[发明专利]对待检信号相位无敏感性的同频Duffing振子及构建方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种可用于非相干信号检测的混沌振子构建技术，特别是涉及一种通过相位空间分割和混沌振子内部驱动力初相移动来构建对待检信号相位无敏感性的同频Duffing振子的技术。

(二)背景技术

用混沌振子检测信号是近年来发展起来的一项新技术，该技术以分析混沌振子的相变状态来实现信号检测，即以观测混沌振子是否呈现大尺度周期轨道现象(或间歇混沌现象)或混沌现象来判定待检信号的有无(Guangyu Wang，DajunChen，Jianya Lin and Xing Chen，“The Application of Chaotic Oscillatorto Weak Signal Detection，”IEEE Transaction on Industrial Electronics，vol.46，no.2，pp.440-444，1999.)。

尽管理论和实验都已证明，在微弱信号检测方面混沌振子信号检测技术比现有技术都更为有效(李月，杨宝俊.混沌振子检测引论.北京：电子工业出版社，2004.；李月，杨宝俊，石要武.色噪声背景下微弱正弦信号的混沌检测[J].物理学报，52(3)：526-530，2003.；Xiyi Zhang，Hongxia Guo，Binghe Wang，andPengyi Zhang.“A New Method for Detecting Line Spectrum of Ship-RadiatedNoise Using Duffing Oscillator，”Chinese Science Bulletin，vol.52，no.14，pp.1906-1912，2007.)，但这种信号检测还不能在混沌振子内部驱动力与待检信号不取得一定的相位关联的条件下达成(李香莲，机械振动微弱慢频变信号的混沌振子检测，中国机械工程，2006年17卷1期：12-16)。因为混沌振子信号检测技术本质上是一种相干检测技术，它要求待检信号的相位必须落在混沌振子的信号接收窗内(以Duffing振子为例，大约为180°左右)。由理论研究表明，任何单一混沌振子的信号接收窗都不能覆盖360°全相位空间，因此，就目前人们所掌握的理论和技术而言，用混沌振子无法实现对信号进行非相干检测。

显然，解决上述问题的关键是能否找出一种有效的方法来构建出只敏感待检信号幅度而不敏感待检信号相位的混沌振子，即：对待检信号相位无敏感性的混沌振子或具有360°全相位信号接收窗的混沌振子。如果我们能够找到这样的任一混沌振子，那么用混沌振子进行非相关信号检测的“大门”将被“撬开”。因此，把混沌振子用于非相关信号检测的普适性方法的到来也就将离我们不远。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种构建只敏感待检信号幅度而不敏感其相位的对待检信号相位无敏感性的同频Duffing振子及构建方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的对待检信号相位无敏感性的同频Duffing振子的构成为：

包括差分放大单元U1、摸-数转换单元U2、后置配置单元U3、智能处理单元U4和时钟源U5；差分放大单元U1把输入信号x(t)转换为差分信号；摸-数转换单元U2把x(t)转换为14位的二进制数字信号，转换时钟由智能处理单元U4提供，频率根据待检信号确定；后置配置单元U3为智能处理单元U4提供后置配置，软件下载使用JTAG方式；智能处理单元U4为FPGA或SOPC芯片，实现同频Duffing振子，算法采用VHDL语言和μ/COSII嵌入式汇编语言实现；时钟源U5为智能处理单元U4提供系统时钟。

本发明的对待检信号相位无敏感性的同频Duffing振子的构建方法为：

1.取M个频率归一化的基本Duffing振子，M≥3；

2.对M个基本Duffing振子的频率归一化，归一化方程为：