宫涛 杨建华 单振 王志乐 刘后广

(中国矿业大学机电工程学院,江苏省矿山机电装备重点实验室,徐州 221116)

非线性调频(NLFM)信号在雷达、通信、信号处理中应用广泛,该类信号所激励下的非线性系统响应有着丰富的信息,通过共振来增强NLFM 信号具有一定实际意义与价值.本文主要研究了受到不同类型NLFM信号所激励的非线性系统共振现象,提出了实时尺度变换方法来处理高频NLFM 信号,克服人为选择造成信号输出响应较差的缺点.同时,提出实时谱放大因子作为共振评价指标,准确评价NLFM 信号激励下的系统共振响应,讨论系统参数对系统最优共振响应的影响,参数选择在合理的区间内即可实现最优共振响应,不仅实现信号特征的大幅增强,还保持信号时频特征的连续性.最后,将实时尺度变换方法和固定尺度变换方法进行对比,说明所提方法处理NLFM 信号的优越性.

1 引言

共振是系统响应中一种典型的动力学现象.通常来讲,对于简谐激励,当外激励频率接近于振动系统固有频率时会发生共振现象,此时系统振动振幅会急剧增强.不同于传统意义的共振,随机共振(stochastic resonance,SR)[1]、振动共振(vibrational resonance,VR)[2]得到广泛研究,利用其独特的动力学特性可以增强微弱的信号.其中随机共振是在微弱低频信号、噪声和非线性系统协同作用下使得系统输出得到显著增强的一种动力学现象,最初由意大利学者Benzi 提出[3],之后在信号处理中得到广泛应用[4-6].随机共振发生的基本……