基于混沌同步的混沌脉冲定位调制研究

随着混沌理论和混沌同步的发展及完善，根据混沌脉冲定位调制（CPPM）的基本原理，提出一种基于混沌同步的混沌脉冲定位调制（CS—CPPM）实现方法，建立以蔡氏混沌同步电路和Logstic映射为例的实现模型，用EWB仿真软件对蔡氏二极管、蔡氏电路以及蔡氏同步电路进行分析和实现，最后用Matlab对整个系统进行仿真，实验结果论证了该方法的可行性．这样使得混沌脉冲定位调制信号可以利用现有的混沌映射实现．从而具有多样性和稳定的混沌特性。也使得混沌脉冲定位调制（CPPM）技术具有更多的实现途径和更深的研究与应用价值。     

混沌超宽带雷达信号的应用研究

混沌信号是一种类随机性信号,具有极强的抗干扰性和极低的截获概率,越来越多地应用在雷达领域.混沌序列具有白噪声统计特性、较理想的自相关和互相关特性以及产生简单、抗干扰能力强等特性.文中针对混沌幅度调制、混沌脉冲位置调制和混沌脉冲位置与脉冲相位复合调制的雷达信号在超宽带雷达中的应用进行了分析,并对混沌超宽带雷达的特点、实现方法进行了阐述.     

混沌频率调制系统设计

针对混沌调制系统中存在相图信息泄密的问题,文中提出了基于混沌参数调制模型设计混沌频率调制系统的方法。该方法利用预传信号作为调制信号,调制混沌系统中特定的参数,使加载信息的混沌信号仅产生频谱分布上的变化,而信号的吸引子位置特性不随时间发生变化,同时文中也给出了基于误差检测的信号解调方法。通过证明及实验仿真,该系统实现了对连续信号的混沌频率调制,并有效地消除了混沌信号在相图中的分叉现象,以及提高了混沌调制系统的安全性能。     

超宽带通信中的伪混沌脉冲位置调制

提出了一种新的适于超宽带脉冲通信的伪混沌脉冲位置调制方式(PCPPM),该方式采用符号动力学对混沌脉冲位置调制方式(CPPM)进行了改进,作为载波的脉冲串的相邻脉冲之间的间隔由混沌映射的符号动力学特性确定,采用脉冲位置调制方式对二进制符号进行调制.系统可以在无辅助握手的情况下获得同步.与CPPM相比,其降低了对脉冲间距的测量精度要求,适合数字方式实现.由丁系统输出的脉冲间隔是随机分布的,具有近似噪声的频谱特性,最后对系统的性能进行了分析和仿真.     

基于PCM的地下金属管线信号接收系统设计与开发

多频管中电流法（Pipeline Current Mapper,PCM）是管线无损检测的常用方法之一。为了满足地下金属管线探测的需求,该文在研究PCM测量金属管线的基础上,确定了“工”字型摆放的线圈接收结构,明确了信号接收系统的总体方案,开发了一款可在强噪声环境下应用的地下金属管线信号接收系统。采用STM32F103RCT6作为系统的主控芯片,对预放大电路、信号调理电路、程控放大电路、A/D采集电路及人机交互界面进行设计。采用卡尔曼滤波对信号进行最优估计,通过管道定位、探伤算法,对地下金属管线的位置及管线的腐蚀程度进行判断。最终经过实验测试,该系统可以有效检测出管线的位置并检测管线腐蚀点,其误差在5%以内。     

正弦调制的布尔混沌生命探测雷达

提出了一种正弦调制的布尔混沌雷达,该雷达采用正弦波调制的宽带布尔混沌信号作为发射信号,基于混沌相关技术和迈克尔逊干涉原理,可同时实现墙后人体定位和生命信号探测。实验结果表明,穿透20 cm厚的砖墙,人体定位的距离向分辨率和动态范围分别为15 cm和50 dB,呼吸、心跳测量的动态范围分别为50 dB和10 dB。此外,电磁仿真研究了该雷达二维空间定位的抗干扰性能,结果表明其对噪声、线性调频信号和布尔混沌信号具有良好的抗干扰性。     

随机码-多普勒生命探测雷达系统设计与实现

为了实现人体目标生命体征和位置的探测，设计了一种随机码－多普勒生命探测雷达系统，该系统发射随机码调制的单频连续波进行生命探测。实验表明，该系统能够穿透20ｃｍ煤渣砖墙探测到5ｍ，处目标的生命信息及位置信息，能够穿透60ｃｍ 煤渣砖墙探测到1ｍ左右处目标，能够分辨距离向相距 0.75ｍ的两个人体目标，随机码－多普勒生命探测雷达系统将随机码信号应用到传统多普勒雷达中，为灾后人员搜救提供了一种新方法。     

基于LabVIEW平台的高分辨率混沌导波雷达 实现周界入侵探测

提出将混沌相关探测方法与泄漏电缆导波雷达技术相结合,设计实现了一种基于LabVIEW平台的混沌导波雷达样机,用于实现安全防护区域的高分辨率非法入侵探测。该雷达采用宽带布尔混沌信号作为探测信号,利用稀疏编织型泄漏电缆实现混沌信号的发射与接收。基于LabVIEW平台实现雷达系统控制,包括控制数据采集卡采集参考信号与回波信号,对两路信号进行相关计算得到相关曲线,以及对比入侵前后的相关曲线从而确定入侵者沿泄漏电缆的入侵距离。实验结果表明,该雷达不仅可以实时监测入侵过程,还可同时定位多个入侵者,距离分辨率可以达到50ｃｍ,优于现有导波雷达米量级的分辨率,测量的动态范围可以达到35ｄＢ。因此,混沌导波雷达可以为安全防护区域的非法入侵探测提供一种高分辨率、大动态范围的新方法。     

一种基于脉冲压缩的漏缆传感器定位新方法

漏缆传感器的入侵探测定位系统已广泛应用于国防设施、银行、监狱等重要区域,为提高这种系统的定位精度,提出了一种基于脉冲压缩的漏缆传感器探测定位新方法。该方法将巴克码调制的二进制相移键控信号引入系统作为发射信号,并对接收信号进行滤波相减、相干解调、抽样判决和自相关运算等一系列信号处理,以获得含有入侵位置信息的特征信号。应用MATLAB 和电磁仿真软件CST 对该系统进行了协同仿真分析,并搭建了实验系统进行测试。仿真结果与实测结果吻合良好,验证了新方法探测定位的有效性。新方法的定位精度约为0.9 m,优于目前已报道的同类探测定位系统的定位精度。     

电力载波通信中强背景噪声下弱信号的混沌振子检测方法与研究

利用混沌振子可以检测微弱的信号,并且具有很多优点。本文根据混沌微弱信号检测的原理,提出了将duffing混沌振子应用到三态脉冲位置调制信号检测中, 检测过程首先调节系统的策动力 ,使系统处于从混沌状态向大周期状态过渡的临界状态,此时系统的策动力阈值为 ,其相轨迹仍是混沌的,当三态脉冲信号加入系统后,系统从混沌态转变为大尺度周期状态,则检测出输入信号中包含有周期信号;如果系统继续处于混沌状态,则说明输入信号为纯噪声;最后通过相干提取包络识别系统状态,从而实现三态脉冲信号的检测。仿真结果表明了文中所提方法的可行性和有效性。     

地下金属与非金属管道正演模拟与应用研究

目前，应用管线探测仪进行地下金属材质管道的探测效果较好，但在非金属材质管道探测上往往“失效”。探地雷达（GPR）利用金属管道、非金属管道和土体之间存在明显的电性差异为前提进行无损探测，达到快速、准确定位管道位置和区分管道材质的效果。为进一步了解GPR剖面的管道特征图谱，依托GprMax和Matlab软件平台，通过时域有限差分方法对地下不同材质、不同埋深和不同填充物的管道进行正演模拟，获得不同参数下的管道信号波组形态、能量特征和相位特征，为实际管道探测的客观判定和科学解译提供理论基础。经工程实践证明采用多参数特征来综合判定管道属性的可行性和有效性。     

基于探地雷达的地下管线埋深估计方法

探地雷达已经成为城市地下管线,尤其是非金属管线探测的重要手段之一,但由于地下介质复杂,利用探地雷达估计地下管线埋深时仍存在精度不足和抗干扰能力弱等问题。本文提出使用三维速度谱方法来估计雷达剖面中的地下管线埋藏深度,通过自动扫描双曲线反射信号来计算出电磁波在地下介质中的传播速度。仿真数据和实际数据表明,三维速度谱方法估算的速度值与真实值之间的误差小于3.8%。最后,使用估算的速度值对探地雷达剖面进行背向传播偏移处理,获取准确的地下管线埋深。     

步进扫频宽带探地雷达信号处理

基于一种步进扫频的宽带探地雷达前端设计,有效地解决探地雷达探测深度和高分辨率的矛盾。该前端系统发射151个步进频脉冲,接收地下物体反射的回波信号,对回波信号进行混频和滤波,然后,选取不同脉冲数处理回波信号,实现了对地探测深度深和分辨率高的优点。用Matlab对步进扫频宽带探地雷达信号进行仿真,并由实验平台验证超宽带步进频在目标探测应用中的有效性。实验结果表明,步进扫频宽带探地雷达可以实现较大的浅地层探测深度和较高的分辨率。     

载波调制激光雷达技术在海洋探测中的应用

介绍了一种水下探测技术,以激光脉冲信号为载波,将微波信号加载到激光脉冲上进行调制编码,调制编码信息由光信号携带进入水下.在接收端,通过频率滤波实现对编码信号的提取,由编码信号的信号处理实现激光雷达水下目标探测.将该技术与多种抑制海水后向散射的方法进行比较,对载波调制激光雷达在海洋探测应用的特点和研究现状进行了综述.     

基于混沌脉冲开关键控的超宽带通信方案

该文基于混沌脉冲位置调制(CPPM)提出了一种新型可用于超宽带冲击无线电(UWB-IR)的通信方案混沌脉冲开关键控。该方案克服了混沌脉冲位置调制方法存在的问题,具有保密性好、可靠性高、设备的实现更加简单等优点。分析和仿真表明,在非理想定时情况下,该文提出的新系统具有比CPPM更好的解码性能。     

混沌在超宽带雷达中的应用

随着混沌理论的发展,混沌技术越来越多地应用在雷达领域.混沌序列由确定性系统产生,却有着随机序列的特性,具有白噪声统计特性、较理想的自相关和互相关特性以及产生简单、抗干扰能力强等特性.针对混沌幅度调制的高斯脉冲序列信号和基于混沌的脉冲位置调制方式在超宽带雷达中的应用进行了阐述,并提出混沌超宽带雷达实现方案.     

基于FPGA的TH-UWB窄脉冲信号发生器设计与实现

给出了一种基于FPGA的TH-UWB窄脉冲信号发生器的实现方法.信号采用脉冲位置调制,调制后的信号利用FPGA片内逻辑门的延时特性,编写延时程序产生携带调制信息的窄脉冲.在Altera DE2开发平台下实现了全数字化的TH-UWB信号发生器.该发生器系统的信号调制、窄脉冲产生都在FPGA芯片内部进行,与传统模拟发生器相比,可以使整个发生器成本显著降低,易于实现,工作稳定,结构简单且便于系统调试和更改.时序仿真和硬件实测数据表明,所得信号能达到TH-UWB纳秒量级窄脉冲的各项要求.     

混沌脉冲激光雷达水下目标探测

海水对光波的吸收和散射,严重制约了激光雷达水下目标探测的性能。通过对激光在海水传输过程中产生后向散射的定量分析,说明了激光回波信号被海水后向散射影响的严重性。分析比较了距离选通技术和强度调制技术抑制海水后向散射的能力,提出了使用自身具有高频强度调制特性的混沌脉冲激光进行水下目标探测,设计了基于相关法测距的混沌脉冲激光雷达水下目标探测方案。通过对后向散射光以及带有不同后向散射强度的回波信号光的时域和频域特性的研究,使用互相关噪声水平算法判定混沌脉冲激光雷达抑制海水后向散射的能力。理论仿真分析表明,当后向散射光强度是混沌脉冲激光强度36倍时,仍能提取出目标信号。     

利用光反馈半导体激光器产生超宽带混沌脉冲信号

提出了一种基于光反馈半导体激光器的混沌特性产生超宽带(UWB)信号的新方法。一个商用的通信波段半导体激光器在外腔光反馈下实现混沌振荡,输出连续波混沌激光,经由一个电吸收调制器后,被调制为一系列混沌脉冲信号。该混沌脉冲信号的频谱特性可通过调节半导体激光器的偏置电流和反馈强度进行控制。实验分别获得了中心频率为4.0 GHz、相对带宽为181%和214%的混沌脉冲UWB信号。进一步数值仿真了偏置电流和反馈系数对混沌脉冲UWB信号频谱特性的影响,实验结果与模拟验证相符。该方法实验装置简单,UWB信号频谱特性易控,可用作未来UWB光纤无线通信系统的光生微波信号发生装置。     

基于单片机控制的无线语音保密通信系统的研究

本文介绍一种基于单片机控制的无线语音保密通信系统，该系统采用一种新的混沌脉冲宽度调制方式，将数字信息隐藏在脉冲的宽度之中，实现语音信号的无线保密通信。对仿真结果、实验波形进行了分析，详细讨论了该通信系统的同步问题。