论文部分内容阅读
本学位论文以混沌在通信中的应用为背景,主要研究工作在微波频段的混沌电路的设计与实现,混沌电路中的同步问题以及混沌电路在通信中的应用。 为了使得混沌电路工作在微波频段以提高所产生的混沌信号的带宽,本文尝试了两种方案。第一种方案针对传统蔡氏电路基于运放的负阻子电路速度不高的缺点,使用高速微波器件隧道二极管替代传统蔡氏电路中的负阻子电路。这一方案的工作主要集中在对隧道二极管蔡氏电路产生混沌机理的分析和仿真研究上。第二种方案是使用Colpitts电路产生微波混沌振荡信号。论文在对Colpitts电路数学模型分析的基础上,给出了在预设定频谱分布条件下主要电路元件参数的选择方法,并进行电路级的仿真验证。在此基础上,论文使用宽带三极管BFG520XR和BFG425W对工作在微波频段的混沌Colpitts电路进行实验研究,实现了最高基本频率约为1.6GHz的微波混沌振荡器,并对该振荡器进行模块化,研究工作已与国际先进水平同步。因为电路的实验研究在Colpitts电路上获得了成功,所以对于混沌同步和通信的研究重点也主要针对Colpitts电路进行。 对混沌Colpitts电路的同步研究是本文的第二部分工作。对于单对Colpitts电路的同步,论文根据一个全局同步准则导出了使用误差反馈同步方法进行同步时耦合参数需要满足的条件,比较了误差反馈同步方法和PC同步方法应用于Colpitts电路时的同步性能,研究了驱动与响应部分存在参数失配、信道失真等非理想情况下,使用自适应控制器提高电路同步性能的自适应同步方法。此外,论文还研究了Colpitts电路的对偶同步以及Colpitts电路和蔡氏电路的混合对偶同步,通过仿真首次发现两对异结构混沌电路(Colpitts电路和蔡氏电路)也能获得对偶同步。 论文的第三部分工作是研究基于Colpitts电路对偶同步的混沌通信系统。在对已有的三信道对偶同步混沌通信系统进行分析的基础上,论文提出了一种单信道对偶混沌通信方案。该方案节省了宝贵的信道资源,并能够提高不同层面上的安全性。通过仿真论文给出了该通信方案的误码率性能。