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传统的微弱信号时域检测方法，设备结构复杂、滤除噪声时有用信号也会有所损失，而且输入信噪比门限受到一定限制，很难进一步降低，基于混沌的微弱信号检测方法弥补了传统方法的不足，不但检测性能达到了很低的信噪比，而且在抑制噪声的同时，信号未被削弱，能有效降低噪声干扰，可进行高灵敏度测量。混沌系统的初值敏感性和对各种噪声的免疫能力使得该检测方法能更广泛地应用到工程实际中去，是当前研究在强噪声背景下检测微弱信号的一个热点课题。
本文针对基于混沌的微弱信号检测方法展开分析和研究。首先阐述了混沌的定义、基本特征、研究方法和混沌的判据与准则的基础上，然后介绍了较早被引入检测领域的混沌系统数学模型-Duffing振子，并对该模型的动力学行为在Matlab/Simulink环境下作了详细分析，分析表明Duffing振子系统是一个对微弱信号极其敏感的混沌系统，并分别用Duffing振子检测系统的策动力扰动和阻尼比扰动对正弦信号和方波信号进行检测，验证了Duffing振子检测系统检测微弱信号的可行性。在此基础上提出了自/互相关与阻尼比扰动Duffing振子检测系统相结合的检测方法，探讨了白、色噪声背景下的对方波信号的检测性能，其输入信噪比检测门限明显优于自/互相关检测方法以及单独采用阻尼比扰动的混沌检测方法，色噪声背景下信噪比分别为-32.1dB和-40.5dB；接着比较了两种相关检测与阻尼比扰动混沌系统相结合检测的方法，得出互相关与阻尼比混沌系统结合的检测方法的信噪比自相关更低。最后以LabVIEW8.5为平台，对Duffing振子检测系统和阻尼比扰动Duffing振子检测系统进行了虚拟仪器设计，其实现结果与Matlab仿真结果相比虽有一定误差，但在系统误差允许范围之内。实验证明本文所提检测方法的正确性和可行性。