杜芬系统检测微弱特征信号的方法及应用

混沌学理论研究发现杜芬系统在其处于混沌状态时,对噪声具有很好的"免疫"功能,而对微弱特征信号却十分敏感.在此基础上,通过对两种不同输入信号的研究,进一步验证了杜芬系统在微弱特征信号检测方面的优势.最后,将其应用到转子的损伤检测中,取得了较好的检测效果.     

利用DSP和混沌理论检测水下微弱信号

本文应用TMS320VC549实现基于混沌理论的水下微弱信号检测.通过分析杜芬振子的混沌特性和该振子的阵发性混沌运动机理.得出了利用过零率识别阵发混沌运动状态并求取阵发混沌周期的方法检测微弱信号频率的方法.结合DSP系统的优点.搭建了基于DSP和混沌理论的微弱信号检测系统,并设计了相应的算法软件流程.最后,对不同频率的正弦周期信号进行了相应的频率检测,实验结果证明了此系统的可行性和有效性,并且通过改变策动力的频率,系统可检测各种频率的微弱正弦信号.     

基于混沌振子和DSP的微弱信号频率检测

本文应用TMS320C6203B实现了基于混沌理论的微弱信号频率检测.通过分析杜芬振子的阵发混沌运动机理,得出了利用过零率求取阵发混沌周期并进行微弱信号频率检测的方法,并通过改变策动力的频率,系统可检测各种频率的微弱正弦信号.结合DSP系统的优点,搭建了基于DSP和混沌理论的微弱信号检测系统,并时系统工作流程进行了研究.最后,对不同频率的正弦周期信号进行了相应的频率检测,实验结果证明了此系统的可行性和有效性.     

一种基于2FSK数字调制方式的Duffing混沌解调方法

相干和非相干解调是2FSK数字通信中常用的方法,这两种方法实现正确解调的前提是解调器的输入信噪比不能太小,为了降低解调器输入信噪比,结合杜芬混沌系统所具有的较高检测微弱周期信号的能力,提出杜芬系统解调2FSK数字信号的方法,但是由于传统杜芬系统只适于检测低频信号,不能用于检测高频信号,因此建立了一种改进的杜芬系统,并将其运用到2FSK数字调制信号的解调过程中,Matlab仿真结果表明,杜芬混沌接收系统可以有效地解调2FSK信号,另外,该系统还可以很好地抵制其他载波频率信号的干扰。     

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.     

一种微弱光信号相关检测方法的硬件实现

利用伪随机序列的良好随机性可以测量淹没在噪声和干扰中的微弱光信号,这是一种相关检测方法.在阐明测量原理的基础上,设计了采用该方法的测量系统,采用FPGA实现FFT算法从而完成测量所必需的信号相关处理.实验结果表明,完全由硬件实现的测量系统可以近于实时地完成微弱光信号的测量.     

基于杜芬振子的微弱正弦信号频率测量

近几年在计量学中出现了一种新的基于杜芬振子的信号检测方法,它能提高检测能力和精度;杜芬振子是一种混沌系统,系统参数在其阈值附近的微变会引起系统状态的突变,此特性使得它对相似频率的信号敏感,而对噪声和干扰具有"免疫力",因此可利用阵发混沌原理测量正弦信号的频率;为提高频率测量精度,创造了过零点间隔法和伪区域去除法等新算法,分析了噪声对测量结果的影响,分析误差产生原因,优化算法参数取值,这都能减小测量误差;仿真实验证明精度高于经典频率测量方法.     

微弱信号混沌检测的自跟踪扫频控制方法

当利用混沌理论进行微弱信号的检测时,针对不同频率的信号只能分别构建不同的检测系统进行检测,势必使其检测效率低下.本文阐述了一种分频段阈值变换的混沌检测方法,并基于该方法实现了自跟踪扫频检测.为此,首先分析了微弱信号混沌检测方法中的变阈值法和定阈值法,指出了这两种方法的优缺点,然后提出了分频段阈值变换的混沌检测方法,并基于该方法开展了微弱信号的自跟踪扫频检测控制的研究,设计制作了微弱信号自跟踪扫频检测控制电路,并进行了微弱信号自跟踪扫频混沌检测的实验研究.结果表明该检测控制系统可以实现在噪声背景下的中低频率微弱周期信号的自跟踪扫频检测.     

基于双相锁相放大器的微弱信号矢量测量

噪声存在于任何一个系统中,当所要检测的信号比较微弱且淹没在强噪声背景中时,用传统的检测方法检测信号非常困难,因此如何把淹没于强噪声中的有用信号提取出来的问题越来越引起人们的关注。该文采用时域检测方法,利用移相技术得到相互正交的参考方波信号,通过互相关算法,完成了正交矢量型LIA相关器的实现,利用该方法实现了对微弱信号幅值和相位的检测,有效地抑制了干扰,提高了系统的性能。     

基于TD-SCDMA与DSP2407的微弱通信信号检测系统设计

针对无线通信过程中,传统系统对微弱通信信号检测准确度不高的问题;分析了微弱通信信号传递的极化特性,利用电波的极化特性优化双极化天线的方法,基于TD-SCDMA双极化天线技术,设计并实现了基于TD SCDMA双极化天线的微弱通信信号检测系统,根据TD SCDMA双极化天线技术实现微弱通信信号的检测,采用TM320LF2407 DSP2407芯片的脉冲信号检测系统的设备,分析了信号检测系统的硬件结构设计,分析双极化天线下微弱通信信号的网络规划,在该网络规划条件下通过匹配滤波幅值检测完成微弱通信信号的检测;实验结果说明,所提检测系统能够满足微弱通信信号的实时检测和精度要求.     

用于气体差分检测的微弱信号处理电路的研究

为了提高气体差分传感系统的信噪比,基于微弱信号的相关检测原理,设计了以锁相放大器为核心的微弱信号处理电路。实验表明:电路输出电压与检测气体体积分数呈线性关系,电路对气体体积分数的检测极限为150×10-6,检测系统对检测气体体积分数的误差为1%,具有较好的重复性及选择性。     

基于相关性原理QCM频谱分析系统的设计

介绍了一种新型的QCM(Quartz Crystal Microbalance)频谱分析系统的设计,它具有结构简单,实时性好,抗干扰性强,应用领域广,精度高等特点.文中对最小阻抗频率等同谐振频率的合理性做了分析,提出了基于相关性原理采集QCM微弱有用信号的方法,设计了QCM频谱分析系统的结构.最后进行了液体测量实验,实验结果与理论值基本一致,从而证实了此设计的正确性.     

卫星VLBI观测信号处理小波方法研究

卫星VLBI观测信号以相关处理机为关键处理技术,将小波谱分析理论和方法应用于VLBI观测信号的相关处理过程中．以Daubechies正交小波构建时域、频域和相关域模型,在有效信号带宽的范围内对卫星观测信号在时域、频域和相关域进行小波分析研究,对互相关相位条纹进行方差和剩余时延分析,结果表明尽管只对两个台站的卫星观测信号进行了整数bits的时延补偿．但小波谱模型在卫星VLBI观测信号的相关处理过程中,对相关相位条纹谱的质量有明显的改善。     

基于超低频电磁波的穿墙生命探测技术

基于超低频电磁波的强穿透性、低衰减率的特点,提出了基于超低频电磁波的穿墙生命探测器设计方法,并对其工作原理进行详细的论证,包括利用双通道相关检测方法来得到目标信号和利用人体生命信号的特征来对目标信号进行识别,并通过仿真对其进行验证。仿真结果表明:这种基于超低频电磁波的探测器可以实现对障碍物后目标对象的探测。     

基于多重相关法的涡流阵列传感器信号处理研究

分析了多重相关法的基本原理,搭建了用于测试一种平面涡流阵列传感器提离效应的实验平台,并采用多重相关法对其多通道含噪声输出信号进行消噪处理,提取出多通道输出信号同激励输入信号幅值比和相位差信息,并分析了提离距离对输出信号的影响。研究结果表明:将多重相关法应用于该平面涡流阵列传感器的多通道含噪声输出信号的消噪处理效果明显,该算法大大提高弱强度、强背景噪声信号的信噪比;随提离距离的增加,阵列传感器各通道输出信号同激励输入信号的幅值比单调递增,而相位差基本保持不变,这些规律为该传感器的进一步研究与应用提供了参考。     

谱相关测向新算法及其在TMS320C25上的实现

许多已调通信信号具有周期平稳性，在时域其自相关函数具有周期性，在频域周期频率具有谱相关特性。利用这种谱相关特性使许多信号处理技术具有了很多有用的新特点。本文介绍了两种测向新算法，它们通过谱相关理论的应用，使新算法具有信号选择性，克服了当今流行的空间谱估计测向算法存在的不足。新算法开发了期望信号已知的谱相关特性，在多径和任意数目、任意接近于期望信号的干扰存在情况下，都能估计出期望信号的到达方向。计算     

基于24位AD自然电位法海底探矿系统研究

为了测量近海底矿物和矿石产生的微弱自然电场信号,设计了一种灵敏的海底自然电位法检测系统。该系统前端采用精密仪表放大器INA118对来自碳电极的微弱电场信号进行一级差分放大,后级采用内置PGA的24位高精密的A/D转换器ADS1256对电场信号进行二级放大和A/D转换。主控制器采用32位ARM内核微处理器STM32,将采集的数据存放在SD卡中。本系统通过了"大洋一号"科考船在南海海试的验收,并已在第26次大洋科考中用于海底热液硫化物勘探。     

基于相关检测的光纤倏逝波生物传感器研究

构建了一种以光纤和光纤束作为系统信号传输通道的光纤倏逝波生物传感器系统,根据光纤探针的倏逝波理论和模式匹配理论对光纤探针进行了设计与制作,然后应用直接结合分析的方法对该传感器系统的探测性能进行了实验检测.实验针对光纤探针置于空气中和蒸馏水中两种情况进行,同时将系统检测到的信号通过数据采集卡采集到计算机中,并进行相关检测分析.对光纤探针置于空气中和蒸馏水中两种情况,系统分别获得了16.7和20.5的探测信噪比.实验结果表明,该相关检测方法能很好的区分系统的噪声信号和所探测的荧光信号,整个系统具有良好的可行性.     

一阶自回归模型中噪声改善信号的相关性

讨论一阶自回归模型中三种典型噪声改善信号的相关性问题。当输入信号在阈下或部分在阈下时,随着噪声强度的增加,输出信号与输入信号的相关系数先递增后递减,适量的噪声改善了信号的相关性,随机谐振现象存在。随着阈值的增加,随机谐振功效降低、最佳噪声值变大;随着噪声密度函数在零均值周边脉冲值变大和拖尾变厚,随机谐振功效也降低。存在一个噪声范围,其间输入信号与输出信号相关系数大于输入信号与噪声信号相关系数,一阶自回归模型中输出信号比噪声信号与输入信号更相关。这些结果说明在离散时间系统中噪声改善信号的相关性,随机谐振现象存在,且随机谐振对噪声具有鲁棒性。这些结果也拓广了随机谐振在数字信号处理中的应用。