隨機(jī)共振方法在弱信號(hào)檢測(cè)中的應(yīng)用

另外圖5中還同時(shí)給出了3個(gè)不同頻率的共振曲線。這3條曲線表明：當(dāng)噪聲強(qiáng)度D一定時(shí)，響應(yīng)幅值x隨頻率f的增大而出現(xiàn)單調(diào)遞減的特性，不服從x一D的共振規(guī)律，說明隨機(jī)共振要求的驅(qū)動(dòng)頻率很低，即小參數(shù)頻率f。

2 實(shí)驗(yàn)仿真與分析
結(jié)合對(duì)勢(shì)函數(shù)和周期響應(yīng)的分析，選取余弦信號(hào)s(t)=0．003cos(0．002πn／fs)作為實(shí)驗(yàn)信號(hào)，其中fs=0．2，噪聲信號(hào)強(qiáng)度D=O．000 8，勢(shì)函數(shù)的結(jié)構(gòu)系數(shù)a=b=0．01。那么非線性系統(tǒng)的輸入信號(hào)表達(dá)式如下：

根據(jù)以上條件，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，仿真結(jié)果如圖6(a)，圖6(b)所示。

當(dāng)將實(shí)驗(yàn)信號(hào)s(t)改為s’(t)=O．003cos(O．2πn／fs)，其他條件保持不變，仿真結(jié)果如圖6(c)所示。將勢(shì)函數(shù)結(jié)構(gòu)系數(shù)a值擴(kuò)大到0．1，這樣就相當(dāng)于增大了勢(shì)壘的高度，其他條件不變，仿真結(jié)果如圖6(d)所示。
從以上仿真結(jié)果可知：在實(shí)驗(yàn)信號(hào)幅值特別低的情況下，增加勢(shì)壘，通過隨機(jī)共振系統(tǒng)不能檢測(cè)出實(shí)驗(yàn)信號(hào)的頻率；在實(shí)驗(yàn)信號(hào)的采樣頻率正確定的情況下，過度增大實(shí)驗(yàn)信號(hào)的頻率，通過隨機(jī)共振系統(tǒng)也不能檢測(cè)出實(shí)驗(yàn)信號(hào)的頻率。當(dāng)混有噪聲的實(shí)驗(yàn)信號(hào)不經(jīng)過隨機(jī)共振系統(tǒng)處理，其不能檢測(cè)出實(shí)驗(yàn)信號(hào)的頻率，當(dāng)根據(jù)對(duì)勢(shì)函數(shù)和周期響應(yīng)的分析，經(jīng)過隨機(jī)共振系統(tǒng)處理，輸出信號(hào)的功率譜圖中，有一個(gè)頻率的信號(hào)非常突出，如圖6(b)所示，而這個(gè)信號(hào)頻率正是實(shí)驗(yàn)信號(hào)的頻率。這說明，在參數(shù)選擇合適的情況下，通過隨機(jī)共振系統(tǒng)處理，能從信噪比特別低的混合信號(hào)中，提取有用信號(hào)的頻率特征。

3 結(jié) 語
從基本概念和原理作為出發(fā)點(diǎn)，較完整地分析了隨機(jī)共振的理論基礎(chǔ)及如何利用它從信噪比特別低的混合信號(hào)中提取有用信號(hào)特性的基本思路。仿真結(jié)果表明，這種方法簡(jiǎn)單可行，是一種具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的弱信號(hào)檢測(cè)新方法。進(jìn)一步的工作將研究如何利用隨機(jī)共振方法對(duì)淹沒在強(qiáng)噪聲中的多個(gè)弱信號(hào)的檢測(cè)。