[实用新型]基于蔡氏混沌电路的保密通信系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及保密通信领域，尤其是涉及一种基于蔡氏混沌电路的保密通信系统。

背景技术

在非线性科学中，混沌现象指的是一种确定的但不可预测的运动状态。它的外在表现和纯粹的随机运动很相似，即都不可预测。但和随机运动不同的是，混沌运动在动力学上是确定的，它的不可预测性是来源于运动的不稳定性，或者说混沌系统对无限小的初值变动特别敏感性，即初始值的微小差别经过一段时间后可以导致系统运动过程的显著差别，其次它还具有遍历性、内随机性和分数维性等复杂特征。

如果把混沌信号与发送信号经过调制处理后再进行发送，这就会增加信号的破译难度，所以混沌系统特别适合用于保密通信领域。1983年，美国加州大学的蔡少棠教授与日本枣岛田大学进行学术交流时发明了蔡氏电路，蔡氏电路是非线性电路中能产生丰富复杂动力学行为的最简单、最有效的电路。目前，蔡氏混沌电路在很多领域都已经得到广泛的应用，由于蔡氏混沌电路采用的电感由线圈和铁芯组成。所以在利用蔡氏电路设计保密通信电路时会存在如下问题：(1)由于实际电感采用的是线圈和铁芯组成，所以自感系数L越低，电感的体积就会越大，在低频范围内不但难于实现，更难于集成。(2)由于实际电感存在分布电容和直流电阻，所以实际电感会对电路的工作性能产生较大影响。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供一种基于蔡氏混沌电路的保密通信电路系统。

为了解决上述问题，本实用新型采用如下方案：一种基于蔡氏混沌电路的保密通信系统，包括调制电路、解调电路、蔡氏混沌电路Ⅰ、同步电路和蔡氏混沌电路Ⅱ；所述调制电路将发送信号与蔡氏混沌电路Ⅰ生成的混沌信号调制成传输信号；所述解调电路将传输信号与蔡氏混沌电路Ⅱ生成的混沌信号解调成与发送信号相同的接收信号；所述同步电路使得蔡氏混沌电路Ⅱ生成的混沌信号与蔡氏混沌电路Ⅰ生成的混沌信号一致。所述蔡氏混沌电路Ⅰ和蔡氏混沌电路Ⅱ的电路相同，由一个电感、两个电容、一个电阻和一个非线性电阻相互连接而成；所述电感采用模拟电感电路；所述模拟电感电路由两个运算放大器和四个电阻和一个电容相互连接而成；所述模拟电感电路的电流流出端接地。采用本实用新型的技术方案，电感由线圈和铁芯替换为模拟电感电路，模拟电感电路有效地解决了采用线圈和铁芯作为电感时，自感系数L越低，电感的体积就会越大，在低频范围内难于实现、难于集成的问题；同时也避免实际电感的分布电容和电阻对电路的干扰的问题。

进一步的改进，所述非线性电阻有两个运算放大器和六个电阻相互连接而成。

进一步的改进，所述调制电路由用于将发送信号与蔡氏混沌信号进行叠加的反相求和电路和用于对叠加后的信号进行反相运算的反相电路组成，所述反相求和电路由一个运算放大器和四个电阻相互连接而成；所述反相电路由一个运算放大器和三个电阻相互连接而成。

进一步的改进，所述解调电路由对传输信号和同步后的混沌信号进行相减的减法电路组成，所述减法电路由一个运算放大器和四个电阻相互连接而成。

附图说明

图1为基于蔡氏混沌电路的保密通信系统的原理框图。

图2为蔡氏电路的原理图。

图3为模拟电感的电路图。

图4为非线性电阻的电路图。

图5为基于蔡氏混沌电路的保密通信系统的电路图。

图6为同步前的基于模拟电感的蔡氏电路图。

图7为同步后的基于模拟电感的蔡氏电路图。

图8为同步电路的电路图。

图9为发送信号、混沌信号和传输信号的对比图。

图10同步效果图。

图11为发送信号与接收信号的对比图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型优选的方案做进一步的阐述：

如图1所示，一种基于蔡氏混沌电路的保密通信系统，包括调制电路、解调电路和蔡氏混沌电路Ⅰ、同步电路和蔡氏混沌电路Ⅱ。

如图2所示，所述蔡氏混沌电路Ⅰ和蔡氏混沌电路Ⅱ的电路相同，由电感L、电容C1、电容C2、电阻R和一个非线性电阻NR相互连接而成。

如图3所示，所述电感采用的是模拟电感电路；所述模拟电感电路由运算放大器U2A、U2B、电阻R1、R2、R3、R4、和电容C相互连接而成；其中电流由Z1端流入从Z2端流出，且Z2端接地。

如图4所示，非线性电阻由运算放大器U1A、U1B，电阻R5、R6、R7、R9、R10、R12相互连接而成。