基于混合系统的微弱信号检测方法研究

在电子信息、电力控制、通信、生物学等领域,都不同程度地需要进行微弱信号检测,为了提取强噪声背景下的微弱信号的幅值和频率,通过对混沌系统的Duffing方程动力学特性的分析,利用该系统对周期信号的敏感性和对噪声的免疫性,构建了多重相关和混沌振子相结合的微弱信号检测系统,并对具有代表性的微弱正弦信号进行了仿真检测;仿真实验表明:该系统可以对未知纳伏级的正弦信号幅值和频率进行有效的提取,并可达到较高的精度,同时也可进一步提高对低信噪比信号的检测能力.     

Duffing振子检测微弱正弦信号的普遍性研究

分析了Duffing振子的特性,研究了Duffing振子在微弱正弦信号检测中的应用。结合理论分析和大量的仿真试验,表明了Duffing振子检测微弱正弦信号的可行性。最后提出了一种利用Duffing振子检测微弱周期信号的方法,该方法在信号检测方面具有广泛的应用前景。     

基于Duffing振子的微弱正弦信号检测研究与仿真

在分析由Duffing振子构成的非线性系统运动特性的基础上,提出了一种新的测定相位和幅值的方法.该方法减小了由于频率的测定误差和噪声对阈值的影响而导致的相位和幅值的测定误差.在Matlab环境下进行了仿真,结果表明:Duf-ring振子可以检测信噪比为-68.451 dB的微弱正弦信号;测定的频率、相位和幅值都有较高的精度;过程简单,便于工程应用.     

改进的Duffing振子逆相变弱信号检测

针对传统Duffing振子检测系统在正向相变时容易受过渡带影响并且噪声对检测系统也会产生影响的问题,提出融合高阶累积量和Duffing振子的逆相变混沌检测方法。该方法首先利用Lyapunov指数方法计算检测系统的临界阈值 γ_d,令检测系统的周期策动力为 γ_d,其次对待检信号通过计算其高阶累积量进行预处理,能够降低噪声功率,并得到谐波信号的幅度变化规律;然后,将经过预处理的待检信号输入至检测系统,利用Lyapunov指数得到在逆相变发生时对应的周期策动力幅值;最后,根据逆相变发生前后所对应的周期策动力幅值之差,计算出待检信号的幅值及检测信噪比。仿真实验结果表明所提方法可用于-50.97 dB信噪比下微弱正弦信号的检测,相比较传统的Duffing振子检测系统具有较好的检测效果。     

基于一种改进混沌振子模型的弱信号检测

介绍了Duffing振子的混沌运动特征以及应用Duffing振子检测微弱信号的方法.提出了一种改进的Duffing振子模型,仿真实验表明该模型可以有效地检测微弱正弦信号,可检信噪比范围可达到,灵敏度达到.     

基于Duffing振荡器阵列的同频音频广播节目识别

为识别同频音频广播节目,提出在节目源间歇地添加确知的微弱正弦周期信号作为识别信息,Duffing振荡器阵列检测解调的音频信号中弱正弦周期信号并确定时隙内Duffing振子运动状态的跃变次数,以识别音频广播节目。使用16个音频进行仿真,从仿真结果可以看出,Duffing振荡器阵列检测到的李雅普诺夫指数值跃变次数与间歇加入的微弱正弦周期信号的次数一致;信噪比在46dB～52 dB之间,符合音频广播的信噪比要求,该识别方法可行。     

基于混沌振子的微弱信号检测

分析了Duffing振子的混沌运动,利用振子相变对与参考信号频差较小的周期小信号具有敏感性和对噪声的免疫力检测微弱周期信号,检测不同频率的信号需要不同频率的参考信号,通过调整系统参数使得振子对不同频率的信号检测具有普遍性.将传感器周期性干扰信号作为对内驱动信号的摄动加入混沌检测中,通过观察混沌振子的状态变量的时间历程图,发现混沌检测系统处于间歇混沌状态,证明了采用Duffing混沌振子检测微弱周期小信号的可行性.     

基于混沌相平面变化的微弱信号检测

针对超低信噪比条件下信号难于检测这一问题,提出了一种基于Duffing振子的微弱信号检测新方法,采用梅尔尼科夫函数给出了系统出现混沌状态的阈值,分析了Duffing振子动力学系统随参数变化的特性,研究了系统在临界参数附近变化时会出现混沌到大周期相变的特征,并根据此特点设计了一种微弱信号检测模型;理论分析和仿真实验都表明,提出的检测方法对任何零均值噪声具有免疫力,对正弦信号参量变化极为敏感,且可以准确检测出信噪比低达-49.5dB的微弱正弦信号.     

基于相图检测法的混沌特性判别方法

针对Duffing混沌振子在微弱信号幅值检测中的应用,提出了基于相图检测法的混沌特性判别方法。本文介绍了该方法自动判断系统混沌状态的原理、过程及测量结果。应用到微弱信号检测领域,达到测得待测信号幅值的目的。     

Duffing振子的微弱信号检测

分析了Duffing振子的混沌运动，阐述了该振子相变对志参考信号频差较小的周期小信号具有敏感性，对白噪声和与参考信号频差较大的周期干扰信号具有免疫力，使Duffing振子应用于微弱信号检测具有可行性。检测不同频率的信号需要不同频率ω的参考信号，不同的参考信号频率ω会对系统产生很大影响，通过调整系统参数使得振子对不同频率的信号检测具有普遍性，给出了基于混沌微弱信号检测的具体方案。     

Duffing振子与分数傅里叶变换的Chirp水印检测性能对比研究

研究Duffing 振子和分数傅里叶变换在Chirp类水印检测中的性能比较。首先分析目前分数傅里叶变换检测Chirp类水印的不足, 然后将嵌入在载体低频小波域的非周期Chirp信号通过分块平滑转换为单频周期信号, 利用Duffing振子阵列检测器检测微弱的周期信号。实验表明, 当信噪比为-41 dB时, Duffing振子仍然能有效检测到水印的存在, 此时分数傅里叶变换失效; 而当信噪比较高时, 分数傅里叶变换计算较Duffing振子检测简单。     

High resolution time-frequency representation for chirp signals using an adaptive system based on duffing oscillators

This paper presents a novel methodology to estimate the frequency shift in chirp signals with SNRs as low as −17 dB through the use of an adaptive array of Duffing oscillators. The system used here is an array of five Duffing oscillators with each oscillator's response enhanced through a correlation with the reference signal. As a final result, a time-frequency depiction is provided by the Duffing array for further analysis of chirp signals.Using computer simulated experiments, it is found that the analysis of chirp signals with low SNR by means of the Duffing oscillator shows a markedly better performance than the conventional methods of time-frequency analysis. To this end, the results obtained from the proposed Duffing method are compared against some recent techniques in time-frequency analysis.Furthermore, to strengthen the proposed representation, Monte Carlo simulation is used.     

小波域利用Duffing振子检测的图像水印算法

为了提高图像Chirp类水印的鲁棒性能,提出一种利用混沌振子检测微弱水印信号的方法。将嵌入在载体低频小波域的非周期Chirp信号通过分块平滑转化为单频周期信号,然后通过Duffing振子阵列检测器检测微弱的周期信号,使水印检测问题转化为超低信噪比下,确定性微弱周期信号的检测。实验表明信噪比为－40dB时仍然能有效检测到水印的存在。     

基于Duffing振子的弱Chirp信号检测与参数估计

在超低信噪比下, 针对 chirp 信号常规检测方法均失效. 提出一种超低信噪比下 chirp 信号的检测与参数估计方法. 该方法利用 Duffing 振子构建广义滤波器组,并以其最大 Lyapunov 指数的符号作为系统状态的判断标准. 根据 chirp 信号的特征, 将 chirp 信号的检测问题转化为一个周期信号检测的问题, 使其满足 Duffing 振子的检测条件. 获得调频斜率的估计后, 构造一个新序列, 再利用 Duffing 振子系统估计初频. 为提高信噪比, 本文还提出分段相关平滑的方法, 使检测和估计性能得到提高.     

混沌理论在应答器信号检测中的应用研究

针对在强噪声环境中传输的应答器上行链路信号难于检测的问题,基于混沌系统对噪声免疫的特性,将混沌Duffing振子用于应答器上行链路信号检测中。结合Duffing振子检测微弱信号的原理和上行链路信号的特点,给出了利用Duffing振子检测应答器上行链路信号的方法和步骤,进行了仿真验证。仿真结果表明,利用Duffing振子系统检测应答器上行链路信号是可行的,并且具有很好的抗噪性能。     

Lyapunov指数在弱2FSK信号检测中的应用

针对现有基于Duffing振子的2FSK信号检测方法在混沌临界阈值确定与相图判别两方面存在精度低、效率低的问题,提出了利用Lyapunov指数法确定阈值,并定量分析和判别检测系统输出状态的方法。在分析Duffing系统中Lyapunov指数算法的基础上,进行了仿真实验与分析,结果表明基于Lyapunov指数的2FSK信号混沌振子检测方法提高了阈值设置的精度,保证了2FSK信号检测的可靠性。     

基于混沌振子的微弱信号检测方法研究

分析了During方程的基本形式以及During振子的混沌运动，阐述了基于相平面变化进行微弱信号检测的工作原理，并推导出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。试验证明：该振子对与参考信号频差较小的周期小信号具有敏感性，对白噪声和与参考信号频差较大的干扰信号具有免疫力。     

基于双耦合改进型混沌振子系统的弱信号检测

介绍传统的单Duffing混沌振子系统检测微弱信号的原理。传统混沌检测弱信号方法中,在强噪声环境下检测弱信号时系统易出现相位变化不稳定、抗噪性需进一步增强等问题。针对这些问题,本文提出基于双Duffing耦合改进型振子系统来对强噪声环境下的弱信号进行检测的方法,并用此方法对强噪声下的微弱正弦信号进行检测仿真。通过仿真得出双耦合改进型混沌振子系统能够更好地检测强噪声环境下的弱信号,对噪声有着更好的抑制作用。     

基于Duffing振子的MEMS陀螺微弱周期信号检测

Duffing混沌振子系统对周期小信号具有敏感性,对噪声具有免疫性。对此进行了特性分析,讨论了振子方程参数变化带来的影响。对Duffing振子微弱信号检测的原理进行了实验验证,以LCG50陀螺为例,用Duffing振子检测方法对其周期误差信号进行了检测和分析,基于检测结果设计了FIR滤波器对MEMS陀螺周期误差信号滤波,结果表明:Duffing振子方法在MEMS陀螺微弱信号检测与信号处理中的可行性和有效性。     

Application of the modified frequency formulation to a nonlinear oscillator

He’s frequency formulation is used to obtain the relationship between the frequency and amplitude of a nonlinear oscillator. The general approach is to choose two linear oscillators; in this paper, however, one linear oscillator and the Duffing oscillator are chosen as trial equations. The solution procedure is of utter simplicity, while the result is of high accuracy.