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在电子信息、电力控制、通信、生物学等领域，都不同程度地需要进行微弱信号检测，为了提取强噪声背景下的微弱信号的幅值和频率，通过对混沌系统的Duffing方程动力学特性的分析，利用该系统对周期信号的敏感性和对噪声的免疫性，构建了多重相关和混沌振子相结合的微弱信号检测系统，并对具有代表性的微弱正弦信号进行了仿真检测；仿真实验表明：该系统可以对未知纳伏级的正弦信号幅值和频率进行有效的提取，并可达到较高的精度，同时也可进一步提高对低信噪比信号的检测能力。