[實用新型]一種四維超混沌電路

有效

• 申請號: 201420309431.1
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN203933653U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 李登輝;閔富紅;邵書義;黃雯迪;柳瑤瑤
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李媛媛

技術領域

本實用新型涉及一種四維超混沌電路，屬于混沌信號發生器設計技術領域。

背景技術

混沌作為一種復雜的非線性運動行為，在生物工程、力學、復雜物理和信息學等領域得到了廣泛的應用。在當前的混沌研究中，低維整數階混沌系統的研究已經取得了一些成果，但對超混沌系統的研究還較少。由于超混沌系統具有更加復雜的混沌運動特性，因而超混沌系統具有更高的研究價值和應用前景。

設計密鑰空間大的混沌信號發生器是提高保密通信安全的有效措施，現有的混沌信號發生器設計往往只局限于三維混沌系統，但是三維混沌系統的帶寬相對較窄，容易導致混沌序列被數字濾波器濾掉，失去加密的意義。而對于超混沌系統，其產生的混沌信號有比較寬的帶寬，不容易被數字濾波器過濾，這對于數字加密領域有非常重要的研究意義。因此，設計超混沌系統對研究混沌系統在保密通信中的應用具有重要的意義。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種保密性高的四維超混沌電路，其系統輸出的信號具有更強的混沌特性。

本實用新型所采用的技術方案為：

一種四維超混沌電路，由四個通道電路組成：第一通道電路由乘法器A1、乘法器A2、反相積分器U1A以及電阻R11、電阻R12、電阻R13組成，第二通道電路由乘法器A3、反相器U2A、反相器U3A、反相積分器U4A以及電阻R21、電阻R22、電阻R23、電阻R24、電阻R25、電阻R26組成，第三通道電路由乘法器A4、反相器U5A、反相積分器U6A以及電阻R31、電阻R32、電阻R33、電阻R34組成，第四通道電路由乘法器A5、反相器U7A、反相積分器U8A以及電阻R41、電阻R42、電阻R43、電阻R44組成；第一通道電路的輸出信號連接電阻R13作為一路輸入信號，該輸出信號還作為第二通道電路中乘法器A3的一路輸入信號；第二通道電路的輸出信號反饋到輸入端，連接電阻R21作為一路輸入信號，該輸出信號還作為第一通道電路中乘法器A1的一路輸入信號，還連接乘法器A4作用于第三通道電路，該輸出信號還連接乘法器A5作用于第四通道電路；第三通道電路的輸出信號反饋到輸入端，連接電阻R34作為一路輸入信號，該輸出信號還連接乘法器A1和乘法器A2作用于第一通道電路，還連接乘法器A3作用于第二通道電路，并且輸出信號還連接乘法器A5作用于第四通道電路；第四通道電路的輸出信號反饋到輸入端，連接電阻R42作為一路輸入信號，該輸出信號還經過反相器U7A連接電阻R12作用于第一通道電路。

第一通道電路中反相積分器U1A輸出端為x信號；第二通道電路中反相積分器U2A輸出端為y信號；第三通道電路中反相積分器U6A輸出端為z信號；第四通道電路中反相積分器U8A輸出端為w信號；第一通道中的電阻R11=5kΩ、電阻R12=200kΩ、電阻R13= 35.7143kΩ、電容C1=10nF ；第二通道中的電阻R21=10kΩ、電阻R22=10kΩ、電阻R23= 90kΩ、電阻R24= 1kΩ、電阻R25= 10kΩ、電阻R26= 100kΩ、電容C2=10nF；第三通道中的電阻R31=1 kΩ、電阻R32=10 kΩ、電阻R33=200 kΩ、電阻R34=100 kΩ、電容C3=10nF ；第四通道中的電阻R41=200 kΩ、電阻R42=10 kΩ、電阻R43=10 kΩ、電阻R44=1MΩ、電容C4=10nF。

本實用新型優點在于：1. 電路結構簡單、易于硬件實現；2. 適用于非線性電路的混沌實驗教學，更適用于保密通信、信息安全等領域。

附圖說明

圖1為本實用新型電路圖；

圖2為本實用新型的x-z相圖；

圖3為本實用新型的y-z相圖；

圖4為本實用新型的z-w相圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細說明。

本實用新型所涉及一種四維超混沌電路，將該電路產生的具有強混沌特性的信號作為載波信號，與目標信號通過相關算法進行調制，可達到保密傳輸的目的，提高了保密性能和抗破解能力。

本實用新型所涉及的數學模型如下：

式中，x, y, z, w為狀態變量，各微分方程的參數均為確定值。