基于系统一阶摄动解主频功率比的弱信号检测方法

Iroiman

摘 要：针对现有混沌检测算法精度不高、状态响应滞后的问题，该文从混沌状态整体性、系统解频域特性等角度
进行全面分析，提出一种基于摄动解主频功率比的弱信号检测方法，该算法不仅准确实现了临界状态的有效界定，
提高了信号检测的可靠程度，而且揭示了系统各个状态之间的差别及物理含义。文中采用参数摄动法推导了
Duffing-Van der pol 振子的一阶摄动平衡解，证明了其为影响主频率分量的主要因素。在此基础上，采用经验模态
分解方法对有效参量信息进行选择性重构，以最小均方误差约束准则下的比值系数重新定义了系统状态，得到系统
主频功率比与策动力幅值之间的映射关系，并以此作为临界阈值确定的依据。实验结果表明，采用主频功率比准则
5 {4 a7 S* Y' m2 [6 M' G" d的信号检测方法可靠性提高了约 1 个数量级，且算法的响应速度为传统分析方法的 2 倍以上。
关键词：信号处理；一阶摄动平衡；主频功率比；临界阈值；最小均方误差
+ R- @0 a" ~' X1 引言
弱信号检测技术在现代科学中占有重要地位，
一直是国内外研究的热点问题。传统检测方法抑制

3 ?3 I5 o/ l5 E5 [1 [噪声能力不强，检测性能难以进一步提高[1,2]。1992
' d$ }$ [) Q* T: S% V年，Birx 首次将混沌分析理论引入弱信号检测领域，
2 p" }. j, f8 i" G" ?2 N发现系统具有抗噪性强、对周期激励极度敏感的特
6 e4 E3 i/ s3 a  a点。混沌检测理论自此开始得到广泛关注，在遥控
遥测、精密仪器、光电通信、超视距雷达等领域展
现出重要的应用价值[3 6]。
研究表明，准确辨识系统状态响应主要通过解
. r8 K# k) f4 K, E4 H, e析判据法和特征统计量法实现，是混沌检测的核心
8 w8 @# _" j- ]5 W5 H领域[7,8]。其中，解析判据法是指将系统归结为一个
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