基于隨機共振的高噪聲背景下微弱信號的檢測與研究.pdf

1、在實際工程應(yīng)用中，待測信號常常會被高噪聲或一些干擾信號所淹沒，嚴重地影響了有用信號的準(zhǔn)確測量和系統(tǒng)的正常工作，因此在高噪聲背景中準(zhǔn)確地檢測提取出被測微弱信號，已成為信號檢測領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點問題之一。傳統(tǒng)的微弱信號檢測方法主要是通過抑制噪聲來檢測被測微弱信號，但往往在去除噪聲的同時，也對淹沒在噪聲中的微弱信號產(chǎn)生不利影響，而隨機共振則恰恰相反，它是利用噪聲來檢測微弱信號，將噪聲的能量轉(zhuǎn)化為被測微弱信號能量，以此來增大被測信號的信噪比，便于

2、從噪聲中檢測出來有用信號。隨機共振最早是用于解釋地球的冷暖氣候交替現(xiàn)象提出的，是利用非線性系統(tǒng),在噪聲和輸入信號協(xié)同的作用下,發(fā)生類似力學(xué)中的共振現(xiàn)象,達到增強微弱信號的目的,是近年來隨著統(tǒng)計物理理論和非線性動力學(xué)的突飛猛進而出現(xiàn)的一種用于微弱信號檢測的新方法。
　　本文以隨機共振原理為理論基礎(chǔ)，以隨機共振在高噪聲背景下微弱信號的檢測為目的，系統(tǒng)地研究了非線性雙穩(wěn)態(tài)隨機共振系統(tǒng)與噪聲、微弱信號之間的關(guān)系，針對隨機共振在實際應(yīng)用中，

3、因絕熱近似條件的約束，存在被測微弱信號不易被檢測的問題，采用了多尺度隨機共振變換的檢測方法，運用頻譜分析，深入細致地研究了單頻信號和多頻信號條件下的隨機共振現(xiàn)象以及高噪聲背景下的小參數(shù)微弱信號和大參數(shù)信號的檢測。本文研究內(nèi)容包括：
　　首先，介紹了隨機共振理論的發(fā)展經(jīng)歷、研究現(xiàn)狀以及在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用，簡述了微弱信號檢測的特點和現(xiàn)有的方法，深入探討了隨機共振檢測微弱信號的方法，闡述了一些雙穩(wěn)隨機共振的經(jīng)典理論和常用的度量方法。

4、r>　　其次，以具有雙勢阱性質(zhì)的典型模型朗之萬方程為研究對象，介紹了隨機共振包含的三個必不可缺的要素，研究了微弱信號幅值、噪聲強度、非線性雙穩(wěn)系統(tǒng)參數(shù)和微弱信號頻率對非線性雙穩(wěn)隨機共振的影響以及產(chǎn)生隨機共振效應(yīng)的條件。
　　然后，針對從高噪聲背景中檢測多頻大參數(shù)微弱信號的問題，采用了基于多尺度隨機共振變換的檢測方法，對含噪輸入信號經(jīng)小波變換分解為不同尺度頻率的信號成分后，通過引入歸一化變換來調(diào)節(jié)各尺度信號成分的大小，再將不同尺度的