微弱信号检测技术是一门新兴的学科,主要研究强噪声背景下的微弱信号检测的原理与方法,微弱信号广泛存在于很多领域中,如机电系统状态监测、雷达信号识别、医学信号处理等,微弱信号的检测也成为这些领域首要解决的问题。微弱信号检测的目的是把微弱信号从噪声中检测和提取出来,是一门综合技术和尖端技术,是现代信号检测处理领域的一个重要研究方向。做为非线性科学的一个主要分支,混沌理论的兴起和发展为微弱信号检测提供了新的检测方法和思路。混沌振子是一种能够表现典型混沌现象的非线性系统,如Duffing振子、Lorenz振子和Birkhoff-shaw振子等。由于混沌振子系统的相轨迹变化对周期信号具有敏感而对噪声免疫特性,因此当淹没于噪声中的微弱周期信号经过混沌振子系统以后就可以把有用信号从噪声中识别和恢复出来。利用混沌振子检测微弱信号的主要工作有两个方面,一是研究具体检测方法,二是寻求新型的检测振子模型以扩展混沌振子检测的应用范围。本文就这两方面展开研究,首先从Birkhoff-shaw振子检测正弦周期信号出发,研究了Birkhoff-shaw检测周期信号的可行性;其次初步研究了Birkhoff-shaw振子检测周期信号的具体方法,分别从正弦信号,方波信号,脉冲信号和混合信号几个方面做了研究,并在检测性能方面与Duffing振子做了比较分析。本文的主要研究内容如下:1.在总结现有研究成果的基础上,运用Melnikov分析方法和Lyapunov指数相结合的方法,寻找混沌振子系统的混沌阈值和系统由混沌状态向周期运动过度状态的阈值,实验仿真证明该方法要比单独用一种方法更精确,为混沌振子用于微弱正弦周期信号检测提供了理论依据。2.研究运用Birkhoff-shaw振子检测微弱正弦周期信号的具体方法。改进一种检测已知信号频率条件下检测信号幅值的方法,实验仿真证明该方法比原有的方法更简单实用,并且检测效果也比较理想。在总结Birkhoff-shaw振子系统输出分量的基础上,得到一种检测未知信号参数时频率和幅值的检测方法,并经过实验分析证明检测方法检测微弱正弦周期信号的可行性和有效性,并与Duffing振子做比较分析,结果说明Birkhoff-shaw振子在检测正弦信号方面的优势。3.初步研究了Birkhoff-shaw振子系统在一般微弱周期信号检测中的运用,通过对方波信号、脉冲信号和一般叠加信号的研究,证明了Birkhoff-shaw振子用于一般周期信号检测的可行性和有效性。4.通过对一种微弱变频信号的检测说明Birkhoff-shaw振子检测系统在实际应用方面的检测可行性。并搭建一种基于Labview的虚拟仪器实验平台,对检测算法进行了验证分析,证明了检测算法的有效。基于混沌振子的微弱信号检测方法是一种新型的检测方法,在检测周期信号方面有着明显的优越性,实验仿真也证明该方法的可行性和有效性,为实际工程中的微弱信号检测提供了一种新的检测方法。但检测方法还不完善,有很多问题需要进一步研究。