电子科技论文:
远程遥控的水声信号检测技术对于国防建设也起到了极为重要的作用。远程遥控水声信号作为水下声信号检测的高端技术,其中与水声信道特性和信号发射机制相关联的内容性能分析和技术参数。对远程遥控信号的检测实质上是一种关于频域确知的信号检测,从水声通信的角度来看,声信号在水声信道传输的过程使得海洋的环境噪声,人为干扰和传播的介质的吸收,发散,形成了声线的汇集和焦散,因此接受换能器输入信号时域波动极其复杂,信噪比较低,信号容易被噪声背景所淹没。
一、多径条件下水声信道的衰落特性分析
二、远程遥控的水声信号的平均化处理
在海洋活动中,由于受到传播媒介和其他内在的影响,远程遥控水声信号在到达接受接收机时,信噪比已经处于较低的状态,且还有信号波形的严重畸变的现象发生。一般表现为接受信号的包络有起伏,发生时间和频率的弥散[2]。
(一)滑动平均处理
滑动平均处理能够使接受到的信号包络变得相对平滑。由数字信号处理的一般情况,使用滑动平均处理来平滑采样数据。这样就能使被处理信号的高频分量在一定程度上衰减。这种放方法的处理量较小,所以能够实现及时处理。
(二)改进的滑平处理
其实在实际工程操作中,为了缩短处理时间,节约贮存空间,一般会采用改进的滑平方式来处理平滑滤波的问题。使信号通过一个呈现低通特性的滤波器,使用滤波器比一般的平滑处理能更好的衰减较高平率的噪声干扰。可以看出想要的得到的平滑效果。与一般的平滑滤波一样,在采样时采用的频率越高,得到的效果越理想。
(三)工程应用折衷方案
在实际工程的操作中,一般的采样频率是信号频率的1.5倍,采用这种平滑程度的采样频率的前提是要满足奈奎斯特采样定律,采样频率越高效果越理想,如此单频信号的频率远离1/2采样频率处,对高频噪声的衰减对单频信号产生的影响不会很大。虽然如此,但此采样系统的要求过高,在实际操作过程中使得数据量增加,对数字信号处理系统的造成很大的压力。这时就需要采用一种折衷的方法来解决问题,在信号采样阶段,尽可能采用高频的样品。(信号频率10倍以上),通过这个数据序列改进成为平滑滤波后,在对此序列时域进行等间隔抽取。一方面保证数字信号处理数据量不变,一方面可使得原始数据系列得到效果较好的平滑滤波[3]。
(四)累加平均
累加平均是指将受到的周期重复信号做N次重复测量,然后将每次的测量结果加在一起后在平均,使用平均结果作为测量的最终结果。但此操作方法要求严格,(1)在操作时要抑制随机噪声,(2)在接收信号中提取的需是周期重复的信号结果。若是要求不严格,接收水声信号能够满足第一个条件。但是要满足第二个条件,就必须要用到同步触发信号,这样才能保证每次的测量的结果都是精确的重复信号的分量。这一点在实际工程的操作时是不能完全保证的,且累加平均需要采用大量的数据,操作时间过长,这会导致工程的延期,因此是不被允许的。累加平均和平滑滤波相同,只能用于抑制高频分量,对于低频的成分,一般情况下作用效果不明显。但这种方法能够削弱接收信号作为随机信号,在测量时会带来统计变异性影响。
三、结论
由于水声信号的多径传播难以避免信号的频率选择性衰落,信道的是变形特征会导致频率弥散现象。解决这些问题的方法就是采用分集技术来处理。
信号预处理技术(包括高速采样、平滑和抽取技术),可以有效的减少信号受到的高频率噪声的影响,接受机的检测性能在一定程度上得到提高。信号在频域的恒虚警检测实际上采用了利用自适应的噪声门限。依据噪声在频域上的幅值起伏会造成“边缘效应”的情况,检测概率会受到影响,所以克服频率漂移是提高信号检测概率的前提条件。
简化算法的高阶段累计法检测信号,在一定信噪比下,能够达到比周期图法更好的抑制噪声的效果,但此方法的缺点在于,在信噪比较低的时候,算法简化和噪声的复杂特性会导致检测性能不能正常运行,影响工程质量。
参考文献:
[1]程刚,刘东,邹士新.水中远程遥控装置检测系统技术参数分析[J].探测与控制学报,2009(03).
[2]杨杰,卢凌,陆济湘.海杂波概率密度分布函数分析方法的研究[J].武汉交通科技大学学报,2010(01).
[3]程刚,张锋国,丁珊珊.水中远程遥控装置发射系统技术参数分析[J].探测与控制学报,2009(01).
[作者简介]何亚平(1967-),男,贵州理工学院,副教授,研究方向:电气信息技术。
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