The Analysis of Periodic Signal Detection Method Based on Duffing System Chaotic Dynamics
Вісник НТУУ "КПІ". Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування.
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
The Analysis of Periodic Signal Detection Method Based on Duffing System Chaotic Dynamics
Анализ метода обнаружения периодических сигналов на основе хаотической динамики системы Дуффинга Аналіз методу виявлення періодичних сигналів на основі хаотичної динаміки системи Дуффінга |
|
| Creator |
Martynyuk, V. V.
Havrylko, Ye. V. Boiko, J. M. Fedula, M. V. |
|
| Description |
This article presents the analysis of periodic signal detection method based on Duffing system sensitivity to weak influences. The described signal detection method is developed with using of Duffing system that oscillates in chaotic state, without transitions to periodic state. The main advantage of such method is the absence of periodic oscillation modes with low sensitivity. The divergence of Duffing system phase trajectories is investigated with influences of different periodic signals under low signal-to-noise ratio values. The estimation of phase trajectories divergence is performed with using of numeric integration. The signal detection method is analyzed with different forms of input signal: sinusoidal, square, triangle. The analysis shows that a reliable detection of periodic signal can be performed for any of the three presented forms of signal with repeating frequency near the frequency of the driving signal. The obtained results show wide capabilities of Duffing system applications for detection of weak periodic signals.
В статье предложен анализ метода обнаружения периодических сигналов, базирующийся на чувствительности системы Дуффинга к слабым воздействиям. Метод обнаружения сигналов разработан с использованием системы Дуффинга в хаотическом режиме без переходов в периодический режим. Главное преимущество метода – отсутствие переходов в периодические режимы с низкой чувствительностью. Исследованы процессы расхождения фазовых траекторий при разных периодических сигналах на входе (синусоидальный, прямоугольный, треугольный). Результаты анализа показывают возможности обнаружения периодических сигналов с частотой повторения, близкой к частоте задающего сигнала, при низких значениях отношениях сигнал/шум. Полученные результаты показывают широкие возможности применения системы Дуффигна для обнаружения слабых периодических сигналов. У статті запропоновано аналіз методу виявлення періодичних сигналів, який базується на чутливості системи Дуффінга до слабких впливів. Процес виявлення періодичних сигналів є однією із найважливіших задач сучасної радіотехніки та зв’язку. Зокрема, чутливість і завадостійкість в процесі виявлення періодичних сигналів суттєво впливає на якість прийому цифорвих сигналів із амплітудною, частотною та фазовою маніпуляцією. Наприкінці ХХ ст. було розроблено нову групу методів виявлення періодичних сигналів на основі властивостей чутливості хаотичних систем до слабких періодичних впливів за умови наявності вхідних шумів. Більшість відомих методів виявлення періодичних сигналів із застосуванням хаотичних систем засновані на ідентифікації переходу коливань із хаотичного режиму в періодичний режим внаслідок збільшення амплітуд періодичних складових вхідного сигналу на частотах, близьких до частоти задаючого сигналу. Перевагою приведеного методу виявлення періодичних сигналів є використання системи Дуффінга у хаотичному режимі, без переходів до періодичного режиму, в якому спостерігається значно нижча чутливість до слабких періодичних коливань вхідного сигналу. Описаний у статті метод базується на тому, що при різних амплітудах періодичних складових вхідного сигналу системи Дуффінга її фазові траєкторії у хаотичному режимі розходяться з різною швидкістю. Приведено формулу для оцінки величини розходження фазових траєкторій. Досліджено процеси розходження фазових траєкторій системи Дуффінга при різних формах періодичних сигналів на вході. Зокрема, наведено аналіз процесів розходження фазових траєкторій внаслідок впливу синусоїдального, прямокутного та трикутного сигналів. Вказано методику розрахунку значень коефіцієнтів рівняння Дуффінга, необхідних для реалізації хаотичних режимів коливань для різних амплітуд і частот задаючого сигналу. Результати аналізу показують можливості виявлення періодичних сигналів різних форм із частотою повторення, близькою до частоти задаючого сигналу, за умов низьких значень відношення сигнал/шум на вході. Отримані результати показують широкі можливості застосування системи Дуффінга для виявлення слабких періодичних сигналів. |
|
| Publisher |
National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute"
|
|
| Date |
2018-09-30
|
|
| Type |
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
|
| Format |
application/pdf
|
|
| Identifier |
//radap.kpi.ua/radiotechnique/article/view/1505
10.20535/RADAP.2018.74.5-10 |
|
| Source |
Visnyk NTUU KPI Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia; No 74 (2018); 5-10
Вестник НТУУ "КПИ". Серия Радиотехника, Радиоаппаратостроение; № 74 (2018); 5-10 Вісник НТУУ "КПІ". Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування; № 74 (2018); 5-10 2310-0389 2310-0397 |
|
| Language |
eng
|
|
| Relation |
//radap.kpi.ua/radiotechnique/article/view/1505/1353
|
|
| Rights |
Авторське право (c) 2018 Мартинюк Валерій Володимирович, Гаврилко Євгеній Володимирович, Бойко Юлій Миколайович, Федула Микола Васильович
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
|