基于Hilbert变换及间歇混沌的水声微弱信号检测方法研究

利用Duffing振 子从混沌到间歇混沌的相变及其对策动力和待检测信号频差较小的周期信号的敏感性, 研究了强海洋背景噪声下微弱周期信号的检测. 通过构造混沌振子列的方法对频率未知信号进行扫频, 从而提取待检测信号的频率范围, 最后利用希尔伯特变换, 实现对间歇混沌的包络检测, 并计算出待检测信号的频率. 计算机仿真与实测水声信号处理结果表明, 利用基于希尔伯特变换的间歇混沌振子对水声微弱信号检测, 其检测信噪比比一般的间歇混沌振子提高了至少4.4 dB, 验证了所提方法的有效性.     

一个新的三维混沌系统的分析、电路实现及同步

中心流形理论提供了一个将高维系统降维研究的方法，应用该理论研究了一个新的混沌系统的基本特性，给出中心流形上流方程，分析这个新的混沌系统的叉式分岔.通过构建电路实现了该混沌系统,从而验证了系统的混沌行为，证实了混沌吸引子的存在.同时说明了由于电路信号频率与数值信号频率的不同所带来的数值仿真与物理实现之间在应用上有着重要区别.最后利用单变量反馈控制方法实现了新系统的同步控制，并给出了完整的同步实现电路. 关键词： 三维混沌系统 中心流形 电路实现 同步     

激光混沌通信中半导体激光器接收机对高频信号的滤波特性

数值研究了基于半导体激光器的混沌通信系统中构成混沌同步的接收半导体激光器对高频信号的滤波特性.分析了闭环结构的接收机对不同频率、不同幅度的加载信号的提取能力.研究发现，混沌保密通信系统对传输信号的提取能力与信号的频率有关.当信号频率较低时，闭环结构的接收机对信号的滤波效果较好；当信号频率接近半导体激光器的弛豫振荡频率时，接收机的滤波效果较差.分析结果同时表明，混沌保密通信系统中接收机对传输信号的提取质量不仅与实现混沌同步的两激光器的同步质量有关，而且依赖于传输信号的幅度. 关键词： 混沌 混沌同步 半导体激光器 滤波     

基于参数非共振激励混沌抑制原理的微弱方波信号检测

利用自治混沌系统的参数非共振激励混沌抑制原理实现强噪声背景下微弱方波信号的检测. 将频率远大于系统特征频率的方波信号作为内置激励信号，经平均法处理后，得到受控系统与原系统之间的参数等效关系，并由此确定使系统由混沌状态突变为周期状态的检测参数临界值. 数值仿真结果表明此系统可以达到极低的信噪比工作下限. 相比于利用参数共振微扰混沌抑制原理实现微弱信号检测的有关方法，此方案可根据严格的理论分析得到更准确的检测参数估计值，有利于在相关领域推广应用. 关键词： 自治混沌系统 参数激励 方波信号 检测     

基于最优滤波器的强混沌背景中谐波信号检测方法研究

强混沌背景中的微弱谐波信号检测有重要的工程研究意义. 目前的检测方法主要是基于Takens理论的混沌相空间重构方法, 然而这些方法往往对信干噪比要求高, 且对高斯白噪声敏感等. 本文注意到混沌信号的二阶统计特性是不变的, 根据这个特点提出了一种基于最优滤波器的强混沌背景中的微弱谐波信号检测方法. 该方法首先构建一个数据矩阵, 在频域上对每个频率通道分别检测谐波信号, 从而将信号检测问题转化为最优化问题, 然后利用最优化理论设计滤波器, 使待检测频率通道的信号增益保持不变, 而尽量抑制其他频率通道的信号, 最后通过判断每一频率通道的输出信干噪比来检测谐波信号. 与传统方法相比, 本文方法有如下优点: 1)可以检测更低信干噪比下的微弱谐波信号; 2)可检测的信号幅度范围更大; 3)抗白噪声性能更强. 仿真结果证明了本文方法的有效性.     

混沌背景中微弱信号检测的神经网络方法

基于复杂非线性系统相空间重构理论，提出了混沌背景中微弱信号检测的神经网络方法，利用神经网络强大的学习和非线性处理能力，建立了混沌背景噪声的一步预测模型，从预测误差中检测淹没在混沌背景噪声中的微弱目标信号(包括周期信号和瞬态信号)，研究了混沌背景中存在白噪声时该方法的检测能力，指出了目标信号为瞬态信号和周期信号时检测原理的异同点，最后以Lorenz系统作为混沌背景噪声进行了仿真实验，实验表明该方法能有效地将混沌背景中极其微弱的信号检测出来. 关键词： 混沌 神经网络 信号检测     

基于改进强耦合振子的微弱脉冲信号检测方法

强耦合振子可用于微弱脉冲信号的检测和波形恢复,但其对微弱脉冲信号的检测频率会受到系统内置频率的限制.在系统内置频率固定的情况下,系统只能对一定频率范围内的脉冲信号进行有效检测和波形恢复,在检测更高频率的脉冲信号时会出现波形失真.本文分析了耦合振子内置频率和微弱脉冲信号检测频率之间的关系,提出两种改进强耦合振子结构以扩展微弱脉冲信号的频率检测范围.通过引入非线性恢复力耦合项,非线性恢复力强耦合振子可以有效保留信号的高频分量,在更高频率的脉冲信号输入时也能较好地保留信号特征.双振子强耦合系统通过引入Van der Pol-Duffing振子,加强了系统内部结构的稳定性,同样达到了扩展脉冲信号频率检测范围的效果.此外,基于变迭代步长和混沌检测的频率相关性,提出了一个未知频率脉冲信号检测方法,以改变迭代步长的方法代替改变系统内置频率来进行频率扫描,并且利用混沌检测的频率相关性,将接收信号和恢复信号的相关系数和纯噪声输入情况下的相关系数进行对比,根据两个相关系数之间的明显差异可以有效检测出脉冲信号.通过仿真实验进行验证,所提方法可以有效检测出未知频率的脉冲信号,并且所提的改进强耦合振子结构相对于...     

基于混沌和随机共振的微弱信号检测

推导了分数阶线性振子系统响应的一阶稳态矩的频率不变性和相移特性, 并通过理论分析得出, 在随机共振机制下, 分数阶线性振子对系统响应一阶稳态矩的幅值具有放大作用. 构造Duffing混沌振子检测器, 利用混沌系统对参数摄动的敏感性以及对噪声的免疫能力实现弱信号检测. 数值模拟证实, 该方法可以有效地从噪声背景中将微弱正弦信号检测出来, 并且相对传统的混沌检测方法能显著降低信噪比检测门限.     

基于选择性支持向量机集成的海杂波背景中的微弱信号检测

基于复杂非线性系统相空间重构理论,提出了一种混沌背景中微弱信号检测的选择性支持向量机集成的方法,为了提高支持向量机集成的泛化能力,采用K均值聚类算法选择每簇中精度最高的子支持向量机进行集成,建立了混沌背景噪声的一步预测模型,从预测误差中检测湮没在混沌背景噪声中的微弱目标信号（包括周期信号和瞬态信号）,最后分别以Lorenz系统和实测的IPIX雷达数据作为混沌背景噪声进行实验研元结果表明该方法能够有效地将混沌背景噪声中极其微弱的信号检测出来,抑制噪声对混沌背景信号的影响,与神经网络和传统支持向量机方法相比,预测精度和检测门限方面的性能有显著提高．     

非锁相Lorenz-Haken方程动力学研究

考虑原子的相干性和经典注入光场，利用随机微分方程给出非锁相条件下的Lorenz-Haken方程，研究失谐量、注入经典光场和原子相干性对非锁相Lorenz-Haken方程动力学特性的影响．在激光运转情形，失谐量造成光场位相的混沌，系统在不同条件下，出现四吸引子、双吸引子及单吸引子混沌状态，且体系的分数维维数较锁相条件下增加．光场失谐量、注入光场和原子相干性可抑制混沌．在双稳态运转下，光场位相为π的偶数倍或奇数倍，使光场稳定于正值和负值，故体系出现对称双稳态对，但无混沌状态． 关键词： 非锁相Lorenz-Haken方程 混沌 原子相干性 注入光场     

一类多折叠环面混沌吸引子

在双折叠环面混沌吸引子方程中构造一种具有多个分段线性化的奇函数，基于递归算法，导出可产生一类多折叠环面混沌吸引子的递归公式.通过适当选取各个分段线性区间的斜率值，利用所得的递归公式计算出分段线性化函数中各个平衡点和转折点之值，最终可产生一类多折叠环面混沌吸引子.给出了产生这类混沌吸引子的计算机数值模拟结果. 关键词： 双折叠环面混沌吸引子 多折叠环面混沌吸引子 递归算法     

Letter: Interpolating Between the Bose-Einstein and the Fermi-Dirac Distributions in Odd Dimensions

We consider the response of a uniformly accelerated monopole detector that is coupled to a superposition of an odd and an even power of a quantized, massless scalar field in flat spacetime in arbitrary dimensions. We show that, when the field is assumed to be in the Minkowski vacuum, the response of the detector is characterized by a Bose-Einstein factor in even spacetime dimensions, whereas a Bose-Einstein as well as a Fermi-Dirac factor appear in the detector response when the dimension of spacetime is odd. Moreover, we find that, it is possible to interpolate between the Bose-Einstein and the Fermi-Dirac distributions in odd spacetime dimensions by suitably adjusting the relative strengths of the detector's coupling to the odd and the even powers of the scalar field. We point out that the response of the detector is always thermal and we, finally, close by stressing the apparent nature of the appearance of the Fermi-Dirac factor in the detector response.     

Performance analysis of quantum access network using code division multiple access model

A quantum access network has been implemented by frequency division multiple access and time division multiple access, while code division multiple access is limited for its difficulty to realize the orthogonality of the code. Recently,the chaotic phase shifters were proposed to guarantee the orthogonality by different chaotic signals and spread the spectral content of the quantum states. In this letter, we propose to implement the code division multiple access quantum network by using chaotic phase shifters and synchronization. Due to the orthogonality of the different chaotic phase shifter, every pair of users can faithfully transmit quantum information through a common channel and have little crosstalk between different users. Meanwhile, the broadband spectra of chaotic signals efficiently help the quantum states to defend against channel loss and noise.     

参数未知的舰船辐射噪声检测方法

舰船辐射噪声的检测方法已有广泛研究,其中线谱特征是检测的重要依据。基于线谱特征的舰船辐射噪声检测方法常需要线谱数目、频率等参数作为检测的先验信息,这些信息不准确或无法确知时,检测方法的性能会受到显著影响。针对实际应用中对于未知舰船无法获得其参数信息的情况,研究基于连续谱谱峰特征的更为一般性的信号存在性检测方法。将窄带信号瞬时频率分析的思想扩展到舰船辐射噪声这类宽带信号,从信号频率与能量分布的角度推导得到宽带信号"瞬时频率"的近似表示式。构建宽带信号的瞬时频率检测器,并对其性能进行理论分析,结果表明该检测器的性能主要受舰船辐射噪声瞬时频率方差以及接收信噪比影响。通过计算机仿真和实际数据对算法的性能进行了验证。      

混沌干扰中基于同步挤压小波变换的谐波信号提取方法

针对混沌干扰背景下多个谐波信号的提取问题, 提出了一种基于同步挤压小波变换(SST)的谐波信号抽取方法. 首先利用SST将混沌信号和谐波信号组成的混合信号分解为不同的内蕴模态类函数, 然后利用Hilbert变换对分离出的内蕴模态类函数进行频率识别, 从中分离出各谐波信号. 以Duffing混沌背景为例, 对混沌干扰下多谐波信号的提取进行了实验分析. 实验结果表明: 对于不同频率间隔的多个谐波分量, 本文方法的提取结果都具有较高的精度, 而且所提方法对高斯白噪声的干扰具有较好的鲁棒性, 综合提取效果优于经典的经验模态分解方法.     

Proton dynamics in Rochelle salt

The investigation of the frequency spectra of Rochelle salt was performed by inelastic incoherent scattering of thermal neutrons using beryllium detector method. The neutron spectra were measured above the upper ferroelectric transition temperature at 307 K and in the polarized phase at 291 K, in the energy range 17–83 meV. Tentative conclusions concerning proton dynamics are drawn from the analysis of the spectra.     

Method to identify time delay of chaotic semiconductor laser with optical feedback

We propose a power spectrum analysis method to directly identify the time delay of a chaotic semiconductorlaser with optical feedback. By measuring the radio frequency (RF) power spectrum of the chaotic laserand performing an inverse Fourier transform, we can easily unveil all the time delay signatures, regardless ofwhether the chaotic output is induced by single or multiple feedback. This method successfully retrieves thetwo time delay signatures from the power spectrum of a semiconductor laser with double-cavity feedback.     

Estimation of photon counting statistics with imperfect detectors

The study on photon counting statistics is of fundamental importance in quantum optics. We theoretically analyzed the imperfect detection of an arbitrary quantum state. We derived photon counting formulae for six typical quantum states(i.e.,Fock, coherent, squeeze-vacuum, thermal, odd and even coherent states) with finite quantum efficiencies and dark counts based on multiple on/off detector arrays. We applied the formulae to the simulation of multiphoton number detections and obtained both the simulated and ideal photon number distributions of each state. A comparison between the results by using the fidelity and relative entropy was carried out to evaluate the detection scheme and help select detectors for different quantum states.     

基于蒙特卡洛方法的四元探测器干扰效果分析

正交四元探测器是第3代红外导引头的核心传感器,为了对该型导引头实施有效干扰,探讨了其探测工作机理,有针对性地提出影响其自动增益控制(AGC)电路工作的干扰策略,对干扰实施过程进行了仿真分析。采用蒙特卡洛方法模拟了在干扰存在频差,干扰占空比改变,干扰相位变化条件下的平均有效干扰率。仿真结果表明:以同频或倍频、0.25占空比、较高功率激光可影响导引头AGC电路正常工作,适时通过调整干扰相位可以影响干扰效果,最终破坏其信号提取逻辑,实现欺骗干扰。分析结果对于激光定向红外对抗系统的研制具有一定理论指导意义。     

一类多涡卷混沌系统构造方法研究

提出一种基于平移变换的多涡卷混沌系统构造方法.首先选取合适的不稳定线性系统,利用一系列相互平行的分界面对相空间进行划分,然后通过对该线性系统进行平移变换,使新系统作用于相应的空间区域,最后利用基于符号函数的非线性函数来统一表示整个系统.根据该方法可以构造具有任意奇数个涡卷的新型混沌系统,同时也可以对某些现有混沌系统进行改进,使之成为多涡卷系统.数值仿真结果验证了该方法的可行性. 关键词： 多涡卷混沌吸引子 平移变换 涡卷