调参随机共振在超高频微弱信号检测中的应用.pdfVIP

JournalofComputerApplications ISSN 1001—9081 2016．．09．．10 计算机应用，2016，36(9)：2374—2380，2385 C0DENJYIIDU http：／／www．joca．an 文章编号 ：1001-9081(2016)09—2374-07 doi：10．11772／j．issn．1001—9081．2016．09．2374 调参随机共振在超高频微弱信号检测 中的应用 郝 静 一，杜太行 ，江春冬 ，孙曙光 ，付 超 (1．河北工业大学 控制科学与工程学院，天津300130； 2．石家庄信息工程职业学院计算机应用系，石家庄050035； 3．河北师范大学 电子系，石家庄 050024) ( 通信作者电子邮箱 thdu@hebut．edu．cn) 摘 要：针对经典随机共振(SR)理论只适用于小参数，在提取高频微弱信号失效而无法使用的问题，提出一种调 参随机共振检测高频率微弱信号的方法。首先，推导出双稳系统中阻尼系数与信号频率的关系，并以Kramers逃逸速 率为分析手段 ，讨论阻尼系数变化对系统发生随机共振的影响；然后 ，分析 了系统形状参数对系统产生随机共振现象 的影响，通过联合调整阻尼系数和系统参数实现了大频率微弱信号的检测，并讨论了不同采样频率与调参系统输出 频谱特性的影响，验证了该方法在低采样率下仍具有较强的稳定性；最后，以通用软件无线电设备(USRP)接收的无 线电带噪信号作为系统的输入进行仿真。实验结果表明，利用该调参随机共振策略能够稳定有效地检测 出强噪声背 景下的超高频微弱信号，信号频率可达到MHz、GHz，拓展 了随机共振原理的微弱信号检测的应用领域。 关键词：随机共振 ；吸引子曲线；微弱信号检测；参数调节；Kramers逃逸速率 中图分类号：TN911．7 文献标志码：A Applicationofparameter-tuningstochasticresonancefor detectingweak signalwithultrahigh frequency HAOJing一，DUTaihang ，JIANG Chundong，SUNShuguang，FU Chao (1．SchoolofControlScienceandEngineering，HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300130，China 2．DepartmentofComputerApplication，Sh~iazhuangInformationEngineeringVocationalCollege，ShijiazhuangHebei050035，China 3．DepartmentofElectronics，HebeiNormalUniversity，ShqiazhuangHebei050024，China) Abstract：AimingattheproblemthatcommonnonlinearStochasticResonance(SR)system issubjecttotherestrictionof smallparameterandisfailuretodetectthehighfrequencyweaksignal，anew detectionmethodofparameter-tuningSR for weaksignalwith high frequencywasproposed．Firstly，the relationship between the damping coefficientand thesignal frequencywasderiv