｈｚ以下,Ⅱ类船一般在１３０～３２０Ｈｚ之间。对于双谱图,不同的ω１与ω２的关系,其频谱特征有所不同,对于三谱也有同样的结果。本文中双僧取ω１＝ω２,三谱取ω１＝ω２＝ω３两种关系,以它们最大谱值对应的ω１以及Ｂ（ω１,ω２）中极大值所对应的ω１、ω２组成特征向量．     

一种重构辐射噪声调制谱的方法

在进行辐射噪声信号的仿真研究中,希望利用经滤波、特征提取等处理所得到的反映目标特性的线谱、连续谱、调制谱来重构辐射噪声,以便于研究辐射噪声在声场中的传播特性。本文提出了利用迭代算法估算调制深度谱的算法,给出了时域辐射噪声的重构模型,以实测数据的调制谱为出发点,来重构其时域信号,并对重构前后的调制谱进行了误差分析,取得了较好的效果。     

液芯光纤中基于多线抽运调制的带宽可控平顶布里渊增益谱

提出在CS₂/CCl₄混合介质液芯光纤中利用多线抽运调制 技术实现带宽可控平顶布里渊增益谱的方法, 理论研究了抽运光谱线间距、谱线强度和芯液介质混合比对布里渊增益谱的影响, 得到了带宽可控平顶增益谱的条件. 结果表明, 采用一个强度或相位调制器, 基于单频和多频调制技术产生2–9条抽运光谱线, 通过控制谱线间距和各谱线强度比, 并改变CS₂体积分数, 获得了增益带宽在50 MHz–2 GHz 范围内可控的平顶增益谱. 该方法操作简便、带宽调控范围大, 可用于高增益低畸变布里渊放大, 满足微弱光信号探测和慢光系统的应用需求. 关键词： 受激布里渊散射 布里渊增益谱 多线抽运调制 液芯光纤     

噪声和振动谱中线谱的提取和连续谱平滑

本文介绍一种在数字化功率谱上识别谱峰和平滑连续谱的算法。它适用于在噪声或振动谱上提取线谱特征和压缩数据量,是利用谱特征进行模式识别的有效预处理手段。这个算法的核心是在充分考虑谱的形状特点的基础上发展起来的谱峰识别逻辑。在一些实际应用中,这种方法已经取得了良好的效果。文章中给出了有关的应用实例。     

舰船噪声节奏的研究(Ⅱ)——自相关函数及节奏信息的提取

在前一篇文章的基础上,本文计算了叠加型调制的功率谱密度以及各种调制类型的自相关函数,与实验结果符合良好。研究结果表明,从舰船辐射噪声调制包络的功率谱密度和自相关函数中可以提取与舰船各种物理属性有关的丰富的节奏信息,同时探讨了提取这些节奏信息的有效方法。     

浅海环境中矢量水听器角度谱特性

为探明远场舰船噪声和近场平台噪声声能流相互作用的机制对矢量水听器角度谱特性的影响,基于简正波矢量场理论,构建舰船平台噪声声场模型,获得与海上实验结果相符的声能流角度谱特性,声能流方向均随频率变化。对远场舰船噪声声能流和近场平台噪声声能流相互作用进行仿真,两者声能流强度的此消彼长使角度谱出现4种条纹,与海上实验获得的角度谱特性一致,导致目标方位估计出现误差,且不同频带上的结果不一致。说明两个声能流相互作用时,影响合成能流角度谱特性的主要因素是两者的声压级之差,为浅海中同时存在多个声源时的目标方位估计提供参考。      

舰船噪声节奏的研究(Ⅰ)——数学模型及功率谱密度

本文分析了舰船辐射噪声中节奏的物理根源,指出了常见的节奏类型。将噪声调制包络作为有相同形状、相等重复周期、随机幅度,具有成组结构的脉冲性随机过程处理,计算了各种调制类型的功率谱密度,与实验结果比较,得到了很好的一致性。     

用反射椭圆偏振光谱获得波长调制反射谱

文章分析了波长调制反射谱的实质是静态介电函数对能量的一级微商谱．将ＭＯＣＶＤ方法生长的ＧａＩｎＰ以及掺Ｓｉ两个样品，用椭偏光谱法测量得到可见光区的介电函数谱，并求其一级微商谱．将用于分析电反射谱的三点法推广用来分析介电函数的一级微商谱，得到波长调制反射谱的实验结果，并与介电函数谱的结果加以比较，使灵敏度和分辨率有很大提高．     

可调谐激光二极管吸收光谱系统信号分析及谱线畸变校正技术研究

利用可调谐激光二极管吸收光谱技术进行气体检测时,波长调制伴随的光强幅度调制,会使解调出的谐波谱线发生畸变.在傅里叶分析的基础上对可调谐激光二极管吸收光谱任意调制幅度的波长调制光谱信号进行了分析,给出了光强幅度调制引起吸收谱线畸变的理论解释.提出了在波长调制过程中进行旧步平抑幅度调制的方法来消除谱线畸变,设计了实验方案并...