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海洋环境下LFM信号滤波问题的研究具有重要的实际意义,也是水声信号处理领域研究的热点问题之一。本论文围绕海洋环境下LFM信号的滤波展开研究,在分析了目前常用的小波变换及分数阶傅里叶变换滤波方法的基础上,将结合二者诸多优点的分数阶小波变换方法应用于LFM信号的滤波问题。在算法实现的基础上,利用仿真信号模型及声纳海上实测信号对噪声和混响背景两种情况下的LFM信号数据进行了处理,通过结果分析及三种滤波方法的性能比较,验证了分数阶小波变换时频分析方法在该技术领域的可行性及有效性,证明了方法较强的实践应用价值。论文工作主要从以下几个方面展开:1、介绍了小波变换、分数阶傅里叶变换时频分析方法的物理意义、基本性质及其在信号滤波处理中的算法实现。研究了分数阶小波变换的定义、性质以及可行的工程算法。从理论分析和算法实现角度说明了将分数阶小波变换应用于海洋环境中LFM信号滤波问题的有效性及可实现性。2、利用MATLAB编程软件实现了基于小波变换、分数阶傅里叶变换以及分数阶小波变换的信号滤波算法,可以用于海洋环境下LFM信号的滤波处理。3、将LFM信号分单分量、多几何亮点、多周期、多分量几种形态进行分析,讨论其形成机理及信号特点,实现了海洋噪声背景以及海洋混响背景两种情况下几种形式LFM信号的数据仿真。为研究混响背景下LFM信号滤波问题,实现了基于Middleton统计模型的海洋混响信号仿真。仿真数据的生成,为算法的验证及效能分析奠定了基础。4、在理论分析与模型仿真的基础上,进行了基于小波变换、分数阶傅里叶变换以及分数阶小波变换的单分量、多几何亮点、多周期及多分量LFM信号滤波算法的数据处理,验证了算法的正确性并取得了比较满意的结果。5、对不同形态LFM仿真信号和实测声纳信号采用以上三种算法进行了滤波处理及性能分析,分析结果表明,分数阶傅里叶变换与分数阶小波变换方法的滤波性能明显优于小波变换,但对比FRWT与FRFT,二者性能则有好有坏。出现这一状况的原因可能受限于小波算法,相信随着理论与实践研究的逐步深入,通过进一步改进与优化FRWT算法相关理论以及小波算法,FRWT的优势会更加突出,分数阶小波变换方法应用于LFM信号滤波将会得到更好的效果。虽然本文中FRWT方法所体现出的优势并不明显,但已经在LFM信号滤波问题中显示出了其优异的性能,体现了分数阶小波变换在LFM信号滤波中的可行性及广阔的应用前景,本文的工作为后续的研究奠定了基础。