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从半程马拉松到雷达系统和食物链之间的关联

已有 1369 次阅读 2021-2-14 18:33 |系统分类:科研笔记

    昨天下午天气不错,温度11度,风力3-4级,非常适合长跑,于是就完成了今年的第二次半马,也是农历新年后的第一次半马,从下午15:41开跑,到17:39结束,用时1小时58分,本来是想要打破自己的最好半马记录1小时57分的,但还是慢了1分钟。平时我在长跑时,脑子比较清静,基本不会专注去想一件事,但昨天却很专心地想到了一件事。

    几天前,跟孩子一起复习初一学过的生物书,学到了生态圈和食物链这一部分后,认识到大自然是一个结构完备且高度有序的复杂系统,首先,植物通过光合作用吸收阳光后,转为能量和有机质,处于食物链低端的动物吃掉植物(茎、叶、果实),转化为自身的能量和物质,处于食物链次低端的动物又通过捕食吃掉食物链低端的动物,从而获得自身的营养和能量,依次类推,直到食物链顶端的动物获得自身的能量和物质,但是这些动物的尸体和粪便又被分解者分解,最后重新送到植物的根系被植物连同光合作用一样吸收利用,形成一个完整的大生态系统,这一自然界的生态系统经过长年累月的进化形成一个非常稳健的开闭环系统。

    我忽然想到:认知雷达系统(智能雷达系统、自适应雷达系统)其实就是借鉴了大自然的生态链的思路设计形成一个闭环系统,环境感知依靠天线,而回波信号的质量高度依赖于波形设计,而波形设计准则则依赖于对环境变化的敏感性,这些敏感性则依赖于基带信号处理结果,基带信号则从中频信号得来(1中频,2中频等多层次),而中频又来源于射频信号经过带通滤波器和低噪放的输出,等等,这些环节就像食物链一样,环环相扣,某一环的断裂必然会导致系统失衡,无法正常工作,但是目前这些雷达系统仍然没有进化到像大自然食物链系统那样的复杂程度,至少在‘植物从外部获取阳光‘这一食物链的开环步骤来看,雷达系统还没有办法模拟并跟基带信号处理结果做乘性融合和优化,从而性能并没有达到最优,从鲁棒性来看,现有的雷达系统也远远没有食物链这一生态系统健壮,对于噪声干扰和杂波干扰很多时候无能为力,这些现实困难都可以作为开放研究课题供雷达系统进一步升级和进化,并以大自然复杂的食物链作为参考模式,从而衍生出更复杂的理论和算法。


2021.02.14



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