[发明专利]一种自适应随机共振弱信号匹配检测方法

摘要

本发明提供了一种自适应随机共振弱信号匹配检测方法，涉及信号检测领域，通过分析随机共振系统信噪比增益，得出最优共振条件下接收信号噪声强度、系统势垒高度、接收信号预处理增益三者的关系，从而通过对接收信号预处理，即可使固定参数的随机共振系统输出信噪比极大化，接收信号的噪声强度可由传统方法估计得到，本发明系统设计方法简单，容易实现，不需要调节噪声强度和系统参数，对实际环境不需要进行繁琐的寻优过程，简单便捷，系统参数选择范围宽松，简单通过对接收信号直接调节匹配各种频段信号，直接对接收信号处理，对得到的输出序列可采用各种检测器，简单易实现，可以广泛应用于微弱信号检测相关领域。

主权项

一种自适应随机共振弱信号匹配检测方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1：随机共振系统设计建立阻尼非线性双稳态系统：dxdt=ax-bx3+k(Acos(2πfct+φ)+Γ(t))---(1)]]>其中，x为系统输出，t为时间，a、b为系统参数，均为常数，A为信号强度，fc为信号频率，φ为相位，Γ(t)＝Dn(t)，D为噪声强度，n(t)为零均值、单位方差的噪声，k为信号增益驱动参数；参数选取：根据先验条件接收信号频率fc已知，系统参数a大于πfc 10～200倍，系统参数b选择不超过a；步骤2：噪声方差估计采用最大似然估计的方法，估计接收信号的方差，计算公式如下：σn2=(116+12N-14)T(x)---(2)]]>其中，为噪声的方差，N为信号点数，T(x)为检验统计量；步骤3：接收信号白化处理对接收到的时域信号，采用时域白化处理方法，计算公式如下：rwhite(i)＝r(i+m)‑r(i)   (3)其中，rwhite(i)为白化的信号,r(i)和r(i+m)均为接收信号,i＝0,1,2,...为采样点序号，m为间隔的采样点数；步骤4：信号归一化对步骤3所得白化的信号进行归一化处理，即可适应于阻尼非线性双稳态系统；步骤5：信号增益驱动参数选取根据以下参数选取公式：ΔV=k2σn2/2---(4)]]>式(4)中对阻尼非线性双稳态系统，ΔV＝a2/4b计算获得，接收信号的噪声方差由步骤2中公式(2)可得，带入公式(4)可得信号增益驱动参数k；步骤6：信号增益驱动参数调节根据步骤5计算所得信号增益驱动参数k，调节信号增益；步骤7：信号输入将步骤6所得信号输入步骤1中阻尼非线性双稳态系统中，利用龙格‑库塔算法求得系统输出信号；步骤8：信号检测器设计通过设计检测器，对输出信号进行检测即可。