基于随机共振理论的弱信号检测

【摘要】： 强噪声背景下微弱信号检测是一项常规研究课题,在通信、雷达、海洋以及生物医学等多个领域应用广泛。近年来,非线性科学的不断发展,提出的随机共振理论,成为弱信号检测的新理论和方法。 随机共振是非线性系统、随机噪声和输入信号之间产生的一种协同现象,足由于噪声能量向信号能量转移,提高了输出信噪比,从而提取出弱信号的特征信息,本论文以双稳态随机共振系统为研究对象,主要完成了如下工作: 首先,针对绝热近似小参数随机共振的不足,提出了一种变数值计算步长的随机共振算法,该算法使双稳态系统能同时处理低频信号和高频信号。另外以往检测信号特征信息几乎都是频率信息,本论文尝试性地提出了检测输入信号振幅的思路,并且给出了处理的流程; 其次,对几种混合输入弱信号检测问题进行了讨论和分析,重点研究了高低频混合信号的处理方法,并且给出了多频信号处理的流程; 最后,在随机共振理论用于高维信号处理方面做了一些尝试性的工作,取得了一定的效果,为随机共振理论用于高维信号处理打下了一定基础。 论文还搭建了双稳态系统的仿真模型,并对上述算法进行了仿真实验,验证了理论和方法的合理性。