CN107246908B - 一种基于Liu-cos混沌系统的声波信号检测方法 - Google Patents
一种基于Liu-cos混沌系统的声波信号检测方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于Liu‑cos混沌系统的声波信号检测方法，增加混沌系统余弦函数幅值R1，使变量y和z输出信号由混沌转变为收敛，此时幅值为临界幅值Rf，减少幅值R1使输出信号波形返回混沌状态；用声波发射器向声波接收器发射与混沌系统余弦函数频率相同的声波信号；声波接收器将声波信号转换为电波信号，经过对幅值处理得到幅值为3V的电波信号引入与混沌系统并和余弦函数相叠加，叠加后的余弦函数幅值大于临界阈值Rf，引起变量y和z的输出电压由混沌波形转变为接近0V的直流电压；检测变量输出电压波形，若变量输出波形为接近0V的直流电压，表示声波接收器接收到频率为w的一组声波信号。本发明方法不受相角变化的影响，可对不同相角漂移后的余弦波声波信号的进行检测。
Description
技术领域
本发明涉及本发明涉及信号检测领域，尤其涉及一种基于Liu-cos混沌系统的声波信号检测新方法。
背景技术
在声波信号检测中，传统的方法是先将声波信号进行放大和滤波处理，然后转换为电信号加以检测识别。这种检测方法的抗干扰能力弱、并且无法区分频率接近的余弦波的声波信号，检测效果不佳。目前人们已经验证了将Liu-cos混沌系统用于声波检测信号的可行性。由于Liu-cos混沌系统的输入信号相角和混沌系统内部cos函数相角不同，两个相角叠加后，有时是相加有时是相减的结果，造成叠加后的cos函数幅值取值结果范围无法预测，因而无法利用cos函数幅值其进行有效的声波信号检测。
发明内容
本发明目的在于提供一种不受相角变化影响的基于Liu-cos混沌系统的声波信号检测方法。
为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明所述检测方法步骤如下：
步骤1，制造声波发射器和声波接收器、Liu-cos混沌系统；
步骤2，增加Liu-cos混沌系统余弦函数幅值R1，使变量y和z输出信号由混沌转变为收敛，此时的Liu-cos混沌系统余弦函数幅值为临界阈值Rf且≤1V，略微调小幅值R1，使变量y和z输出信号波形返回到混沌状态；
步骤3，使用声波发射器向声波接收器发射声波信号，所述声波信号与Liu-cos混沌系统余弦函数频率相同的声波信号，声波信号传播到声波接收器并被接收；
步骤4，声波接收器将收到的声波信号转换为电波信号，经过对幅值的放大和限幅处理得到幅值为3V的电波信号，将3V的电波信号引入与之连接的混沌系统；
步骤5，输入的3V电波信号和Liu-cos混沌系统中的余弦函数相叠加，叠加后的余弦函数幅值大于临界阈值Rf，引起Liu-cos混沌系统变量y和z的输出电压由混沌波形转变为接近0V的直流电压；
步骤6，检测变量y或z的输出电压波形，若变量y或z的输出波形为接近0V的直流电压，表示声波接收器接收到频率为w的一组声波信号。
进一步的，步骤1中，通过将余弦波的声波发射器和余弦波的声波接收器组成一组声波发射和接收系统，通过和Liu-cos混沌系统中余弦函数同频率为w的余弦波的声波信号发射和接收来传递信息。
进一步的，步骤2中，Liu-cos混沌系统的混沌弱信号检测方程式为：
式中，a、b、c为常数。Liu-cos混沌系统中余弦函数的幅值为R1，频率为w，相角为y和z为输出；在0V～1V范围内调节Liu-cos混沌电路余弦函数R1cos(wt+φ1)的幅值R1使输出信号波形由混沌转变为收敛，定义此时的幅值为临界阈值Rf且Rf≤1V，略微调小幅值R1，使输出信号波形返回到混沌状态。
进一步的，步骤3中，使用声波发射器向声波接收器发射声波信号，所述声波信号是与Liu-cos混沌系统余弦函数频率同为w、相角同为φ2的余弦函数R2cos(wt+φ2)的声波信号。
进一步的，步骤4中，声波接收器将收到的声波信号转换为同频率的电波信号R3cos(wt+φ2)，经过对幅值R 3的放大和限幅处理得到幅值R 4＝3V的电波信号R4cos(wt+φ2)。
进一步的，步骤5中，将输入的电波信号R4cos(wt+φ2)和混沌系统中的余弦函数R1cos(wt+φ1)相叠加，叠加后的幅值R5；由于相角不同，叠加后的幅值R5取值在R4+R1和R4－R1之间；
因为R4＝3V，R1在0V～1V之间，可知叠加后的幅值R5在2V～4V之间，大于临界阈值Rf，超过幅值的临界点，引起Liu-cos混沌系统变量y和z的输出电压由混沌波形转变为接近0V的收敛的直流电压。
进一步的，步骤6中，使用检测器检测Liu-cos混沌系统变量y或z的输出电压波形，若变量y或z的输出波形为接近0V的收敛的直流电压，表示声波接收器接收到频率为w的一组声波信号；若变量y和z的输出电压波形为混沌波形，表示声波接收器没有接收到一组频率为w的声波信号。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：Liu-cos混沌系统只受规定频率输入的余弦波声波信号幅值影响，不受相角变化的影响，可实现对通信过程中不同相角飘逸后的余弦波声波信号的检测。
具体实施方式
下面对本发明做进一步说明：
本发明所述检测方法步骤如下：
步骤1，制造声波发射器和声波接收器、Liu-cos混沌系统；
步骤2，增加Liu-cos混沌系统余弦函数幅值R1，使变量y和z输出信号由混沌转变为收敛，此时的Liu-cos混沌系统余弦函数幅值为临界阈值Rf且≤1V，略微调小幅值R1，使变量y和z输出信号波形返回到混沌状态；
步骤3，使用声波发射器向声波接收器发射声波信号，所述声波信号与Liu-cos混沌系统余弦函数频率相同的声波信号，声波信号传播到声波接收器并被接收；
步骤4，声波接收器将收到的声波信号转换为电波信号，经过对幅值的放大和限幅处理得到幅值为3V的电波信号，将3V的电波信号引入与之连接的混沌系统；
步骤5，输入的3V电波信号和Liu-cos混沌系统中的余弦函数相叠加，叠加后的余弦函数幅值大于临界阈值Rf，引起Liu-cos混沌系统变量y和z的输出电压由混沌波形转变为接近0V的直流电压；
步骤6，检测变量y或z的输出电压波形，若变量y或z的输出波形为接近0V的直流电压，表示声波接收器接收到频率为w的一组声波信号。
实施例一：
制造出1个余弦波声波信号发射器、1个余弦波声波信号接收器、1个Liu-cos混沌电路系统。在0V～1V范围内调节Liu-cos混沌电路余弦函数R1cos(wt+φ1)的幅值R1使输出信号波形由混沌转变为收敛，定义此时的相角为φ1，幅值为临界幅值Rf(取值范围≤1V)，略微调小幅值R1，使输出信号波形返回到混沌状态；使用声波发射器向声波接收器发射与混沌系统余弦函数频率相同为w相角为φ2的余弦函数R2cos(wt+φ2)的声波信号，声波接收器将收到的声波信号转换为同频率的电波信号R3cos(wt+φ2)，经过对幅值R3的放大和限幅处理得到幅值R4＝3V的电波信号R4cos(wt+φ2)和混沌系统中的余弦函数R1cos(wt+φ1)相叠加，叠加后的幅值在2V～4V之间，大于临界阈值Rf，引起Liu-cos混沌系统变量y和z的输出电压由混沌波形转变为接近0V的收敛的直流电压。使用检测器检测Liu-cos混沌系统变量y或z的输出电压波形，若变量y或z的输出波形为接近0V的收敛的直流电压，表示声波接收器接收到频率为w的一组声波信号；若变量y和z的输出电压波形为混沌波形，表示声波接收器没有接收到一组频率为w的声波信号。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种基于Liu-cos混沌系统的声波信号检测方法，其特征在于，所述检测方法步骤如下：
步骤1，制造声波发射器和声波接收器、Liu-cos混沌系统；
步骤2，增加Liu-cos混沌系统余弦函数幅值R1，使变量y和z输出信号由混沌转变为收敛，此时的Liu-cos混沌系统余弦函数幅值为临界阈值Rf且≤1V，略微调小幅值R1，使变量y和z输出信号波形返回到混沌状态；
步骤3，使用声波发射器向声波接收器发射声波信号，所述声波信号与Liu-cos混沌系统余弦函数频率相同的声波信号，声波信号传播到声波接收器并被接收；
步骤4，声波接收器将收到的声波信号转换为电波信号，经过对幅值的放大和限幅处理得到幅值为3V的电波信号，将3V的电波信号引入与之连接的混沌系统；
步骤5，输入的3V电波信号和Liu-cos混沌系统中的余弦函数相叠加，叠加后的余弦函数幅值大于临界阈值Rf，引起Liu-cos混沌系统变量y和z的输出电压由混沌波形转变为接近0V的直流电压；
步骤6，检测变量y或z的输出电压波形，若变量y或z的输出波形为接近0V的直流电压，表示声波接收器接收到频率为w的一组声波信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于Liu-cos混沌系统的声波信号检测方法，其特征在于：步骤1中，通过将余弦波的声波发射器和余弦波的声波接收器组成一组声波发射和接收系统，通过和Liu-cos混沌系统中余弦函数同频率为w的余弦波的声波信号发射和接收来传递信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于Liu-cos混沌系统的声波信号检测方法，其特征在于，步骤2中，Liu-cos混沌系统的混沌弱信号检测方程式为：
式中，a、b、c为常数；Liu-cos混沌系统中余弦函数的幅值为R1，频率为w，相角为y和z为输出；在0V～1V范围内调节Liu-cos混沌电路余弦函数的幅值R1使输出信号波形由混沌转变为收敛，定义此时的幅值为临界阈值Rf且Rf≤1V，略微调小幅值R1，使输出信号波形返回到混沌状态。
4.根据权利要求1所述的一种基于Liu-cos混沌系统的声波信号检测方法，其特征在于：步骤3中，使用声波发射器向声波接收器发射声波信号，所述声波信号是与Liu-cos混沌系统余弦函数频率同为w、相角同为φ2的余弦函数R2cos(wt+φ2)的声波信号。
5.根据权利要求1所述的一种基于Liu-cos混沌系统的声波信号检测方法，其特征在于：步骤4中，声波接收器将收到的声波信号转换为同频率的电波信号R3cos(wt+φ2)，经过对幅值R3的放大和限幅处理得到幅值R4＝3V的电波信号R4cos(wt+φ2)。
6.根据权利要求1所述的一种基于Liu-cos混沌系统的声波信号检测方法，其特征在于：步骤5中，将输入的电波信号R4cos(wt+φ2)和混沌系统中的余弦函数R1cos(wt+φ1)相叠加，叠加后的幅值R5；由于相角不同，叠加后的幅值R5取值在R4+R1和R4－R1之间；因为R4＝3V，R1在0V～1V之间，可知叠加后的幅值R5在2V～4V之间，大于临界阈值Rf，超过幅值的临界点，引起Liu-cos混沌系统变量y和z的输出电压由混沌波形转变为接近0V的收敛的直流电压。
7.根据权利要求1所述的一种基于Liu-cos混沌系统的声波信号检测方法，其特征在于：步骤6中，使用检测器检测Liu-cos混沌系统变量y或z的输出电压波形，若变量y或z的输出波形为接近0V的收敛的直流电压，表示声波接收器接收到频率为w的一组声波信号；若变量y和z的输出电压波形为混沌波形，表示声波接收器没有接收到一组频率为w的声波信号。
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Citations (4)
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