Page 54 - 《应用声学》2021年第4期

538 1.0 2021 年 7 月

ᮠረϠࣀፐࠫϙ/Hz 0.8
0.6
0.4
0.2
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
ԍ᎖උΓ
(a) ᮠረϠࣀፐࠫϙˁԍ᎖උΓТጇ

ᄱࠫᮠረϠࣀ/% 0.10

0.05
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
ԍ᎖උΓ
(b) ᄱࠫᮠረϠࣀˁԍ᎖උΓТጇ
2.0
1.6
ಖюࣀ/Hz 1.2
0.8
0.4
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
ԍ᎖උΓ
(c) ಖюࣀˁԍ᎖උΓТጇ
图 5 频移偏差绝对值、相对频移偏差和标准差与压缩比例关系
Fig. 5 Relationship between absolute value of frequency shift deviation, relative frequency shift
deviation and standard deviation and compression ratio
内加入与信号频带相同带宽的噪声后，分别用两种 0.8
回波信号处理方法对回波信号进行处理。基于信号 0.6 ࣜᤰ᧔ನ
ԍ᎖ਖᅼ
采样方式不同，在信号采样数据率相同的条件下，即 ᄱࠫᮠረϠࣀ/% 0.4
使压缩感知压缩采样后的数据量与带通采样对回 0.2
波信号采样后数据量一致，分别利用压缩感知方法 0 0 5 10 15 20 25 30
和带通采样方法对不同信噪比条件下的回波信号 η٪උ/dB
(a) ᄱࠫᮠረϠࣀˁη٪උТጇ
进行处理。频移计算结果相对频移偏差与标准差如
10
图6所示。 8 ࣜᤰ᧔ನ
由图6看出，在0∼30 dB不同信噪比条件下，基 ಖюࣀ/Hz 6 ԍ᎖ਖᅼ
于压缩感知方法与带通采样方法处理宽带回波信 4
2
号在频移计算结果上有相似的规律，随着信噪比提 0
0 5 10 15 20 25 30
高，相对频移偏差与标准差逐渐降低，在达到一定信
η٪උ/dB
噪比后趋于稳定。整体来看，在低信噪比条件下，分 (b) ಖюࣀˁη٪උТጇ
别应用两种方法处理的回波信号相对频移偏差低
图 6 不同信噪比条件下相对频移偏差与标准差
于1%，应用压缩感知方法的相对频移偏差略小但差
Fig. 6 Relative frequency shift deviation and stan-
距不明显。在高信噪比条件下，分别应用两种方法
dard deviation under different SNR conditions
处理的回波信号相对频移偏差低于 0.1%，能够达到
较好测频效果。综合图 6 误差分析，在相同的仿真 综合以上实验分析，在不考虑波束开角、基于
条件下，分别应用压缩感知与带通采样两种方法对 复协方差法的点回波宽带测频模型下，应用压缩感
回波信号进行处理的频移计算结果无明显差异，两 知方法处理无噪声理想回波信号的相对频移偏差
种方法下测频效果相当。 小于 0.1%，可达到较理想测频效果。对具有噪声干