[发明专利]基于Duffing振子的ZPW-2000轨道移频信号译码方法

摘要

本发明公开了一种基于Duffing振子的ZPW-2000轨道移频信号译码方法。该方法首先将采集到的ZPW-2000轨道移频信号进行衰减后加入到由4个Duffing振子组成的载频译码4振子阵列中，根据振子的状态变化译码出载频，然后用该载频对轨道移频信号进行频谱搬移再带通滤波，最后将滤波后的信号加入到由18个Duffing振子组成的低频译码18振子阵列中，根据振子的状态变化译码出低频。该发明方法可靠性强、易于硬件实现，能对低信噪比的ZPW-2000和UM-71轨道移频信号进行可靠准确译码，为强噪声环境下的轨道移频信号检测提供了可行方案，在高速铁路和客运专线中具有较大的应用价值。

主权项

1.一种基于Duffing振子的ZPW-2000轨道移频信号译码方法，其步骤是：A、Duffing振子的构造选择具有以下特征的Duffing振子方程：1(2πf)2x··(t)+k2πfx·(t)-x3(t)+x5(t)=rcos(2πft)+s0(t)]]>或1(2πf)2x··(t)+k2πfx·(t)-x(t)+x3(t)=rcos(2πft)+s0(t)]]>其中，x(t)为Duffing振子的状态轨迹，分别为x(t)的一阶和二阶微分，k为阻尼比系数，f为内策动力频率(单位：Hz)，r为内策动力混沌临界值，s₀(t)＝s(t)+n(t)，s(t)为待译码的ZPW-2000轨道移频信号，n(t)为噪声；令f＝f_4，i＝1400+300*i，i＝1，2，3，4得到4个Duffing振子，构成载频译码4振子阵列；令f＝f_18，j＝9.2+1.1*j，j＝1，2，3，...，18得到18个Duffing振子，构成低频译码18振子阵列；B、载频译码将待译码的含噪ZPW-2000轨道移频信号s₀(t)衰减后输入载频译码4振子阵列中，若第i＝i′个振子由混沌态跃迁为阵发混沌态，则s(t)的载频f_c译码为第i′个振子的内策动力频率，记为C、低频译码根据B步译码得到的载频构造出复指数信号对待译码的含噪ZPW-2000轨道移频信号s₀(t)进行幅度调制，得到幅度调制后的信号s1(t)=e-j2πf^cts0(t);]]>对幅度调制后的信号s₁(t)进行带通滤波，得到滤波后的信号s₂(t)；将滤波后的信号s₂(t)输入到低频译码18振子阵列中，若第j＝j′个振子由混沌态跃迁为大尺度周期态，则s(t)的低频f_d译码为第j′个振子的内策动力频率，记为