基于模型匹配的舰船螺旋桨噪声特征精细分析

在双螺旋桨舰船噪声包络建模的基础上,研究了双桨目标调制谱谐波族特征的结构问题,并对海试中发现的"伪桨"现象进行了分析,从理论上解释了谐波族结构发生畸变的原因。进一步采用模型基特征提取技术,研究了基于模型匹配的舰船螺旋桨噪声特征精细分析方法,提取了舰船噪声包络波形精细结构特征。海试信号分析表明,舰船螺旋桨噪声特征精细分析有助于提取更多的螺旋桨物理特征及周期性调制信息,进而提高舰船目标的识别率。      

遗传算法优化变分模态分解提取舰船辐射噪声特征线谱方法

特征线谱提取是舰船目标识别的一个重要研究环节,常采用传统的DEMON谱分析方法,处理过程中,一般对舰船噪声时域信号未予抑噪,低信噪比情况下,传统DEMON谱分析性能差。对此,提出一种采用遗传算法优化变分模态分解方法,用于分解舰船噪声原时域信号,获得抑制噪声后的舰船噪声重构信号,进而有效提取了舰船目标噪声幅度调制特征线谱。该方法首先采用遗传算法优化变分模态分解的两个关键输入参数(分解所取模态个数和惩罚因子),对变分模态分解得到的各阶固有模态分量加以判别,去除噪声主导分量,保留信号主导分量,使重构舰船噪声信号显著抑制了干扰噪声,然后对降噪后的重构信号进行频谱分析,获得目标噪声调制特征线谱。理论分析、仿真和实验数据处理结果表明,相比传统DEMON谱分析法,基于遗传算法优化变分模态分解的舰船噪声特征线谱提取方法具有更好的噪声抑制能力,所获取的舰船噪声幅度调制特征线谱信噪比明显高于传统DEMON方法,具有一定优势,前景良好。     

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。     

舰船辐射噪声的动态识别

以舰船辐射噪声的包络谱分析为基础,讨论了舰船包络谱的特点和提取的方法。据此提出了一种新的目标识别方法。该方法能有效提高舰船噪声识别系统的识别准确率,还可同时获得有关目标舰船的重要运动要素。     

改善船舰噪声听觉辨识的特征注入法

为提高声纳员对舰船噪声的听测识别水平,本文提出了特征注入法及其实现方法。该方法通过对指定子带重构、子带加权重构和特征子带注入法三个核心环节的建模仿真,对船舰噪声进行重构,进而对重构后的舰船噪声进行听测识别和谱分析,并根据分析结果对重构方案进一步优化调整。结果表明,采用合理重构方案的特征注入法能有效改善人耳的听测辨识效果。     

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。     

基于小波变换的多尺度图像融合增强算法

为解决原始单源图像缺乏多尺度细节信息和图像融合后出现的噪声问题,提出了一种基于小波变换的多尺度图像融合增强算法,根据不同频率子带分量采用不同融合规则的思想,对高频子带提出了三种融合方法,同时构建了一种新颖的多尺度残差金字塔空间并将其参与融合过程,以减少融合噪声.多种小波分解和对比实验结果表明,提出的小波多尺度融合增强算...     

多波段前视红外图像融合的海面杂乱背景平滑方法

为了有效地克服单波段前视红外图像中存在的点状杂波、条状波浪以及局部高亮区域等随机杂乱背景的影响,开展了基于多波段前视红外图像融合的海面杂乱背景平滑方法的研究。充分利用多波段前视红外图像之间的互补性和差异性,通过融合多波段红外图像的信息,旨在平滑抑制海面杂乱背景并保持舰船目标的特征信息,为舰船目标检测提供一幅优质的图像。首先利用离散小波变换将多波段源图像分解为低频子带和高频子带,其中,高频子带主要包含了图像中背景以及舰船目标的细节信息,低频子带主要包含了图像的亮度以及对比度信息;对于高频子带,在基于高频系数取绝对值最大法得到高频融合图像后,计算每个像素的区域能量来对高频融合图像进行调制以抑制图像背景的细节信息而保留舰船目标的细节信息;对于低频子带,通过平均法融合低频子带并利用导向滤波对低频融合图像进行平滑滤波处理;最后对高频融合图像和低频融合图像进行小波逆变换得到的重构图像即为融合图像。对实际采集的多波段前视红外图像进行仿真实验,将该方法与双边滤波、导向滤波、梯度最小化、相对全变分、双边纹理滤波和滚动滤波共6种图像平滑滤波方法进行对比。结果表明:所提出的方法通过有效地融合多波段图像的信息,将空间域的平滑处理转换到频率域中进行,能够很好地平滑海面随机杂乱背景并较好地保持舰船目标的结构、灰度以及对比度信息,大大增强了舰船目标的可分离性,其图像平滑性能优于作为对比的6种方法。     

参数未知的舰船辐射噪声检测方法

舰船辐射噪声的检测方法已有广泛研究,其中线谱特征是检测的重要依据。基于线谱特征的舰船辐射噪声检测方法常需要线谱数目、频率等参数作为检测的先验信息,这些信息不准确或无法确知时,检测方法的性能会受到显著影响。针对实际应用中对于未知舰船无法获得其参数信息的情况,研究基于连续谱谱峰特征的更为一般性的信号存在性检测方法。将窄带信号瞬时频率分析的思想扩展到舰船辐射噪声这类宽带信号,从信号频率与能量分布的角度推导得到宽带信号"瞬时频率"的近似表示式。构建宽带信号的瞬时频率检测器,并对其性能进行理论分析,结果表明该检测器的性能主要受舰船辐射噪声瞬时频率方差以及接收信噪比影响。通过计算机仿真和实际数据对算法的性能进行了验证。     

参数未知的舰船辐射噪声检测方法

舰船辐射噪声的检测方法已有广泛研究,其中线谱特征是检测的重要依据。基于线谱特征的舰船辐射噪声检测方法常需要线谱数目、频率等参数作为检测的先验信息,这些信息不准确或无法确知时,检测方法的性能会受到显著影响。针对实际应用中对于未知舰船无法获得其参数信息的情况,研究基于连续谱谱峰特征的更为一般性的信号存在性检测方法。将窄带信号瞬时频率分析的思想扩展到舰船辐射噪声这类宽带信号,从信号频率与能量分布的角度推导得到宽带信号"瞬时频率"的近似表示式。构建宽带信号的瞬时频率检测器,并对其性能进行理论分析,结果表明该检测器的性能主要受舰船辐射噪声瞬时频率方差以及接收信噪比影响。通过计算机仿真和实际数据对算法的性能进行了验证。      

Acoustic ship signature measurements by cross-correlation method

Cross-correlation methods were applied for the estimation of the power spectral density and modulation spectrum of underwater noise generated by moving vessels. The cross-correlation of the signal from two hydrophones allows the separation of vessel acoustic signatures in a busy estuary. Experimental data recorded in the Hudson River are used for demonstration that cross-correlation method measured the same ship noise and ship noise modulation spectra as conventional methods. The cross-correlation method was then applied for the separation of the acoustic signatures of two ships present simultaneously. Presented methods can be useful for ship traffic monitoring and small ship classification, even in noisy harbor environments.     

一种从辐射噪声中提取调制谱的方法

在水下航行器的辐射噪声中,螺旋桨节拍对航行器的宽带辐射噪声存在着明显的振幅调制,调制频率与航行器螺旋桨的转速有关。该特征可用于估计航行器的速度及目标分类与识别。本文利用子波变换原理,从实测的航行器辐射噪声中提取了它的调制谱,并据此对螺旋桨转速进行了估计,计算机仿真结果与实测的螺旋桨的转速具有良好的一致性。     

The spatiotemporal evolution of sinusoidal phase modulated laser and its competitions with noise perturbed laser during small-scale self-focusing

Smoothing by spectral dispersion (SSD) is employed to smooth the laser irradiation in inertial confinement fusion and its effectiveness can be affected by nonlinear effects because of some special modulation of itself. In the paper, the spatial evolution dependent on the time period of the sinusoidal phase modulated laser from SSD is investigated theoretically and numerically when the modulated laser is affected by the small-scale self-focusing(SSSF). Although the effects of SSSF for SSD's modulation and noise can be eliminated by temporal average, the time-dependent modulation intensity of laser with SSD or noise will increased quickly. The results show that the low-frequency spatial modulation from SSD sometimes can affect beam quality bigger than the small-scale noise because of its controlled small initial amplitude. The simulation results agree with the theoretical analysis.     

微腔半导体激光器的两种新调制方法

本文提出微腔半导体激光器的两种新调制方法:自发发射寿命调制和光子寿命调制。小信号近似分析的数值模拟结果表明,这两种调制方法的调制带宽大于同参数下的电流调制的带宽。     

基于超结构光纤光栅的全光编解码性能分析

分析了光码分多址(OCDMA)系统中超结构光纤光栅(SSFBG)编解码器的相关特性, 考虑了输入脉冲宽度、SSFBG编解码光栅之间的波长偏移以及光栅的折射率调制振幅对全光编解码性能的影响。结果表明, 随着输入脉冲宽度和编解码光栅之间的波长偏移量的增加, 自相关峰值旁瓣比和自互相关峰值比下降, 即编解码性能出现下降; 编解码器的插入损耗和相关性能间存在矛盾, 需要折中考虑SSFBG折射率调制振幅的选取。建立了基于SSFBG编解码器的时域相位编码OCDMA系统的数学模型, 考虑了差拍噪声、多址干扰、接收机噪声以及接收机的带宽限制对系统性能的影响, 采用全光阈值技术和turbo编码来提高相干扩时OCDMA的系统性能。     

面向天基引力波探测的时间延迟干涉技术

时间延迟干涉技术(Time-delay?Interferometry,TDI)对中国引力波探测项目及其它天基激光精密测量任务具有重要的参考价值.在天基引力波探测任务中,需利用激光干涉仪对无拖曳检验质量块间实现十皮米量级的位移测量精度.其中,激光源频率噪声和时钟频率噪声是两项主要噪声.在欧洲主导的LISA(Laser?I...     

非线性相位噪声对DQPSK调制系统性能影响研究

为了研究非线性相位噪声对差分正交相移键控（DQPSK）调制系统性能的影响,在理论推导非线性相位噪声数学模型的基础上,通过固定接收端信噪比不变,仿真分析了40Gb/s速率时DQPSK调制系统误码率随输入信噪比的变化情况。结果表明:与二进制差分相移键控（DPSK）调制相比,DQPSK调制对非线性相位噪声的影响更为敏感,当非线性效应较大时,非线性相位噪声将使系统误码率显著增大,严重影响系统通信质量。因此,当采用DQPSK调制时,必须考虑非线性相位噪声对系统性能的影响。     

未来聚变工程实验堆真空室壳体成型模拟与实验研究

参照ITER真空室成型工艺,对未来聚变堆真空室壳体各分片进行成型数值模拟,探索成型温度、脱模温度对成型工件减薄量、回弹量和残余应力的影响。并通过成型实验对数值模拟结果进行了检验,二者结果一致,所用数值模型可用于后续模具设计。     

Predicted effects of sensorineural hearing loss on across-fiber envelope coding in the auditory nerve

Cross-channel envelope correlations are hypothesized to influence speech intelligibility, particularly in adverse conditions. Acoustic analyses suggest speech envelope correlations differ for syllabic and phonemic ranges of modulation frequency. The influence of cochlear filtering was examined here by predicting cross-channel envelope correlations in different speech modulation ranges for normal and impaired auditory-nerve (AN) responses. Neural cross-correlation coefficients quantified across-fiber envelope coding in syllabic (0-5 Hz), phonemic (5-64 Hz), and periodicity (64-300 Hz) modulation ranges. Spike trains were generated from a physiologically based AN model. Correlations were also computed using the model with selective hair-cell damage. Neural predictions revealed that envelope cross-correlation decreased with increased characteristic-frequency separation for all modulation ranges (with greater syllabic-envelope correlation than phonemic or periodicity). Syllabic envelope was highly correlated across many spectral channels, whereas phonemic and periodicity envelopes were correlated mainly between adjacent channels. Outer-hair-cell impairment increased the degree of cross-channel correlation for phonemic and periodicity ranges for speech in quiet and in noise, thereby reducing the number of independent neural information channels for envelope coding. In contrast, outer-hair-cell impairment was predicted to decrease cross-channel correlation for syllabic envelopes in noise, which may partially account for the reduced ability of hearing-impaired listeners to segregate speech in complex backgrounds.     

三角波调制对谐振微光学陀螺偏置稳定性的影响

谐振式微光学陀螺是一种新型的惯性传感仪器,与传统的机械陀螺与其他光学陀螺相比具有很多理论上的优势。通过分析抑制载波和提高信噪比,深入地研究了三角波调制频率和幅度对谐振式微光学陀螺偏置稳定性的影响。通过理论计算和仿真分析,考虑得到更好的载波抑制效果,调制幅度应选为15.44 V;考虑提高信噪比,调制频率应设为1 MHz。搭建了谐振式微光学陀螺系统,实验测试结果与理论分析吻合较好。此外,采用优化的调制参数,陀螺的偏置稳定性由0.39 ()/s提高到0.18 ()/s(10 s积分时间)。研究结果表明:选择优化的调制三角波参数可以将陀螺偏置稳定性提高一倍,对于其他调制方案,如正弦波相位调制方案,同样可以通过分析载波抑制和信噪比优化调制参数,改善陀螺偏置稳定性。