[发明专利]一种混沌和滤波系统相结合的弱信号检测方法

摘要

本发明公开了一种混沌和滤波系统相结合的弱信号检测方法，用声波发射器向声波接收器发射一组微弱的频率为w的余弦或方波的声波信号，声波接收器将此信号转换为同频率的余弦波或方波的电波信号输入到Duffing‑Homes混沌系统。在接收信号前调节Duffing‑Homes混沌系统参数使变量y输出的电压波形为混沌波形。如果Duffing‑Homes混沌系统y输出的电压波形从混沌波形变为频率为w的余弦电波波形，滤波系统输出为同频率的余弦电波，表示声波接收器收到一个频率为w的微弱信号。如果混沌系统变量y的输出的电压波形仍是混沌波形，混沌电波被滤波系统滤掉，滤波系统输出0V电压，表示声波接收器没有收到一个微弱信号。该方法可替代传统检测技术，使微弱余弦波或方波的声波信号的检测得到保证。

主权项

一种混沌和滤波系统相结合的弱信号检测方法，主要包括声波发射器、声波接收器、Duffing‑Homes混沌系统和滤波系统，其特征在于，所述方法的具体步骤如下：步骤1，制造能够发射余弦波或方波的声波发射器，制造能够接收声波发射器发送的余弦波或方波的声波接收器；步骤2，制造Duffing‑Homes混沌系统和滤波系统；Duffing‑Homes混沌系统的方程为：x·=yy·=-ky+x-x3+rcos(wt)]]>设系统变量x和y的初始输出电压值为0V，选择适当的常数k，在频率10Hz～80KHz范围内选择一个频率值w，从0V电压开始逐渐增加幅值r使系统变量y输出的电压波形由混沌波形突变为频率为w的余弦函数波形，设突变点处的r为临界阀值r0，稍微减少r值使其小于临界阀值r0；Duffing‑Homes混沌系统变量y的输出电压值随时间的增加呈现出混沌形状变化的波形；步骤3，通过声波发射器连续向声波接收器发射与混沌系统中余弦函数相同频率w的一组微弱余弦波或方波的声波信号；声波信号经由空气或水或固体介质传播到声波接收器被接收；步骤4，声波接收器将收到的一组频率为w的微弱余弦波或方波的声波信号转换为同频率的一组峰值在0.001～1mV之间的余弦波或方波的电信号，引入与之连接的Duffing‑Homes混沌系统，并且和混沌系统中的频率为w的余弦函数rcos(wt)值叠加，当输入的一组余弦波或方波信号叠加rcos(wt)信号后的幅值r不断增加超过阀值r0，将会引起Duffing‑Homes混沌系统变量y的输出电压由混沌波形转变为峰值在1～3V之间的余弦电压波形；步骤5，在规定的时间内，将Duffing‑Homes混沌系统变量y输出的余弦电波输入到与Duffing‑Homes混沌系统连接的滤波系统中；步骤6，滤波系统对频率大于和小于w的信号进行滤波，当输入为混沌电压波形信号时，混沌波形被滤波器滤掉，滤波系统输出为接近0V电压；当输入为频率w的余弦电波时，电波不被滤掉，而是直接通过滤波器，滤波系统输出为同形状、频率为w的余弦电波；步骤7，通过检测滤波系统的输出，完成一次微弱余弦波或方波的声波信号的发射、接收和识别过程。