[发明专利]一种迭代补偿的目标辐射噪声数据模拟方法及系统

权利要求书

1.一种迭代补偿的目标辐射噪声数据模拟方法，所述方法包括：

在处理频带内，根据待模拟的目标辐射噪声谱结构对功率谱归一化处理后的噪声数据进行谱结构修正，得到目标辐射噪声模拟数据；

对目标辐射噪声模拟数据先后进行多次发射并分别接收，采用每次接收后的数据对当前发射的目标辐射噪声模拟数据进行补偿，经过多次迭代补偿得到与待模拟的目标辐射噪声谱结构一致的目标辐射噪声数据；

所述方法具体包括：

步骤1)在处理频带内，依据待模拟的目标辐射噪声谱SL(f)的形状，计算目标辐射噪声模拟数据的谱滤波器H(f),f＝1,…,f_s，H(f)的单位为dB，f表示频域；

H(f)＝[0,…,0,SL(f_l),SL(f_l+1),…,SL(f_h),0,…,0,SL(f_s-f_h+1),SL(f_s-f_h+2),…,SL(f_s-f_l+1),0,…,0]

其中，SL(f)的单位为dB，f_l,f_h分别为SL(f)连续谱起止频率，f_s为系统采样频率；

步骤2)由白噪声发生器生成随机噪声数据noise(t)，对noise(t)进行功率谱归一化处理，得到目标辐射噪声模拟数据基准数据consig(t)为：

其中，std(·)为标准差求取函数；

步骤3)对目标辐射噪声模拟数据基准数据consig(t)进行时频变换，得到对应的频域数据fconsig(f),f＝1,…,f_s；

fconsig(f)＝FFT[consig(t)]

其中，FFT[·]为快速傅里叶变换函数；

步骤4)通过谱滤波器H(f)对目标辐射噪声模拟数据的频域数据fconsig(f)进行谱结构修正，得到谱修正后的目标辐射噪声模拟数据频域数据mfconsig(f)为：

步骤5)对mfconsig(f)进行时频逆变换，再取实部，得到目标辐射噪声模拟数据mfconsig(t)为：

mfconsig(t)＝IFFT(mfconsig(f))

其中，IFFT[·]为快速傅里叶逆变换函数；

步骤6)对目标辐射噪声模拟数据mfconsig(t)进行标准差归一化处理，得到功率为0的目标辐射噪声模拟数据targetsig₀(t)为：

步骤7)根据目标辐射噪声模拟数据总声源SL_output对targetsig₀(t)进行幅度补偿处理，得到信号源输出的目标辐射噪声模拟数据targetsig(t)为：

其中，SL_norm为单峰1V信号对应系统输出信号声源级；

步骤8)设置补偿滤波器H₀(f),f＝1,…,f_s为：

H₀(f)＝[0,…,0,0,0,…,0,0,…,0,0,0,…,0,0,…,0]；

步骤9)在与发射换能器固定距离处布放标准水听器，采集标准水听器接收的数据作为样本数据sig(t)；

步骤10)对样本数据sig(t)进行时频变换，得到样本数据的频域数据fsig(f),f＝1,…,f_s：

fsig(f)＝FFT[sig(t)]；

步骤11)采用样本数据的频域数据fsig(f),f＝1,…,f_s和目标辐射噪声模拟数据频域数据mfconsig(f)，计算补偿滤波器H₀(f),f＝1,…,f_s，H₀(f)的单位为dB，满足下式：

其中，lg(·)表示以10为底取对数；

步骤12)采用补偿滤波器H₀(f),f＝1,…,f_s对目标辐射噪声模拟数据频域数据mfconsig(f)进行谱结构补偿，得到本次谱补偿后的目标辐射噪声模拟数据频域数据mfconsig1(f)为：

步骤13)对mfconsig1(f)进行时频逆变换，并取实部，得到目标辐射噪声模拟数据的时域数据mfconsig1(t)为：

mfconsig1(t)＝IFFT(mfconsig1(f))；

步骤14)对目标辐射噪声模拟数据的时域数据mfconsig1(t)进行标准差归一化处理，得到功率为0的等目标辐射噪声模拟数据targetsig1₀(t)为：

步骤15)根据目标辐射噪声模拟数据总声源SL_output对targetsig1₀(t)进行幅度补偿处理，得到信号源输出的目标辐射噪声模拟数据targetsig1(t)为：

其中，SL_norm为单峰1V信号对应系统输出信号声源级；

步骤16)重复执行步骤9)至步骤15)，得到本次迭代补偿后的目标辐射噪声模拟数据targetsig1(t)；

步骤17)比较targetsig1(t)的谱结构与所需模拟的目标辐射噪声谱SL(f)结构是否一致；如果不一致，继续进行步骤16)，直至两者结构一致。

2.一种迭代补偿的目标辐射噪声数据模拟系统，其特征在于，所述系统包括：谱结构修正模块、迭代输出模块和补偿模块；其中，

所述谱结构修正模块，用于在处理频带内，根据待模拟的目标辐射噪声谱结构对功率谱归一化处理后的噪声数据进行谱结构修正，得到目标辐射噪声模拟数据；

所述迭代输出模块，用于多次调用补偿模块进行迭代补偿，直至得到与待模拟的目标辐射噪声谱结构一致的目标辐射噪声数据；

所述补偿模块，用于对目标辐射噪声模拟数据进行发射并接收，采用接收后的数据对当前发射的目标辐射噪声模拟数据进行补偿；

所述谱结构修正模块的具体处理过程包括：

在处理频带内，依据待模拟的目标辐射噪声谱SL(f)的形状，计算目标辐射噪声模拟数据的谱滤波器H(f),f＝1,…,f_s，H(f)的单位为dB，f表示频域；

H(f)＝[0,…,0,SL(f_l),SL(f_l+1),…,SL(f_h),0,…,0,SL(f_s-f_h+1),SL(f_s-f_h+2),…,SL(f_s-f_l+1),0,…,0]

其中，SL(f)的单位为dB，f_l,f_h分别为SL(f)连续谱起止频率，f_s为系统采样频率；

由白噪声发生器生成随机噪声数据noise(t)，对noiset(t)进行功率谱归一化处理，得到目标辐射噪声模拟数据基准数据consig(t)为：

其中，std(·)为标准差求取函数；

对目标辐射噪声模拟数据基准数据consig(t)进行时频变换，得到对应的频域数据fconsig(f),f＝1,…,f_s；

fconsig(f)＝FFT[consig(t)]

其中，FFT[·]为快速傅里叶变换函数；

通过谱滤波器H(f)对目标辐射噪声模拟数据的频域数据fconsig(f)进行谱结构修正，得到谱修正后的目标辐射噪声模拟数据频域数据mfconsig(f)为：

对mfconsig(f)进行时频逆变换，再取实部，得到目标辐射噪声模拟数据mfconsig(t)为：

mfconsig(t)＝IFFT(mfconsig(f))

其中，IFFT[·]为快速傅里叶逆变换函数；

所述补偿模块的具体处理过程包括：

对目标辐射噪声模拟数据mfconsig(t)进行标准差归一化处理，得到功率为0的目标辐射噪声模拟数据targetsig₀(t)为：

根据目标辐射噪声模拟数据总声源SL_output对targetsig₀(t)进行幅度补偿处理，得到信号源输出的目标辐射噪声模拟数据targetsig(t)为：

其中，SL_norm为单峰1V信号对应系统输出信号声源级；

设置补偿滤波器H₀(f),f＝1,…,f_s为：

H₀(f)＝[0,…,0,0,0,…,0,0,…,0,0,0,…,0,0,…,0]；

在与发射换能器固定距离处布放标准水听器，采集标准水听器接收的数据作为样本数据sig(t)；

对样本数据sig(t)进行时频变换，得到样本数据的频域数据fsig(f),f＝1,…,f_s：

fsig(f)＝FFT[sig(t)]；

采用样本数据的频域数据fsig(f),f＝1,…,f_s和目标辐射噪声模拟数据频域数据mfconsig(f)，计算补偿滤波器H₀(f),f＝1,…,f_s，H₀(f)的单位为dB，满足下式：

其中，lg(·)表示以10为底取对数；

采用补偿滤波器H₀(f),f＝1,…,f_s对目标辐射噪声模拟数据频域数据mfconsig(f)进行谱结构补偿，得到本次谱补偿后的目标辐射噪声模拟数据频域数据mfconsig1(f)为：

对mfconsig1(f)进行时频逆变换，并取实部，得到目标辐射噪声模拟数据的时域数据mfconsig1(t)为：

mfconsig1(t)＝IFFT(mfconsig1(f))；

对目标辐射噪声模拟数据的时域数据mfconsig1(t)进行标准差归一化处理，得到功率为0的等目标辐射噪声模拟数据targetsig1₀(t)为：

根据目标辐射噪声模拟数据总声源SL_output对targetsig1₀(t)进行幅度补偿处理，得到信号源输出的目标辐射噪声模拟数据targetsig1(t)为：

其中，SL_norm为单峰1V信号对应系统输出信号声源级；

所述迭代输出模块的具体处理过程包括：

比较本次补偿模块输出的目标辐射噪声模拟数据targetsig1(t)的谱结构与待模拟的目标辐射噪声谱SL(f)结构是否一致；如果不一致，调用补偿模块继续进行迭代补偿处理，直至targetsig1(t)与SL(f)结构一致。