水声目标特征分析与识别技术
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水声目标信号的主要声源及目标特征
水中目标辐射噪声及特征
水中目标的辐射噪声组成复杂，是舰艇中多种噪声源与其所处的水介质共同作用后产生的物理现象。水中目标主要辐射噪声源包括：推进器、转动和往复式机械、各种泵等。它们产生噪声的机理各不相同，因此辐射噪声的特征也比较复杂，主要包括机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声等。目标的机械噪声、螺旋桨噪声和目标空间行为状态对应的噪声变化是水中目标辐射噪声信号的主要特征来源。
机械噪声特征及提取
机械噪声是指舰船上各种机械的振动源激励水中船体，并通过船体向水中辐射而形成的水下噪声，是舰船辐射噪声在低频段的主要成分。机械噪声的声源多且复杂，而宽带信号叠加窄带信号的信号形式很容易受到环境、多目标干扰以及海洋信道影响，甄选出可以远距离传播以及具有物理机理支持的特征具有现实意义。
壳体振动引起的辐射噪声与目标尺寸、材料、形状相关，表现为功率谱上的低频线谱成分，可采用基于薄壳振动及模态分解理论的壳体振动模型进行分析。目标的瞬态信号有撞击产生的冲击振动信号，也有因设备间歇性运行带来的脉冲式信号，可采用弹簧衰减器系统线性叠加的多模态振动模型进行分析。壳体振动信号和目标瞬态信号等与目标平台属性和运动状态相关联，是良好的分类识别特征。
水中目标推进噪声特征
螺旋桨是水中运动目标的常见推进器，螺旋桨噪声是由水中旋转的螺旋桨激励并辐射的噪声，包含了螺旋桨的转速和叶片数等信息。虽然水声目标并非按照螺旋桨的特征来分类，但是不同类型目标的螺旋桨参数和工况往往存在明显差异。因此，螺旋桨相关特征是进行目标区分的重要判据。
螺旋桨噪声是一种宽带辐射噪声，非均匀流场中桨叶旋转又对螺旋桨噪声进行了周期调制，使螺旋桨噪声信号的包络幅度产生周期起伏。螺旋桨噪声的产生与螺旋桨结构和航行中空化状态密切相关。通过对螺旋桨噪声信号的包络分析可以获取螺旋桨转速和螺旋桨叶片数等信息。
目标的空间及行为特征
在水声环境中，目标的运动状态和空间位置也是目标分类识别的重要特征。目标的深度位置、航速、各种工况及其变化状态都会反映在目标辐射噪声的变化中。
目标的方位距离信息包含在声呐阵列的时空采样数据中，通过阵列处理可解算出目标空间位置参数。浅海信道的多路径效应或者不同的简正波模式叠加有时会在功率谱上产生类梳状的结构，使得运动目标的辐射噪声信号 LOFAR 谱产生强弱分明的干涉条纹，包含了不同深度运动目标时空信息。