CN103199985A - 一种通信非线性闭环调频混沌系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通信非线性闭环调频混沌系统，建立数学模型，通过分析频率和相位之间的关系得到一维离散映射。从分岔图、Lyapunov指数及参数空间三维分岔的角度分析了该系统的动力学行为，观察到切分岔、倍周期分岔中的间断及多稳态等丰富现象；并且分析了系统在双参数空间的状态变化、分岔序列的特点，同时由于本系统利用压控振荡器件和采样后的信号变换过程作为系统的非线性函数，可以较好的避免混沌系统的非线性部分难以在高频宽带环境下精确实现的问题。

Description

一种通信非线性闭环调频混沌系统
技术领域
本发明涉及一种含平方项的一维通信非线性闭环调频混沌系统，属于电子通信领域。
背景技术
由于非线性动力学系统的运动状态失稳而出现分岔以至于混沌状态是非常普遍的现象。混沌行为表现为对初值的敏感性、遍历性、貌似随机性，并具有非常复杂的分形和自相似结构。在对混沌行为逐步深入地研究过程中，揭示出了混沌行为隐藏在表面混乱后面的有序现象，并且发现混沌行为对模拟自然界的许多现象有很多好处。尤其是在信息加密、保密通信和混沌雷达等特殊领域有着更为广泛的应用前景。然而目前的混沌系统在工程应用中面临着一些公认的难题，其中一个就是混沌系统的非线性部分难以在高频宽带环境下精确实现。
目前有关混沌调频信号的研究主要是以离散混沌序列为基础,离散混沌调频信号具有较低的峰均功率比值，降低了系统的硬件要求，提高了传输效率和系统性能，但是其中部分重要研究成果有较为严格的数学前提，并且离散混沌序列调频信号由于离散序列值的跳变而无法避免频率跳变，使得信号频率变换不连续且功率谱不平滑。本发明利用压控振荡器件和采样后的信号变换过程作为系统的非线性函数，提出了一种含有平方项的通信非线性调频系统，在一定控制参数的条件下，该系统展现复杂的动力行为，包括分岔、多稳态和混沌等现象。处于混沌状态时，产生的信号具有低的峰均功率比，连续的宽带谱，以及可控的频谱形状。但对此系统的混沌分岔及系统的参数特性进行深入细致分析的报道还不多. 闭环调频系统的非线性、各种动力学行为，尤其是系统分岔过程和控制参数的影响分析将有助于认识和有效地进行混沌控制。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种含平方项的一维通信非线性闭环调频混沌系统。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种含平方项的一维通信非线性闭环调频混沌系统，其包括：主要利用压控振荡器件和采样后的信号变换过程作为系统的非线性函数，提出了一种含有平方项的非线性自调频系统，在一定控制参数的条件下，该系统展现复杂的动力行为，包括分岔、多稳态和混沌等现象。处于混沌状态时，产生的信号具有低的峰均功率比，连续的宽带谱，以及可控的频谱形状。可以较好的避免混沌系统的非线性部分难以在高频宽带环境下精确实现的问题。
上述含平方项的一维离散映射为：
Figure 505582DEST_PATH_IMAGE001
                                                                             (1)
其中，。令
Figure 128641DEST_PATH_IMAGE003
，方程(1)可变为
Figure 498442DEST_PATH_IMAGE004
                                                                             (2)
其中，参数
Figure 529983DEST_PATH_IMAGE005
。
本发明的效果及作用                                
(1) 本发明实现了提供一种含平方项的一维通信非线性闭环调频混沌系统，其中参数
Figure 327038DEST_PATH_IMAGE005
。
(2) 采用本发明的一维通信非线性闭环调频混沌系统，其输出信号具有较大的动态范围，混沌信号源具有不同频段范围的宽频段特性并反应出其双参数特性，预示其在雷达，保密通信，电子对抗等领域有着广泛的应用价值。
(3) 本发明提出了一种含平方项的一维通信非线性闭环调频混沌系统，处于混沌状态时，产生的信号具有低的峰均功率比，连续的宽带谱，以及可控的频谱形状。可以较好的避免混沌系统的非线性部分难以在高频宽带环境下精确实现的问题。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1为通信闭环非线性闭环调频系统模型。
图2为一维映射(2)随参数
Figure 935874DEST_PATH_IMAGE006
变化(a)分岔图(b) Lyapunov指数谱。
图3为双参数特性三维相图(a) c=0.01, 
Figure 719153DEST_PATH_IMAGE007
,
Figure 729835DEST_PATH_IMAGE008
；(b) a=0. 1,
Figure 697791DEST_PATH_IMAGE008
,
Figure 669289DEST_PATH_IMAGE009
；(c) b=0.3, 
Figure 380893DEST_PATH_IMAGE007
,。
具体实施方式
通过构建一种含平方项的一维通信非线性闭环调频混沌系统模型如图1所示，图1中非线性调频系统可以由如下方程描述
Figure 260304DEST_PATH_IMAGE010
                   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　       (1)
其中
Figure 719099DEST_PATH_IMAGE011
，a、b、c为系统参数，ΔT>0为采样间隔，为前一采样点的相位，
Figure 829454DEST_PATH_IMAGE013
为正整数。
在调频的过程中，假设调频信号的相位是连续的，则第n+1时刻的相位
Figure 139213DEST_PATH_IMAGE014
为
 
Figure 85303DEST_PATH_IMAGE015
           　　　　　　　　　　　　　　　　　      　  (2)
可得到如下的一维离散映射：
Figure 138710DEST_PATH_IMAGE001
           　　　　　　　　　　　　　　　　　     (3)
其中，
Figure 978490DEST_PATH_IMAGE002
。令
Figure 459150DEST_PATH_IMAGE003
，方程(3)可变为
 
Figure 869099DEST_PATH_IMAGE004
     　　　　　　　　　　　　　　　　　           (4)
假设控制参数a=0.1，c=0.01，ΔT=5，一维离散函数映射随参数
Figure 460617DEST_PATH_IMAGE006
变化时的分岔图和Lyapunov指数谱如图2(a)、(b)所示。在图2(a)分岔图中出现了周期1窗、周期2窗及周期4窗，周期窗中周期1和周期2轨道遍历相似的倍周期分岔后通向混沌道路。
一维函数映射在区间
Figure 154904DEST_PATH_IMAGE006
内的最大Lyapunov指数谱如图2(b)示，显然可以看到，b为区间内的某一固定值时，系统的最大Lyapunov指数不止一个，这是由于系统存在双稳态或多稳态的现象，系统在不同初始条件下收敛到不同的混沌吸引子。
在实际应用上，闭环调频系统往往工作在参数随时变化的复杂环境中. 为了更清楚地讨论系统参数对系统特性的影响，研究发现，在闭环调频系统(4)式里，参数
Figure 947410DEST_PATH_IMAGE016
都对系统行为有显著的影响，使得系统的运动变得十分复杂，形成混沌与周期窗口交替的现象，不同窗口的性态变化各异，从而使系统(4)具有复杂的动力学特性。系统参数
Figure 727147DEST_PATH_IMAGE016
其中一个参数固定不变，而其它两个参数变化时，三维相图分别如图3(a)、(b)、(c)所示。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。

Claims (3)

1.一种通信非线性闭环调频混沌系统，其特征包括：本发明主要利用压控振荡器件和采样后的信号变换过程作为系统的非线性函数，提出了一种含有平方项的非线性自调频系统，在一定控制参数的条件下，该系统展现复杂的动力行为，包括分岔、多稳态和混沌等现象；处于混沌状态时，产生的信号具有低的峰均功率比，连续的宽带谱，以及可控的频谱形状；可以较好的避免混沌系统的非线性部分难以在高频宽带环境下精确实现的问题。
2.根据权利要求1所述的通信非线性闭环调频混沌系统，其特征在于，所述通信非线性闭环调频混沌系统所对应的一维离散映射为：
Figure 495158DEST_PATH_IMAGE001
                                                                         (1)
其中，
Figure 694058DEST_PATH_IMAGE002
；令
Figure 362937DEST_PATH_IMAGE003
，方程(1)可变为
Figure 418617DEST_PATH_IMAGE004
         　　　　　　　　　　　　　　　　　     (2)
其中，参数
Figure 172947DEST_PATH_IMAGE005
。
3.根据权利要求1所述的通信非线性闭环调频混沌系统，其特征在于：闭环调频系统往往工作在参数随时变化的复杂环境中，闭环调频系统的参数对系统行为有显著的影响，使得系统的运动变得十分复杂，形成混沌与周期窗口交替的现象，不同窗口的性态变化各异，其中一个参数固定不变，而其它两个参数变化时，表现出丰富的双参数变化特性。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070008742A1 (en) * 2005-07-05 2007-01-11 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Chaotic signal generator for ultra wide band communication system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070008742A1 (en) * 2005-07-05 2007-01-11 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Chaotic signal generator for ultra wide band communication system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
胡文 等: "自调频混沌系统及其调频码耦合同步", 《物理学报》 *

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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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