混沌振子用于噪声背景下微弱正弦信号检测的研究
摘要针对微弱正弦信幅和相位检测问题,提出了种采用g混沌振子作检测系统方法。
该方法将被测信作系统参数,理论分析和仿真实验表明混沌振子能有效地检测微弱信,表明了该方法具有更检测性能。
关键词混沌振子 微弱信 相轨迹0 引言 从强噪声背景提取微弱有效信是近代信息理论重要容,由正弦信特殊性,使得对微弱正弦信检测理论和方法研究不仅有重要理论义,还雷达、振动测量、故障诊断、通信、生物医学等领域有极其广泛应用。
利用g混沌振子系统输出状态发生改变对系统参数极其敏感而对噪声免疫特性,根据系统输出状态发生改变条件及待测信幅和相位应满足关系,提出了种检测频率已知微弱正弦信幅和相位信息方法。
建立混沌检测系统采用 l型 g振子作检测系统,周期外力正弦信混沌检测模型其,k阻尼比;χ3+χ5线性恢复力;γ(ω)置信。
由数学模型建立混沌系统仿真模型,取γ(ω)周期策动力,即系统频率ωr。
系统非线性动力学行取阻尼比k05。
k固定情况下,系统状态随着γ变化,系统历宿轨道、分叉、混沌轨迹、临界周期轨迹、尺周期等各状态。
由各状态域波形及相平面轨迹变化可知 当γ0,系统相平面鞍(0,0)焦(,0)和(,0)系统响应输出条件不终将收敛到两焦。
当γ>0随着外加力振幅不,系统将表现出不行。
通观测混沌系统相轨迹变化,可知待检信是否含有周期信,调节周期策动力值改变系统状态可以得信幅值。
若从某刻x开始速值某容差δ围零隔基相,可以认系统从x开始进入尺周期运动状态,从而得到每周期系统进行尺周期运动状态起始刻。
3 g振子检测微弱信实验应用3 从强噪声信检测其特征信,了验证g振子检测微弱信性能,首先进行数仿真实验。
从强噪声信背景检测其特征信,首先调整系统置信幅γ使系统处临界阈值附近。
3 从强噪声信与周期信混合信检测特征信将信①075(0π+03π)+055r+0005(π)和信②075(0π+03π)+055r输入混沌模型,这信信噪比67B。
混沌振子输出相位图样从混沌到尺状态,从图可以看出较强噪声信和周期信干扰下,利用混沌振子仍能检测出微弱特征信。
结分析与结论设定系统参数使显示系统相轨迹是临界状态,然依次加入外界输入信。
加入纯噪声信。
当只有白噪声Z并入系统,不论怎么调节g阵子参数γ,从相轨迹图像上观测发现系统始终处混沌状态,如图所示。
从lb仿真图可以看出噪声虽然强烈,但是吸引子仍能将相束缚轨道。
将信() (ωπ)+R并入系统,,ω分别待测信幅值及角频率,取0005,ω6005r,r是匀分布(,)值0方差白噪声。
由混沌系统对周期信非常敏感,当ω以公比003增到ω0附近,即ωω59703r和ωω69r,从图像上可以观测到有规律阵发混沌现象。
得微弱信角频率60737r,与实际值6005r相比,误差非常,精比较高。
加入信仿真分析证明了,运用混沌系统可以较地检测出微弱周期信及其相关特性,具有广泛应用前景。
参考献[]Brx L llr r gl vr rl r rl rk []99 ()88888[]王冠宇等混沌振子强噪声背景信检测应用[]仪器仪表学报997 8()09[3]李月等色噪声背景下微弱正弦信混沌检测[]物理学报003b 5(3)56530[]李月,杨宝俊混沌振子检测引论[]北京 电子工业出版社005[5]李月,杨宝俊色噪声背景下微弱正弦信混沌检测[]物理学报 0035(3)56530