[實用新型]基于蔡氏混沌電路的保密通信系統

有效

• 申請號: 201520180311.0
• 申請日: 2015-03-27
• 公開（公告）號: CN204578546U
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 李澤彬;張剛;吳筱;張飛龍
• 申請（專利權）人: 皖西學院
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙) 32260
• 代理人: 張歡勇

技術領域

本實用新型涉及保密通信領域，尤其是涉及一種基于蔡氏混沌電路的保密通信系統。

背景技術

在非線性科學中，混沌現象指的是一種確定的但不可預測的運動狀態。它的外在表現和純粹的隨機運動很相似，即都不可預測。但和隨機運動不同的是，混沌運動在動力學上是確定的，它的不可預測性是來源于運動的不穩定性，或者說混沌系統對無限小的初值變動特別敏感性，即初始值的微小差別經過一段時間后可以導致系統運動過程的顯著差別，其次它還具有遍歷性、內隨機性和分數維性等復雜特征。

如果把混沌信號與發送信號經過調制處理后再進行發送，這就會增加信號的破譯難度，所以混沌系統特別適合用于保密通信領域。1983年，美國加州大學的蔡少棠教授與日本棗島田大學進行學術交流時發明了蔡氏電路，蔡氏電路是非線性電路中能產生豐富復雜動力學行為的最簡單、最有效的電路。目前，蔡氏混沌電路在很多領域都已經得到廣泛的應用，由于蔡氏混沌電路采用的電感由線圈和鐵芯組成。所以在利用蔡氏電路設計保密通信電路時會存在如下問題：(1)由于實際電感采用的是線圈和鐵芯組成，所以自感系數L越低，電感的體積就會越大，在低頻范圍內不但難于實現，更難于集成。(2)由于實際電感存在分布電容和直流電阻，所以實際電感會對電路的工作性能產生較大影響。

實用新型內容

為了克服現有技術存在的不足，本實用新型提供一種基于蔡氏混沌電路的保密通信電路系統。

為了解決上述問題，本實用新型采用如下方案：一種基于蔡氏混沌電路的保密通信系統，包括調制電路、解調電路、蔡氏混沌電路Ⅰ、同步電路和蔡氏混沌電路Ⅱ；所述調制電路將發送信號與蔡氏混沌電路Ⅰ生成的混沌信號調制成傳輸信號；所述解調電路將傳輸信號與蔡氏混沌電路Ⅱ生成的混沌信號解調成與發送信號相同的接收信號；所述同步電路使得蔡氏混沌電路Ⅱ生成的混沌信號與蔡氏混沌電路Ⅰ生成的混沌信號一致。所述蔡氏混沌電路Ⅰ和蔡氏混沌電路Ⅱ的電路相同，由一個電感、兩個電容、一個電阻和一個非線性電阻相互連接而成；所述電感采用模擬電感電路；所述模擬電感電路由兩個運算放大器和四個電阻和一個電容相互連接而成；所述模擬電感電路的電流流出端接地。采用本實用新型的技術方案，電感由線圈和鐵芯替換為模擬電感電路，模擬電感電路有效地解決了采用線圈和鐵芯作為電感時，自感系數L越低，電感的體積就會越大，在低頻范圍內難于實現、難于集成的問題；同時也避免實際電感的分布電容和電阻對電路的干擾的問題。

進一步的改進，所述非線性電阻有兩個運算放大器和六個電阻相互連接而成。

進一步的改進，所述調制電路由用于將發送信號與蔡氏混沌信號進行疊加的反相求和電路和用于對疊加后的信號進行反相運算的反相電路組成，所述反相求和電路由一個運算放大器和四個電阻相互連接而成；所述反相電路由一個運算放大器和三個電阻相互連接而成。

進一步的改進，所述解調電路由對傳輸信號和同步后的混沌信號進行相減的減法電路組成，所述減法電路由一個運算放大器和四個電阻相互連接而成。

附圖說明

圖1為基于蔡氏混沌電路的保密通信系統的原理框圖。

圖2為蔡氏電路的原理圖。

圖3為模擬電感的電路圖。

圖4為非線性電阻的電路圖。

圖5為基于蔡氏混沌電路的保密通信系統的電路圖。

圖6為同步前的基于模擬電感的蔡氏電路圖。

圖7為同步后的基于模擬電感的蔡氏電路圖。

圖8為同步電路的電路圖。

圖9為發送信號、混沌信號和傳輸信號的對比圖。

圖10同步效果圖。

圖11為發送信號與接收信號的對比圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型優選的方案做進一步的闡述：

如圖1所示，一種基于蔡氏混沌電路的保密通信系統，包括調制電路、解調電路和蔡氏混沌電路Ⅰ、同步電路和蔡氏混沌電路Ⅱ。

如圖2所示，所述蔡氏混沌電路Ⅰ和蔡氏混沌電路Ⅱ的電路相同，由電感L、電容C1、電容C2、電阻R和一個非線性電阻NR相互連接而成。

如圖3所示，所述電感采用的是模擬電感電路；所述模擬電感電路由運算放大器U2A、U2B、電阻R1、R2、R3、R4、和電容C相互連接而成；其中電流由Z1端流入從Z2端流出，且Z2端接地。

如圖4所示，非線性電阻由運算放大器U1A、U1B，電阻R5、R6、R7、R9、R10、R12相互連接而成。