基于混沌振子的微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)是一門新興的學(xué)科，主要研究強(qiáng)噪聲背景下的微弱信號(hào)檢測(cè)的原理與方法，微弱信號(hào)廣泛存在于很多領(lǐng)域中，如機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、雷達(dá)信號(hào)識(shí)別、醫(yī)學(xué)信號(hào)處理等，微弱信號(hào)的檢測(cè)也成為這些領(lǐng)域首要解決的問題。微弱信號(hào)檢測(cè)的目的是把微弱信號(hào)從噪聲中檢測(cè)和提取出來，是一門綜合技術(shù)和尖端技術(shù)，是現(xiàn)代信號(hào)檢測(cè)處理領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。
　　做為非線性科學(xué)的一個(gè)主要分支，混沌理論的興起和發(fā)展為微弱信號(hào)檢測(cè)提供了新的檢測(cè)方法和思路?；煦缯褡邮?/p>

2、一種能夠表現(xiàn)典型混沌現(xiàn)象的非線性系統(tǒng)，如Duffing振子、Lorenz振子和Birkhoff-shaw振子等。由于混沌振子系統(tǒng)的相軌跡變化對(duì)周期信號(hào)具有敏感而對(duì)噪聲免疫特性，因此當(dāng)淹沒于噪聲中的微弱周期信號(hào)經(jīng)過混沌振子系統(tǒng)以后就可以把有用信號(hào)從噪聲中識(shí)別和恢復(fù)出來。
　　利用混沌振子檢測(cè)微弱信號(hào)的主要工作有兩個(gè)方面，一是研究具體檢測(cè)方法，二是尋求新型的檢測(cè)振子模型以擴(kuò)展混沌振子檢測(cè)的應(yīng)用范圍。本文就這兩方面展開研究，首先從 Bi

3、rkhoff-shaw振子檢測(cè)正弦周期信號(hào)出發(fā)，研究了Birkhoff-shaw檢測(cè)周期信號(hào)的可行性；其次初步研究了Birkhoff-shaw振子檢測(cè)周期信號(hào)的具體方法，分別從正弦信號(hào)，方波信號(hào)，脈沖信號(hào)和混合信號(hào)幾個(gè)方面做了研究，并在檢測(cè)性能方面與Duffing振子做了比較分析。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　1．在總結(jié)現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，運(yùn)用Melnikov分析方法和Lyapunov指數(shù)相結(jié)合的方法，尋找混沌振子系

4、統(tǒng)的混沌閾值和系統(tǒng)由混沌狀態(tài)向周期運(yùn)動(dòng)過度狀態(tài)的閾值，實(shí)驗(yàn)仿真證明該方法要比單獨(dú)用一種方法更精確，為混沌振子用于微弱正弦周期信號(hào)檢測(cè)提供了理論依據(jù)。
　　2．研究運(yùn)用Birkhoff-shaw振子檢測(cè)微弱正弦周期信號(hào)的具體方法。改進(jìn)一種檢測(cè)已知信號(hào)頻率條件下檢測(cè)信號(hào)幅值的方法，實(shí)驗(yàn)仿真證明該方法比原有的方法更簡單實(shí)用，并且檢測(cè)效果也比較理想。在總結(jié)Birkhoff-shaw振子系統(tǒng)輸出分量的基礎(chǔ)上，得到一種檢測(cè)未知信號(hào)參數(shù)時(shí)頻率和

5、幅值的檢測(cè)方法，并經(jīng)過實(shí)驗(yàn)分析證明檢測(cè)方法檢測(cè)微弱正弦周期信號(hào)的可行性和有效性，并與 Duffing振子做比較分析，結(jié)果說明Birkhoff-shaw振子在檢測(cè)正弦信號(hào)方面的優(yōu)勢(shì)。
　　3．初步研究了Birkhoff-shaw振子系統(tǒng)在一般微弱周期信號(hào)檢測(cè)中的運(yùn)用，通過對(duì)方波信號(hào)、脈沖信號(hào)和一般疊加信號(hào)的研究，證明了Birkhoff-shaw振子用于一般周期信號(hào)檢測(cè)的可行性和有效性。
　　4．通過對(duì)一種微弱變頻信號(hào)的檢測(cè)說明