随着计算机技术与通信技术的发展，无线通信由于其具有成本低廉、适应性强等特点被广泛的应用于各个领域，已成为人们获取和传递信息的主要手段之一。在某些的环境下，如灾区、战场等环境，无线通信的通信环境极其恶劣，信号常常淹没在噪声中，信噪比较低，接收端无法检测识别出有用信号，导致通信发生中断。常用的信号检测方法检测的信噪比门限通常较高，一般在-10dB左右，应用复杂，不能满足方便、快捷、有效的获取信号的要求。因此，急需寻找一种新的低信噪比信号检测方法。本文主要研究了利用混沌理论对低信噪比信号进行检测的方法并对信号波形进行了恢复。首先对Duffing方程的动力学运动特性进行了分析，发现Duffing方程的动力学行为的变化受策动力幅值变化的影响较大。然后，介绍了一种混沌自适应同步控制算法——快速梯度算法，并通过仿真实验验证了该算法的对混沌同步控制有效性。最后，利用混沌同步控制的思想建立了一个用于低信噪比信号波形恢复的模型，该模型利用快速梯度算法对由两个Duffing系统构成的主从控制系统进行混沌同步控制。利用该模型对低信噪比的正弦信号及BPSK信号进行了波形恢复。通过仿真实验可知，该模型可对信噪比为-20dB的信号进行波形恢复。