船舶噪声信号常用解调方法分析

当载 频 中含有 ２个 频率 叫 与 时 ， 号可 表示 为 。 信
（ ）一 Ａ （ － ｓｎ， ） Ｃ Ｓ ０ ４ Ｃ Ｓ １ ） ￡ １４ ｒ ｉ ｔ （ Ｏ ｔ ｏ － Ｏ ￡ （ ） ３
对 ｚ （）取绝 对值 ， 并将 ｌ Ｏ 叫 ｔ Ｃ Ｓ ｔ】 Ｓ 。 ＋ Ｏ Ｃ 进行 傅里 叶级数 展开 ， 得
船 舶 噪 声信 号 常 用 解 调 方法 分 析
陈 姑 ，陈益 明 ，王 顺 杰
（ ．海 军潜艇 学院 ，山东 青 岛 ２ ６ ４ ； ．９ ３ ０部 队司令部 ，山 东 青 岛 ２ ６ ０ ） １ ６０４ ２ ２ ３ ６ １ ２
摘 要 ：为 了加深对 绝对值 解调 以及 Ｈｉ ｅｔ ｌ ｒ 变换 这 ２ 解调 方法 的认识 ， ｂ 种 对含 有 ２ 载频 个 信号 （ 而可推 广到 宽频 ） ２ 解调 方法 进行 了较深 层 的理 论研 究 ， Ｄ ＭＯＮ 分 析用 从 的 种 将 Ｅ
变换 等口 。对于 单频信 号 （ ］ 即窄带 信号 ） 理论 与实 验证 明 ， ｌｅｔ ， Ｈｉ ｒ 变换 在求取 信号包 络 时 ， 以表 现 出较 好 ｂ 可 的性 能［ ， ４ 且优 于其 它 ２种 解调方 法 ； 于 宽频信 号 ， ］ 对 目前还 未讨论 过这几 种方 法 的解 调效 果 ， 没有 明确 地 更
第 ２ ７卷 第 ３期
２０ １ ２年 ９月
青 岛大学学报 （ 程技术版 ） 工 Ｊ ＵＲ Ａ ＦＱＩ Ｇ Ａ ＮＩ Ｅ ＳＴ （ Ｏ Ｎ Ｌ Ｏ Ｎ Ｄ Ｏ Ｕ Ｖ Ｒ Ｉ Ｙ Ｅ＆Ｔ ）
Ｖ ｏｌ ２ ＮＯ． ＿７ ３
Ｓｅ ． ２ ０ ｐ １ ２
文 章编 号 ：１ ０ ０ ６—９ ９ （ ０ ２ ０ ７ ８ ２ １ ） ３—０ ６ —０ ０２ ５
给 出其数 学表 达形 式 ， 少相应 的理 论支撑 ， 缺 理论 研究 略 显不 足 。然 而在 实 际应用 中 ， 舶辐 射 噪声 的调 制 船
信号 均 为宽带信 号 ］ 因此 ， ， 有必要 对绝 对值 解调及 Ｈｉ ｅｔ ｌ ｒ 变换 ２种 方法做 更 深层 的研 究 。基 于此 ， 文 ｂ 本
Ｉ （）ｌ ￡ 一 ｚ
丁 ｃ
＋ ｍｃ ｓ 。
７Fra Baidu bibliotek ｒ
＋ ｃ ｓ ｔ ｏ２ｃ ＋ ｏ
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Ｃ Ｓｎ一 ２Ｊ￡ Ｏ（ （ ＋ ￡ ）
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Ｃ Ｓａ ２ ） ＋ … 一 Ｏ（ ９＋ ｃ ｔ ｏ
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ｓｎ ｎ ￡ ｉ
由于包络 中仅 含有 ｎ一 项低 频成 分 ， 因此 只要 截止 频率 Ｆ 满足 ＜ Ｆ ｒ ２ ＜ 一 ， 即可得 到包络 ， 此 时 对滤波 器 的性能 有一定 要求 。
考 虑调 制信 号模 型为
３ （ ）一 Ａ （ ２ｆ １＋ ｍ ｓｎ ｔ Ｃ Ｓｃｔ ｉ ） Ｏ ｏ （） １
式 中 ， 为信 号 的幅值 ； 为调制 度 ， 足 ： Ａ ｍ 满 ０＜ ｍ ＜ １ ｃ为载频 ， ； ｏ ｎ为调 制频率 。
当载频 为单 频信 号时 ， 对信 号取绝 对值 后再进 行低 通滤波 ， 得其 包 络为ｌ ３
６ ３
Ａ １ ｓ ｆ０ １ ｓｕ＋ｎｃｓｍ ＋口ｃ ｔ （十ｍ ｉＯ ）ａ ＋口ｃ （ ｎ ｒ 百 ￡ ２ ｒ ３ ｓ ｗ ＋…） ｏ ２ ｏ ｏ３ 一
＋ 等 ＋ ｒ＋ Ａｉｎ ∞￡ 垒ｉｎ 垒ｉ Ａ。ｏ 等 （＋ ） 等 ｓ（一 ） ｎ ｎ ｔ ＿ ｎ ＋ ｎ ＋
首 次理论 推导 了多频信号 （ 主要 含 ２个载 频 ） 的解调 方法 ， 明了 ２种 方法 的解 调机 理 ， 阐 比较 了 ２种 方法 的优 劣， 并依 据船舶 辐射 噪声 模型对 信号 进行仿 真 验证 ， 验证 结果 与理论 相 吻合 。 其
１ 信 号 的 解 调
１ １ 绝 对 值 低 通 解 调 ．
收 稿 日期 ： ０ ２—０ —２ ２１ ３ １
作 者简 介 ： 陈 赭 （９ ７ ）男 ， 士 研 究 生 ， 要研 究 方 向为 水 声 目标识 别 。 １８ 一 ， 硕 主
第 ３期
陈 晶 ， ： 舶 噪声信 号 常用解 调方 法分 析 等 船
Ｉ （）Ｉ Ａ（ ＋ ｒｓ ￡ Ｏ ｏ ＋ ＣＳＯ ｔ『 ｆ — １ ｏ ｉ ｎ ）Ｉ Ｓ ｔ Ｏ １ 一 Ｃ ）
论 相吻合 。
关键词 ： 带信 号 ；绝对值 解调 ；Ｈｉ ｅｔ 宽 ｌ ｒ 变换 解调 ； 真 ｂ 仿
中 图 分 类 号 ：ＴＮ９ １ ７ ：ＴＮ７ ３ １ ．２ ６ 文 献 标 识 码 ：Ａ
目前 ， 映船舶 辐射 噪声节 奏信 息的主 要方法 是调 制谱 特征分 析 ， Ｄ ＭＯＮ 谱分 析 ， 反 即 Ｅ 而信 号解 调 制是 Ｄ ＭＯＮ 分析 中 的重要组 成部 分 ］ Ｅ 。信 号 的解调方 法 主要有 绝 对值 低通 解 调 ， 方 低 通解 调 以及 Ｈｉ ｅｔ 平 ｌ ｒ ｂ
于对 仿真 信号 进行频 谱分 析 ， 估计仿 真信 号 中的谐 波 成分 ， 而 比较 不 同方 法 的差 异 。 并 进 理论 分 析及仿 真结果 表 明 ， 一 定 条件 下 ， 论 是 单频 信 号 还 是 多频 信 号 ， Ｈｉ ｅｔ 在 无 其 ｌ ｒ 变 ｂ 换都 明显优于 绝对值 解调 方法 ， 但是 所含 载频越 多 ， 条件就 越苛刻 。本 文的实 验结果 与理
ｎ Ａｃ ｓ ２ ＋ ２ ２ ｏ ａ ｍＡ ｓｎ ＋ ２ｏ ｔ ｉ（ ￣） ＋ ｓｎ ｎ ～ ２ ｔ … ｉ（ ｗ） ＋
’
式中， ∞为 两载频 。与 ∞ 的最大 公 约数 ， 一 ２ ／ Ｔ为 ｌ Ｏ ｏ ＋ Ｃ Ｓ ｕｔｌ １ Ｔ￣ ７ ｒ ＳＯｔ Ｏ （ 的周 期 ， ｃｓ ｕｔ ｃ ｓ ｔ Ｃ Ｃ １ 是 ｏ （ 与 ｏ １ 。 周期 的最 小公 倍数 ；。为常数 ， 大小 与 ｃ ， ， 有 关 ， ａ 且 ｏ ｃ 。 ｏ 即