数字系统微弱泄漏电磁波信号检测的随机共振法研究

【摘要】：高速数字系统工作时由于装置中时钟电路和晶振的电磁辐射,会产生微弱泄漏电磁波信号,对这种微弱电磁波信号的检测具有重要的实际应用价值。不同于传统的信号检测方法,随机共振技术可将部分噪声能量转化为信号能量,从而增强信号强度,提高信号的信噪比,以达到检测微弱信号的目的。本文将随机共振理论应用在数字系统微弱泄漏电磁波信号的检测工作中,实现从复杂噪声背景中提取微弱电磁波信号的特征信息。 在比较和分析了传统自适应算法的基础上,本文设计了一种改进的基于随机共振理论的自适应算法作为微弱信号提取算法,并进行了仿真实验,对实验结果进行了分析和讨论。该算法以信号输出信噪比为检测指标,可动态调节算法中的权向量值以引导发生随机共振效应,使信号幅值得到增强。仿真实验结果表明,基于随机共振理论的自适应算法能够在很大程度上提高信号信噪比,提高了从复杂噪声背景中提取微弱信号的有效性。 基于随机共振理论和双稳态结构模型,本文设计了一套信号测试系统,作为数字系统微弱泄漏电磁波信号检测平台中的信号处理与分析模块。该测试系统的算法模块嵌入了本文设计的自适应随机共振算法。利用Matlab软件对该信号测试系统进行了模型结构仿真设计,并对实测的两套数字系统产生的泄漏信号数据进行了分析与处理,证实了该信号测试方法的有效性。