鱼雷是一种能够自动搜索、跟踪、命中并毁伤目标的水中兵器,其声自导能力是决定鱼雷攻击性能的关键。本文采用小波变换和分数阶傅里叶变换对鱼雷声自导中的信号降噪、被动目标特征提取、主动目标检测等问题进行探讨和研究。论文的主要研究工作如下:(1)研究了鱼雷声自导信号的小波阈值降噪方法。首先比较了三种小波降噪方法的优缺点,深入研究了小波阈值降噪方法原理,然后在此基础上,讨论了声自导信号小波阈值降噪方法中各个参数的选取问题,通过大量仿真实验,总结了声自导信号小波阈值降噪中小波基、分解层数、阈值、阈值函数的选取原则。(2)改进了基于小波变换的被动声自导DEMON谱提取方法。在深入分析舰船辐射噪声的特性和产生机理的基础上,将小波变换应用到经典的DEMON谱提取中,提出了一种基于复解析小波变换的包络提取方法,该方法能够灵活地选取被动声自导信号中调制强的频段,估计出调制信号的中心频率和带宽。声自导信号的带宽较窄,为了充分利用各个频带信息,采用小波包变换将信号分成多个频带处理,并进行DEMON谱融合。实测数据的处理结果表明,该方法相比传统上直接进行全频带处理的方法效果更好。(3)改进了被动声自导信号的小波能量特征提取方法,研究了被动声自导信号的小波多分辨能量分形特征问题。针对使用传统离散小波变换进行特征提取出现的平移敏感性问题,将双树复小波变换应用到被动声自导信号的小波能量特征提取中,改进方法提取的小波能量特征更加稳定,基本不随信号的时移发生变化。另结合小波多分辨分析和分形理论,提出了一种广义分形维,并得到了实测数据的小波多分辨能量分形特征,实测数据处理结果显示该能量分形特征是有效的。(4)利用分数阶傅里叶变换改进了主动声自导中的线性调频信号检测方法。本文充分利用分数阶傅里叶变换处理线性调频信号的优势,将其引入到线性调频信号的检测中。仿真结果表明,在回波信号具有较大多普勒频偏,拷贝相关器无法工作时,该方法仍然能够检测到相应的相关峰。