基于隨機(jī)共振的高噪聲背景下微弱信號(hào)的檢測(cè)與研究.pdf

1、在實(shí)際工程應(yīng)用中，待測(cè)信號(hào)常常會(huì)被高噪聲或一些干擾信號(hào)所淹沒(méi)，嚴(yán)重地影響了有用信號(hào)的準(zhǔn)確測(cè)量和系統(tǒng)的正常工作，因此在高噪聲背景中準(zhǔn)確地檢測(cè)提取出被測(cè)微弱信號(hào)，已成為信號(hào)檢測(cè)領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。傳統(tǒng)的微弱信號(hào)檢測(cè)方法主要是通過(guò)抑制噪聲來(lái)檢測(cè)被測(cè)微弱信號(hào)，但往往在去除噪聲的同時(shí)，也對(duì)淹沒(méi)在噪聲中的微弱信號(hào)產(chǎn)生不利影響，而隨機(jī)共振則恰恰相反，它是利用噪聲來(lái)檢測(cè)微弱信號(hào)，將噪聲的能量轉(zhuǎn)化為被測(cè)微弱信號(hào)能量，以此來(lái)增大被測(cè)信號(hào)的信噪比，便于

2、從噪聲中檢測(cè)出來(lái)有用信號(hào)。隨機(jī)共振最早是用于解釋地球的冷暖氣候交替現(xiàn)象提出的，是利用非線(xiàn)性系統(tǒng),在噪聲和輸入信號(hào)協(xié)同的作用下,發(fā)生類(lèi)似力學(xué)中的共振現(xiàn)象,達(dá)到增強(qiáng)微弱信號(hào)的目的,是近年來(lái)隨著統(tǒng)計(jì)物理理論和非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)的突飛猛進(jìn)而出現(xiàn)的一種用于微弱信號(hào)檢測(cè)的新方法。
　　本文以隨機(jī)共振原理為理論基礎(chǔ)，以隨機(jī)共振在高噪聲背景下微弱信號(hào)的檢測(cè)為目的，系統(tǒng)地研究了非線(xiàn)性雙穩(wěn)態(tài)隨機(jī)共振系統(tǒng)與噪聲、微弱信號(hào)之間的關(guān)系，針對(duì)隨機(jī)共振在實(shí)際應(yīng)用中，

3、因絕熱近似條件的約束，存在被測(cè)微弱信號(hào)不易被檢測(cè)的問(wèn)題，采用了多尺度隨機(jī)共振變換的檢測(cè)方法，運(yùn)用頻譜分析，深入細(xì)致地研究了單頻信號(hào)和多頻信號(hào)條件下的隨機(jī)共振現(xiàn)象以及高噪聲背景下的小參數(shù)微弱信號(hào)和大參數(shù)信號(hào)的檢測(cè)。本文研究?jī)?nèi)容包括：
　　首先，介紹了隨機(jī)共振理論的發(fā)展經(jīng)歷、研究現(xiàn)狀以及在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，簡(jiǎn)述了微弱信號(hào)檢測(cè)的特點(diǎn)和現(xiàn)有的方法，深入探討了隨機(jī)共振檢測(cè)微弱信號(hào)的方法，闡述了一些雙穩(wěn)隨機(jī)共振的經(jīng)典理論和常用的度量方法。

4、r>　　其次，以具有雙勢(shì)阱性質(zhì)的典型模型朗之萬(wàn)方程為研究對(duì)象，介紹了隨機(jī)共振包含的三個(gè)必不可缺的要素，研究了微弱信號(hào)幅值、噪聲強(qiáng)度、非線(xiàn)性雙穩(wěn)系統(tǒng)參數(shù)和微弱信號(hào)頻率對(duì)非線(xiàn)性雙穩(wěn)隨機(jī)共振的影響以及產(chǎn)生隨機(jī)共振效應(yīng)的條件。
　　然后，針對(duì)從高噪聲背景中檢測(cè)多頻大參數(shù)微弱信號(hào)的問(wèn)題，采用了基于多尺度隨機(jī)共振變換的檢測(cè)方法，對(duì)含噪輸入信號(hào)經(jīng)小波變換分解為不同尺度頻率的信號(hào)成分后，通過(guò)引入歸一化變換來(lái)調(diào)節(jié)各尺度信號(hào)成分的大小，再將不同尺度的