宋菲菲 魏自明 习敬伟

(燕山大学电气工程学院自动化系 秦皇岛 066004)

新SH-COS混沌弱信号检测系统设计①

宋菲菲②魏自明 习敬伟

(燕山大学电气工程学院自动化系 秦皇岛 066004)

将混沌理论应用于弱信号检测，设计了一种由三维混沌和余弦函数合成的全新的混沌弱信号检测系统——SH-COS系统，并对其进行了动力学特性的理论分析，用Matlab及Multisim进行了电路仿真分析。与目前广泛探讨的Duffing混沌弱信号检测系统以及锁相放大器的性能相比，新设计的混沌弱信号检测系统抗噪性能强、检测精度高，而且具有信号检测的广域多样性，弥补了检测系统混沌与大周期状态难以区分、大周期状态不稳定等不足。新系统输出的大周期态具有收敛性，仿真对比结果验证了设计方法的正确性，进一步改善了混沌系统的弱信号检测性能，使定量检测成为可能，因而更适合应用于实际工程领域。

弱信号检测， Duffing系统， 高阶混沌系统， 混沌电路， Matlab仿真

0 引 言

相比于传统的自相关法、傅立叶变换法、小波变换法等微弱信号检测方法，混沌弱信号检测(利用混沌理论进行弱信号检测)方法越来越得到人们的重视，对其研究也随之更加深入[1]。自1963年Lorenz发现三维自治混沌系统后，越来越多的混沌系统被发现，比如Chen、Lv、Liu、Qi等混沌系统[2]。1992年，Birx和Pipenberg首次利用混沌振子对微弱信号进行检测，混沌振子由于对微弱周期信号有敏感性而且有良好的抗噪性能，因而在弱信号检测领域占有举足轻重的位置，而且利用混沌振子对未知信号参量进行估计，从精度和信号识别能力上看，都比以往基于统计学理论所提出的频谱方法、高阶统计量等要好[3,4]。……