混沌振子在强噪声背景下正弦信号的检测研究

分析了基于Duffing方程形成的混沌振子的运动特性,阐述了利用混沌振子检测强噪声背景下正弦信号的原理：利用混沌振子对与策动力频率相近的正弦信号的敏感性,及对噪声和与策动力的频差较大的正弦信号的免疫性来检测淹没在强噪声中的正弦信号。给出了判断是否存在有用信号的方法,并用仿真实验验证了利用混沌振子检测微弱正弦信号的可行性和有效性。     

基于duffing方程组的微弱正弦信号参数检测

本文将非线性混沌振子用于微弱正弦信号检测,将深陷在噪声背景下的微弱正弦信号检测出来。基于Duffing振子的混沌运动,利用系统发生间歇混沌现象的频差条件和相位差对于系统特性的影响,采用混沌振子阵列实现对噪声背景下微弱信号的检测,提出了改进的频率、相位、幅值检测方法。     

基于Duffing振子的微弱正弦信号检测

通过对Duffing振子方程的数值计算,分析系统在平衡点处的稳定性和参数变化对系统的影响.研究结果表明:系统稳定状态最终会运动到2个焦点中的1个位置上;其策动力幅度变化对系统相图有很大的影响,合适参数作用下Duffing振子会处于临界混沌状态.在此基础上构造Duffing检测系统模型,利用系统相图的跃变特征,可以检测出强噪声背景下的微弱正弦信号.仿真结果表明该检测系统具有良好的抗噪声性能和较好的检测性能.     

基于频差控制的自适应频率检测研究

采用低阶Duffing混沌振子和高阶R(o)ssler混沌控制相结合,提出基于频差控制的微弱光电信号自适应频率检测的新方法,该方法通过对待检信号的频率与周期策动力频率之间频差的控制,实现了两种混沌振子之间的自适应选择,从而提高了检测精度和检测速度.该方法突破了以往Duffing方程检测信号频率需要使用较多混沌振子的局限,同时,也克服了高阶Rossler混沌控制检测方法中存在的检测速度慢的缺点,利用频差控制实现两种混沌振子的自适应选择,实现了微弱光电信号的频率检测.通过数值仿真和实验研究,验证了该方法的有效性.     

微弱直接序列扩频信号Duffing振子检测方法研究

Duffing系统对特定信号敏感及对噪声免疫的特性,使其在微弱信号检测中具有潜在应用。该文针对Duffing振子的分岔问题,通过对Duffing系统Feigenbaum行为的分析,导出了在微弱直接序列扩频信号检测中Duffing系统所表现出的间歇性混沌行为,提出了一种新的基于间歇性混沌行为的微弱直扩信号检测方法。通过仿真实验,验证了该方法的有效性。     

用混沌振子和Kalman滤波检测强分形噪声中的弱信号

针对强分形噪声中微弱信号难于检测这一问题,提出了小波域多尺度模糊自适应Kalman滤波和Duffing振子相结合的方法。先对淹没在强分形噪声中的信号进行多尺度小波变换,根据分形噪声信号小波系数的平稳性,建立状态方程和观测方程,用模糊自适应Kalman滤波,对每一尺度估计出分形信号,然后将估计信号与观测信号作差得误差信号,把误差信号送入Duffing振子,利用Duffing振子对噪声的免疫性,来检测微弱信号。也给出了Duffing振子的免疫性一种新的统计解释。仿真实验结果表明：该方法能在低信噪比和低信干比下有效地检测出淹没在强分形噪声中的微弱谐波信号。     

基于混沌振子的微弱信号测频研究

利用混沌振子来检测淹没在强噪声背景中的微弱信号,详细研究了Duffing振子检测微弱信号的原理和过程.基于混沌现象发生随模型参数变化的间歇性,提出了一种强背景噪声下的微弱信号频率的测量方法.     

基于新型Duffing振子的电网基波频率检测方法

提出一种基于新型Duffing振子的电力系统基波频率检测新方法,理论上分析该方法检测频率的误差范围,指出提高频率检测精度的途径。与传统Duffing振子相比,该新型Duffing振子具有2个显著特性:临界混沌幅值不会因激励频率和采样频率的变化而显著变化;有效避免了传统Duffing振子只能检测低频信号的局限性。将新型Duffing振子应用于电网基波频率的检测获得了良好的效果。仿真结果表明:新型Duffing振子不仅具有良好的噪声免疫特性,而且有效提高了电力系统基波频率的检测精度。     

变幅值系数的短时Duffing振子阵列检测方法

常规Duffing振子检测方法只能确定待测弱信号的有无及幅值大小,却无法给出其在时域上的分布信息,且待测信号包络有起伏时会引起Duffing振子系统的误判。针对上述问题,本文提出可变幅值系数的短时Duffing振子阵列检测方法。应用互模糊函数推导出随机振幅包络起伏信号通过短时处理可以降低包络起伏因素对Duffing振子检测性能的影响,对信号加时间窗的短时处理可以保证窗内信号近似平稳,并可同时获得待测信号在时域上的分布信息。为克服相图判别法定性分析的不足,降低待测信号与内置策动力合成的总策动力幅值小于跃变阈值时出现的漏报误判概率,提出可变幅值系数的Poincare映射集判别方法,给出了量化统计判别结果。仿真及实测水声信号检测结果表明,在-33 d B的低信噪比背景下仍可实现信号的检测判别。     

双Duffing振子逆向联合信号检测模型

针对Duffing振子信号检测系统存在的输入噪声对系统扰动的影响、目标信号与内策动力的相位同步以及系统输出运动状态判断3个关键性问题,分别提出了相应的解决方法。提出了一种基于临界阈值字典的逆向相变方法,根据临界阈值随噪声强度的单调性建立临界阈值字典,有效避免了低信噪比下输入噪声对系统的扰动。提出了一种双系统联合检测方法,解决了目标信号相位和内策动力相位不同步问题,并推导出了由于相位的不遍历性导致的虚惊概率。提出了一种基于输出相空间图形表征的系统运动状态判断方法,并进行了可行性的数学证明,实现了检测结果的低运算量、高精度的嵌入式表征。最终建立了适用于工程实际的低信噪比下Duffing振子信号检测模型,使得检测概率不变的前提下最低检测信噪比大幅度降低。     

基于混沌振子的微弱特征信号检测原理及应用

介绍了利用混沌振子检测微弱特征信号的原理和实现方法。实验表明该方法能够在信噪比相当低的情况下检测出微弱的特征信号,并用滚动轴承上测取的振动信号验证了该方法的可行性。     

高阶混沌振子的微弱信号频率检测新方法

采用高阶Rossler混沌振子及比例微分控制方法相结合,将含有待检信号的Rossler混沌振子从混沌态控制到周期态,然后利用谱分析的方法检测待检信号的频率.该方法突破了以往Duffing方程检测信号频率需要使用较多振子的局限,利用比例微分控制理论将Rossler系统控制到稳定的周期态,从而提取待检信号的频率,较大提高了检测精度和检测稳定性.通过数值仿真,验证了该方法的有效性.     

多重自相关函数在微弱正弦信号检测中的应用

研究了一种用于微弱正弦信号检测的新方法,该方法利用了正弦函数的特殊性质,在信号未知的情况下,通过多次自相关运算成功的检测出埋没于强大噪声中的微弱正弦信号．分别讨论了多重自相关法在白噪声背景下、有色噪声背景下,单一正弦信号、多个正弦信号等情况的检测效果,并给出了具体的仿真结果,此方法在频率测量中具有极高的准确性;在幅度测量上,精度略低,但通过多次测量取平均值,仍可达到预期的精度．与以往的弱信号时域处理方法比较,多重自相关检测方法具有理论推导简单、物理意义明确等特点,应用前景广泛。     

混沌干扰背景下的正弦频率估计新方法

提出一种基于单变量驱动误差滤波反馈混沌同步的强混沌背景下正弦参数估计的方法。该方法利用采样的混合信号(混沌加白噪声和正弦)通过某一类型滤波器,用滤波后信号驱动一新构建的同类响应混沌系统,若混沌同步发生,则驱动响应信号的误差序列中应含有正弦成分,对误差序列采用互谱MUSIC算法估计正弦频率。该方法适于强混沌信号加强白噪声为背景的正弦参数估计。仿真实验表明,该方法简单有效。     

自相关级联混沌振子法实现随相弱正弦信号的检测

为了全面考查混沌振子系统的检测能力,改善系统的检测性能并实现随机相位微弱正弦信号的检测,通过Monte-Carlo仿真得到了系统的检测性能,提出了自相关与混沌振子相结合的检测方法.首先对接收信号进行自相关,故意失掉相位信息并抑制部分噪声,从而使自相关结果即送入混沌振子的信号变为了信噪比得到增强的0初相正弦信号,采用一个方程就可实现检测.避免了方程组的方法,不仅降低了检测的复杂度,也提高了检测性能,Monte-Carlo仿真证明了联合检测系统提高了对微弱信号的检测能力.     

对动目标检测雷达的正弦波调频干扰

提出一种针对动目标检测和成像雷达的正弦调频干扰产生模型,将接收到的雷达发射信号进行正弦波频率调制,再与假的动目标模板信号进行卷积后转发．假目标回波附加的正弦频率调制使得两个通道间信号的差异增大,相关性降低．当动目标回波功率与干扰功率比在区间［-16dB,-12dB］时,检测到的动目标方位向坐标和距离维速度估计出现较大误差,形成欺骗干扰．当动目标回波功率与干扰功率比小于-16dB时,大功率干扰信号的存在抬高了恒虚警检测门限,降低了检测概率,出现遮盖性干扰．仿真试验证明该方法干扰效果明显,且简单易实现．