浅海多径信号倒谱分析介绍了使用倒谱对浅海多径信号进行分析的方法,仿真结果和理论计算的结果全都,仿真表明：单个倒谱图很好地反映出多径信号中不同的时延;倒谱瀑布图还反映出了声源位置的变化等一系列信息,因此倒谱法与传统相关法相比在一些状况下更有效.维普资讯20年增刊011声学与电子工程浙出增刊(0620)第4号9浅海多径信号倒谱分析李斯陈励军(东南高校信息科学与工程学院，南京，000)457擅要：介绍了使用倒谱对浅海多径信号进行分析的方法，仿真结果和理论计算的结果全都.仿真表明：单个倒谱图很好地反映出多径信号中不同的时延；倒谱瀑布图还反映出了声源位置的变化等一系列信息.因此倒谱法与传统相关法相比在一些状况下更有效.关键宇：倒谱；多径信号：时延海洋是一随时空而变的多径信道，假如不考虑媒质边界的影响，水声信号的传播条件主要由海水媒质的声速场的状况而定。声速场的参数又取决于海洋中每一点上的温度、盐度和压力值，海水物理场的时空变化导致声速场的相应变化。声速场的不匀称性和时空变性是水声信号起伏变化的缘由。影响声波传播的因素，除媒质本身之外，还有海面、海底对声波传播的影响。在分析水声信号时，通常视海水声速场为分层匀称媒质，而分层匀称媒质各层中声速不等，当声波经过各层边界时，声线1倒谱原理所谓倒谱其实质为对信号频谱进行傅里叶变换【-对功率谱()5l厂的对数值进行傅里叶逆变换，用c()f来表示功率谱(的倒谱，有：C()yv=F))()1倒谱分析有个很重要的特点，就是特别适用于解卷积，可用来分别出系统函数。假设一个系统的脉冲响应Mht,z(输AMxt,)z(则输出信号yt等)()轨迹发生弯曲，即所谓的声线折射现象。声线的轨于工，和(的卷积：.(),)迹向声速值较小的那一层弯曲。再加上海面、海底()2(=xf(f(f)))对声波信号的反射作用，使得到达接收点的声线不对其两边进行傅里叶正变换并取幅值平方，得到功止一束，而是若干束折射或媒质边界反射的声线。这种现象称为信号多径传播效应，简称多径效应I。率谱的关系式：故在实际条件下，到达接收点的信号与放射信号差别很大。,=∽∽∽I1日2()3多径信号中包含了大量的信息，几十年来对多径信号信息提取的讨论不断深化，不过大部分都是基于匹配滤波和相关的方法1。J这种方法受限于放射信号自相关函数的主瓣宽度(似于带宽的倒近数)假如带宽够宽，。则在较低信噪比下亦可获得较高估量精度，但要增加放射信号的带宽将给系统设计带来很大困难，特殊是对于水声信道，带宽严峻受限。虽然通过一系列的改进和其他方法的引入能两边取对数并进行傅里叶逆变换，得到：F{()l=n(4)F{(_+l-)Fn,)即IfI))H(()5()c().)f-,f+c(f由此可得出结论：输出倒谱是输入倒谱与系统脉冲响应函数倒谱之和。输入与系统的倒谱一般不够在肯定程度上弥补带宽的限制，但是会导致计算会重叠，能很便利的将输入与系统分别，若其中之为已知，则另一个就很简单求得.量大大增加、系统结构趋于简单或者引入新的问题，而且浅海声传播条件恶劣(尤其夏天)梯度分布复，2运用倒谱进行信号分析杂，声传播损失大，又增加了信息提取的困难I。4J一本文用倒谱的方法来对浅海多径信号进行分假设.)(、r(为同一信号源经过不同声程r)析。仿真表明，在某些状况下此方法要明显优于传统相关方法。在以下章节中，首先介绍了倒谱的原理，接着阐述了运用倒谱进行信号分析的基本原理，最终是仿真和结果分析以及结论。12到达接收点的信号。不考虑干扰状况下，它们有如下简洁关系：X2f=a(一『)()Xlf0()6