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第 6卷第 4期空
军
工
程
大
学
学
报(自然科学版) V o .l 6 N o. 4
2005年 8月 JOURNAL OF AIR FORCE ENG INEER ING UN IVERSITY( NATURAL SC IENCE ED ITION ) Aug. 2005
*
基于变形蔡氏电路的混沌掩盖保密通信研究
王国红, 段小虎
(空军工程大学理学院, 陕西西安
710051)
摘
要: 用实际元器件做出了变形蔡氏电路, 并把该电路应用于混沌掩盖保密通信中。分别给出了
该电路用于混沌掩盖保密通信的仿真结果和实验结果, 并对结果进行了分析。
关键词: 保密通信; 变形蔡氏电路; 混沌掩盖; 混沌同步; 混沌吸引子
中图分类号: TN 918
文献标识码: A
文章编号: 1009- 3516( 2005) 04- 0049- 03
由于混沌信号的宽频谱、类噪声、伪随机的特点, 使它在保密通信方面的应用研究越来越受到人们的重
[ 1]
视。蔡氏电路是当今产生混沌现象的最简单的电路之一, 因此受到人们广泛深入的研究。通过对蔡氏电
路的同步研究, 发现该电路对元件精度要求高, 得到的各种混沌现象对参数变化非常敏感, 不易实现同步, 要
用于实际保密通信相当困难[ 2] 。本文提出了一种蔡氏电路的变形, 并用实际元器件做出了该电路。通过研
究发现, 该电路产生混沌时比蔡氏电路的参数调节范围要大、更易实现同步[ 3] 。文中对该电路进行了混沌
掩盖保密通信的 EWB 仿真研究及实验研究, 并在实验室中用该电路成功的进行了正弦波与方波的混沌加
密传输与解密恢复, 得到了比较好的效果, 这一工作对把混沌用于实际保密通信系统方面向前迈进了一大
步。
1
变形蔡氏电路的混沌特性
变形蔡氏电路的电路模型如图 1( a)所示。它是在蔡氏
电路(参见文献[ 1] )的电感两端并联了一个由电感、电容和
可调电阻组成的电路, 该电路是一个五阶自治电路, 其中 N R ( a)变形蔡氏电路图
是分段直线式非线性电阻, 具有负阻特性, 也称为蔡氏二极
[ 2]
管, 可由运算放大器构成。我们取图中各参数的值为 C1 =
10 nF、C2 = 100 nF、C 3 = 1 uF、L1 = 18 mH、L2 = 44 mH (电感内
阻 30
左右), R 为 0 ~ 2 k
连续可调, R 1 为 0 ~ 1 k
连
续可调。对该电路的混沌特性分别用 EWB 软件进行了仿真( b)用 EW B软件仿真得( c)从示波器上拍摄

研究和实验研究。 EWB ( E lectronicsW orkbench)是一个集常
到的混沌吸引子图
到的混沌吸引子图
用电子元件及多种虚拟仪器为一体的应用软件, 可以方便的图 1
变形蔡氏电路及其混沌吸引子
对各种电路的特性进行仿真研究。图 1( b)是在 EW B工作台
的虚拟示波器上观察到的变形蔡氏电路的混沌吸引子图, 图 1( c)是在实际示波器上拍摄到的混沌吸引子
图。
2
混沌掩盖保密通信研究
2. 1
混沌的同步
* 收稿日期: 2005- 04- 19

基金项目: 陕西省自然科学基金资助项目( 20