[發明專利]一種基于強耦合Duffing振子的非周期脈沖信號檢測方法

有效

• 申請號: 201710228562.5
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN106996825B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 羅文茂;姜敏敏;閆之燁;陳雪姣;顧艷華
• 申請（專利權）人: 南京信息職業技術學院
• 主分類號: G01H7/00
• 分類號: G01H7/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 鄭妍宇

本發明公開了一種基于強耦合Duffing振子的非周期脈沖信號檢測方法，包括如下步驟：將待檢測信號通過A/D轉換器后得到待測數字信號；將待測數字信號輸入強耦合Duffing振子系統中，通過定步長四階龍格庫塔法求解振子間的誤差信號；求解出的誤差信號為待檢測信號中的非周期脈沖信號。本發明方法可以適應任意采樣頻率信號的檢測；能夠檢測大寬度脈沖信號；可以同時檢測正負交替的脈沖信號；可檢測最大幅度為100左右的大幅度非周期脈沖信號；可檢測最小幅度為10^?13左右的小幅度非周期脈沖信號；比現有的檢測方法抗噪聲能力強；檢測速度比現有檢測方法快。

技術領域

本發明涉及一種基于強耦合Duffing振子的非周期脈沖信號檢測方法，該方法可以應用于通信、機械、電子、電氣、電力、雷達、聲納、圖像處理等工程領域中的低信噪比非周期脈沖信號檢測中。

背景技術

混沌作為非線性科學中的一個重要分支，廣泛應用于現代科學技術中，特別在工程技術中產生了巨大影響。當前，混沌理論在電子、通信、雷達、聲納、機械、電力、圖像處理等工程領域發展迅速且已取得了一批重要的應用成果。

微弱信號檢測是混沌理論在工程技術領域的成功應用范例之一，其突破了傳統信號檢測方法的信噪比極限。利用混沌系統進行微弱信號檢測，常用Duffing、類Liu、Chen、Lorenz等混沌振子，其檢測原理是利用混沌振子在特定時間對微小擾動非常敏感這一特性來進行微弱信號的判別。其中Duffing振子對微弱信號具有敏感性、對噪聲與頻率差較大的周期干擾信號具有免疫力，故目前Duffing振子被廣泛應用于各領域的微弱信號檢測。初期基于Duffing振子的微弱信號檢測方法普遍采用單Duffing振子，其檢測機理是利用特定頻率的周期擾動使單Duffing振子產生共振來進行檢測。之后又提出基于耦合Duffing振子的檢測方法，耦合Duffing振子的周期相態更穩定、抗噪能力更強。

其中具有代表性的是李月等在2006年提出的一種基于雙耦合Duffing振子檢測方法，其中構造的雙耦合Duffing振子系統模型為：

式中，x₁是第一振子的狀態變量，x₂是第二振子的狀態變量，ξ是阻尼系數，k是耦合強度，f是周期驅動力的幅度，s(t)是離散后的待檢測信號。

還有吳勇峰等在2011年提出的利用由三個振子構成的雙向環形耦合Duffing振子系統進行檢測，系統模型為：

式中，x₁和y₁是第一振子的狀態變量，x₂和y₂是第二振子的狀態變量，x₃和y₃是第三振子的狀態變量，k₁和k₂是耦合強度，f是周期驅動力的幅度，s(t)是離散后的待檢測信號。

上述兩種非周期脈沖信號檢測方法，其使用的耦合Duffing振子形式都屬于回復力項的耦合，且目前其它文獻提供的用于脈沖信號檢測的耦合Duffing振子也只是這兩種形式的修改，均屬于采用回復力項的耦合類型。這類回復力項耦合的Duffing振子用于非周期脈沖信號檢測時存在一些問題，無法檢測大幅度、大時寬或正負交替的非周期脈沖信號。

發明內容

本發明要解決的技術問題為：現有的基于耦合Duffing振子的非周期脈沖信號檢測方法，無法正確檢測出大幅度、大時寬或正負交替的非周期脈沖信號。

本發明的具體技術方案如下：一種基于強耦合Duffing振子的非周期脈沖信號檢測方法，包括如下步驟：

步驟1，將待檢測信號通過A/D轉換器后得到待測數字信號；