[发明专利]一种基于Liu-cos混沌系统的声波信号检测方法

说明书

一种基于Liu‑cos混沌系统的声波信号检测方法用声波发射器向声波接收器发射一组事前规定频率为w的余弦波的声波信号，声波接收器收到此余弦波的声波信号后将此信号转换为同频率的余弦波电波信号，输入到Liu‑cos混沌系统。在接收信号前调节Liu‑cos混沌系统参数使变量y和z输出的电压波形为混沌波形。如果Liu‑cos混沌系统变量y或z输出的电压波形从混沌波形变为接近0V直流电压，表示声波接收器收到一个事前规定频率为w的微弱余弦波(或方波)的声波信号。如果Liu‑cos混沌系统变量y或z的输出的电压波形仍然是混沌波形，表示声波接收器没有收到一个事前规定频率为w的微弱余弦波(或方波)的声波信号。本方法判别过程简单、容易实现、可替代传统声波检测技术。

技术领域

本发明涉及信号检测领域，尤其涉及一种基于Liu-cos混沌系统的声波信号检测的方法。

背景技术

在声波信号检测中，传统的方法是先将声波信号进行放大和滤波处理，然后转换为电信号加以检测识别。这种检测方法的抗干扰能力弱、并且无法区分频率接近的余弦波(或方波)的声波信号，检测效果不佳。目前人们已经验证了将Duffing混沌系统用于声波检测信号的可行性。由于Duffing混沌系统的变量x和y输出电压波形只有混沌和余弦波两种状态，并且这两种状态的波形接近很难区分，因而无法利用其进行有效的声波信号检测。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于Liu-cos混沌系统的声波信号检测方法，实现余弦波(或方波)的声波信号的检测和识别。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明方法包括发射、接收和识别三个过程，所述方法步骤如下：

步骤1，制造余弦波(或方波)声波发射器和声波接收器；

步骤2，制造Liu混沌系统和余弦函数相结合得到的Liu-cos混沌系统；

步骤3，使用声波发射器向声波接收器发射与Liu-cos混沌系统余弦函数Racos(wt)频率同为w的一组余弦波(或方波)声波信号同时夹杂有干扰信号；经由空气或水，频率为w的一组余弦波(或方波)的声波信号和干扰信号传播到声波接收器并被接收；

步骤4，声波接收器将收到的频率为w的一组余弦波(或方波)的声波信号转换为同频率的一组峰值在0.1～1V之间的余弦(或方波)电波信号Rxcos(wt)，将伴随的声波干扰信号转换为干扰电波信号Sn(t)，将输入的电波信号Rxcos(wt)和干扰信号Sn(t)引入与之连接的Liu-cos混沌系统；

步骤5，电波信号Rxcos(wt)和混沌系统中的同频率w的余弦函数Racos(wt)相叠加，当叠加后的幅值Ra+Rx大于临界阈值Rf时，引起Liu-cos混沌系统变量y和z的输出电压由混沌波形转变为接近0V的直流电压；如果声波接收器没有收到与Liu-cos混沌系统余弦函数Racos(wt)同频率w的一组余弦波(或方波)的声波信号，而是只接收到一组声波干扰信号，将声波干扰信号转换为电波干扰信号Sn(t)，然后将其输入到与之连接的Liu-cos混沌系统，由于没有同频率电波信号Rxcos(wt)和混沌系统中的余弦函数Racos(wt)相叠加，Racos(wt)幅值Ra保持不变仍然小于临界阈值Rf，此时变量y和z的输出电压波形维持混沌波形不变；

步骤6，通过检测器检测Liu-cos混沌系统变量y或z的输出电压波形，若变量y或z的输出波形为接近0V直流电压，表示声波接收器接收到频率为w的一组余弦波(或方波)的声波信号；若变量y和z的输出电压波形为混沌波形，表示声波接收器没有接收到一组频率为w的余弦波(或方波)的声波信号。

进一步的，步骤1中，所述的余弦波(或方波)声波发射器和声波接收器的制造过程，是通过将余弦波(或方波)声波发射器和余弦波(或方波)的声波接收器组成一组声波发射和接收系统，通过和混沌系统中余弦函数Racos(wt)同频率w的余弦波(或方波)的声波信号发射和接收来传递信息。