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通信中至关重要的一个问题是如何实现对信号的有效检测。能够正确检测到需要的信号，是合作方能够正确实现信号接收的基础，也是非合作方能实施信息对抗和信号干扰的基础。目前提出的信号检测算法大致可以分为线性方法和非线性方法。线性方法直接利用信号的时域或者频谱信息，通过一定的算法处理完成对信号的检测。由于线性方法直接利用信号信息，所以当信号中包含的噪声功率较高时，难以提取有效的信号信息。所以线性方法对信噪比的检测门限要求较高，难以实现对低信噪比信号的检测。非线性方法充分利用非线性系统的特点，通过将信号的变化转换成系统状态的变化，能够实现对低信噪比信号的检测。 混沌理论是非线性信号检测算法之一，其中又以Duffing振子最为典型。现阶段的研究表明，利用Duffing振子能够实现对微弱的正弦信号、BPSK信号等的频率检测。但是目前基于Duffing振子检测微弱信号的研究都是在严格高斯白噪声条件下进行的，得到的结论只是理论性的成果，难以运用到实际中。本论文针对窄带噪声和存在信号间干扰条件下的Duffing振子状态进行分析。提出窄带噪声条件下利用Duffing振子完成微弱信号检测的新方法，并且利用FPGA搭建基于Duffing振子的信号检测验证系统，验证方法的正确性和可行性。 本论文首先研究了Duffing振子相关的基本理论，对振子的高斯白噪声免疫性原理和基于Duffing振子的弱信号检测方法进行分析。通过对差分振子和振子阵列的分析，得到本论文采用的基本信号检测模型和合适的振子参数选择。然后对信号间干扰和窄带噪声对振子状态的影响进行了分析和仿真，得出了此时Duffing振子与传统理论不同的状态形式。为了在窄带噪声条件下实现信号频率检测，将窄带噪声带入Duffing振子，建立新的Duffing振子模型。利用Melnikov方程对模型进行分析，得出窄带噪声下振子的概率周期状态。利用周期状态时间比重（PeriodStateTimeRate,PSTR）方法实现振子状态判断。随后，利用MATLAB建立基于PSTR方法的微弱信号检测平台，验证了在窄带噪声条件下，基于PSTR方法检测单信号和多信号的可行性。最后，基于包含AlteraCycloneⅣ型FPGA芯片的DE2_115开发板，利用VerilogHDL语言，搭建弱信号检测系统，验证方法实现的可行性。