矢量传感器瞬态信号方位估计：希尔伯特-黄变换的新应用

"基于HHT的矢量传感器瞬态信号方位估计 (2008年) - 工程技术论文" 本文主要探讨了如何利用希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform, HHT)结合矢量信号处理来解决瞬态水声信号的方位估计问题。传统的信号处理方法在处理这类信号时往往遇到困难，因为瞬态信号具有短暂的存在时间和快速变化的特性。 希尔伯特-黄变换是一种非线性、自适应的数据分析工具，特别适合处理非线性、非平稳信号。它由经验模式分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)和希尔伯特变换两部分组成，能够将复杂信号分解成一系列内在模态函数(IMF)，并提取出信号的瞬态信息和频率成分。 在水声领域，矢量传感器可以同时记录信号的幅度和相位信息，提供更丰富的信号特征。通过结合HHT，研究者提出了矢量希尔伯特-黄变换(VECTOR-HHT)的概念，用于获取信号的瞬态信息，并且在矢量信号处理的基础上提出了矢量瞬时方位估计(Velocity Instantaneous Azimuth Estimation, VIAE)的理论。这种方法旨在利用信号的宽带特性进行方位估计，从而提高方位估计的精度和实时性。 在VIAE中，矢量传感器捕获的信号经过HHT分解后，可以分别对每个IMF进行方位估计，然后整合这些信息得到最终的瞬时方位估计。这种方法的优势在于，它能动态适应信号的变化，尤其是在处理瞬态信号时，表现出了优于传统方法的性能。 为了验证新理论的有效性，文章进行了海上试验。试验结果表明，基于HHT的矢量传感器瞬态信号方位估计方法在处理瞬态信号和单矢量传感器的目标方位估计上，相比于常规方法，无论是精度还是处理速度都有显著提升。这表明该方法在水声通信、海洋环境监测以及军事应用等领域具有广阔的应用前景。 关键词：希尔伯特-黄变换，矢量信号处理，瞬时方位估计 中图分类号：TB566 文献标识码：A 文章编号：1006-7043(2008)03-0256-05 该论文提出了一种创新的信号处理方法，将HHT与矢量信号处理相结合，解决了水声领域中瞬态信号方位估计的难题，提高了处理效果，对于水声工程领域的发展具有重要意义。