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天波超视距雷达非均匀采样信号频谱重构

系统工程与电子技术 2024年第4期46卷 1236-1246页

作者：陈子睿陈阿磊刘维建杨军陈文峰马晓岩空军预警学院湖北武汉430019

受瞬态干扰影响和空海同时探测的需求,在长相参积累时间条件下,天波超视距雷达(over-the-horizon radar,OTHR)回波信号的有效采样点往往缺损且非均匀,严重影响目标检测性能。针对此问题,提出了一种基于压缩感知的OTHR频谱重构方法。首先... 详细信息

受瞬态干扰影响和空海同时探测的需求,在长相参积累时间条件下,天波超视距雷达(over-the-horizon radar,OTHR)回波信号的有效采样点往往缺损且非均匀,严重影响目标检测性能。针对此问题,提出了一种基于压缩感知的OTHR频谱重构方法。首先,建立了OTHR频域信号的稀疏模型;然后,提出了快速自适应复近似消息传递(fast adaptive complex approximate message passing,FACAMP)频谱重构算法并给出了算法实现步骤;最后,利用FACAMP算法实现了OTHR频谱重构并分析了重构性能。与现有重构算法相比,FACAMP算法具有重构精度高、运算复杂度低、可自适应调整参数和保留背景噪声高斯性的优势。理论分析和仿真实验均验证了所提算法的有效性。

关键词：天波超视距雷达压缩感知频谱重构复近似消息传递

HD-tDCS及雷达认知训练游戏提升雷达操纵员绩效研究

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空军军医大学学报 2024年第3期45卷 345-351,355页

作者：马晓岩卢宏亮张志龙尹海军朱霞空军军医大学军事医学心理学系军事心理学教研室陕西西安710032 解放军93897部队陕西西安710082

目的比较联合或单独使用高精度经颅直流电刺激(HD-tDCS)与雷达认知训练游戏对雷达操纵员绩效提升的效果,探讨雷达操纵员更加实效的新训练方法。方法将87名被试随机分为联合组(n=23)、训练组(n=22)、刺激组(n=21)及对照组(n=21);采用HD-t... 详细信息

目的比较联合或单独使用高精度经颅直流电刺激(HD-tDCS)与雷达认知训练游戏对雷达操纵员绩效提升的效果,探讨雷达操纵员更加实效的新训练方法。方法将87名被试随机分为联合组(n=23)、训练组(n=22)、刺激组(n=21)及对照组(n=21);采用HD-tDCS对现役雷达操纵员左侧背外侧前额叶持续干预9 d(1次/d,20 min/次),同步或单独进行雷达认知训练游戏;使用SPSS 26.0软件进行两因素重复测量方差分析,比较工作记忆、注意力、雷达认知训练游戏成绩及操纵员专业训练成绩的变化。结果所有成绩组别主效应均不显著;时间与组别交互效应显著的有认知能力测评2-back任务ACC成绩(P=0.02)、4-back任务RT成绩(P<0.01)、三维1-back任务ACC成绩(P=0.06边缘显著)、雷达认知训练游戏默记航线RT成绩(P<0.01)及双批航线RT成绩(P<0.01);仅时间主效应显著的有工作记忆广度任务正确最大值成绩(P<0.01)、3-back任务RT成绩(P=0.04)、注意广度任务ACC成绩(P=0.02)、精神运动警觉性任务ACC成绩(P<0.01)、默记航点ACC成绩(P<0.01)、默记航点RT成绩(P<0.01)、默记航线ACC成绩(P<0.01)、双批航线ACC成绩(P<0.01)、多批航点ACC成绩(P<0.01)、多批航点RT成绩(P<0.01)、雷达操纵员机下练习科目心算天线俯仰角成绩(P=0.04)及口报航点距离方位角成绩(P<0.01)。结论HD-tDCS及雷达认知训练游戏可以提升操纵员绩效水平,前者在安全性及实效性方面均具有较好的应用前景,后者经再优化后可直接推广使用。

关键词：高精度经颅直流电刺激雷达认知训练游戏雷达操纵员认知能力

基于Cox回归的雷达操纵员认知能力智能化选拔研究

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空军军医大学学报 2024年第9期45卷 983-989页

作者：马晓岩卢宏亮张志龙刘方霆郭璞尹海军朱霞空军军医大学军事医学心理学系军事心理学教研室陕西西安710032 解放军93897部队陕西西安710082

目的基于Cox回归探讨通过认知能力范式任务测评构建雷达操纵员智能化选拔模型。方法单因素Cox回归纳入22名雷达操纵专业新兵和25名非专业新兵,选取以往选拔方法、智力水平以及空间N-back、三维1-back、精神运动警觉性任务(PVT)的反应时(... 详细信息

目的基于Cox回归探讨通过认知能力范式任务测评构建雷达操纵员智能化选拔模型。方法单因素Cox回归纳入22名雷达操纵专业新兵和25名非专业新兵,选取以往选拔方法、智力水平以及空间N-back、三维1-back、精神运动警觉性任务(PVT)的反应时(RT)和正确率(ACC)为自变量,因变量以新兵在新训期间(120 d)首次连续3次专业考核成绩达到良好的日期作为时间变量。多变量Cox回归纳入88名雷达操纵专业新兵和49名非专业新兵,以单因素Cox回归与时间变量显著相关(P<0.05)的因素确定自变量,因变量同单因素Cox回归。结果以往选拔方法、3-back ACC、4-back ACC、三维1-back RT、PVT RT共5项因素构成了最终的选拔模型(P<0.05)。通过列线图呈现概率预测值,采用Bootstrap法进行验证得出第60、90、120日达标率校准曲线显示选拔模型的预测概率与实际观察值吻合较好。通过受试者工作特征曲线对选拔模型预测效能进行评估,结果显示在第60、90、120日均展现出较好的鉴别能力,其中第60日曲线下面积(AUC)为0.73(P=0.01),95%CI为0.59~0.87,第90日AUC为0.86(P=0.01),95%CI为0.80~0.93,第120日AUC为0.76(P=0.01),95%CI为0.68~0.84;以往选拔方法在第60日AUC为0.55(P=0.44),95%CI为0.42~0.69,第90日AUC为0.60(P=0.05),95%CI为0.51~0.69,第120日AUC为0.61(P=0.02),95%CI为0.51~0.70;比较该选拔模型及以往选拔方法AUC之间的统计学差异结果显示第90日及第120日的AUC差异显著(P<0.05),表明该选拔模型的鉴别能力优于以往选拔方法。决策曲线分析法显示该选拔模型曲线绝大部分在以往选拔方法曲线的上方,且阈值宽度更广,表明相比以往选拔方法,用该选拔模型挑选雷达操纵专业兵会得到更大的净收益。结论本研究构建的选拔模型对专业绩效情况反馈更加精确,能有效降低选拔风险与时间成本。

关键词：智能化选拔雷达操纵员认知能力 Cox回归

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两种相关杂波的识别方法及其实验比较

电子学报 2003年第6期31卷 851-854页

作者：马晓岩方学立向家彬空军雷达学院信息工程系湖北武汉430019

为使现代雷达在复杂多变的杂波背景中能够自适应地进行最佳信号处理 ,对相关雷达杂波进行实时识别将是一件有意义的工作 .本文基于由三种典型幅度概率分布杂波所构成的类属空间 ,提出了基于高阶统计量联合矢量和α截集门限特征的两种相... 详细信息

为使现代雷达在复杂多变的杂波背景中能够自适应地进行最佳信号处理 ,对相关雷达杂波进行实时识别将是一件有意义的工作 .本文基于由三种典型幅度概率分布杂波所构成的类属空间 ,提出了基于高阶统计量联合矢量和α截集门限特征的两种相关杂波识别方法 .通过蒙特卡罗实验进行了仿真识别 ,并对两种方法进行了比较 ,得出了有益的结论 .

关键词：相关杂波统计特性仿真杂波识别

多相位中心SAR虚假目标成对回波定位与强度研究

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电子学报 2006年第3期34卷 385-390页

作者：马晓岩杨军空军雷达学院信息与指挥自动化系湖北武汉430019

建立了多相位中心SAR在欠采样和非均匀采样状况下工作的回波数学模型,推导了其成像压缩结果的数学表达式.分析了“欠采样”成对回波和“速度失配”成对回波的形成机理,给出了成对回波定位和强度的通用计算公式.最后给出的仿真验证了本... 详细信息

建立了多相位中心SAR在欠采样和非均匀采样状况下工作的回波数学模型,推导了其成像压缩结果的数学表达式.分析了“欠采样”成对回波和“速度失配”成对回波的形成机理,给出了成对回波定位和强度的通用计算公式.最后给出的仿真验证了本文结论的正确性.

关键词：多相位中心SAR 欠采样速度失配成对回波

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一种基于估计理论的ISAR超分辨成像方法

系统工程与电子技术 2010年第4期32卷 740-744页

作者：陈阿磊王党卫马晓岩粟毅空军雷达学院研究生队湖北武汉430019 空军雷达学院空/天基预警监视装备系湖北武汉430019 国防科学技术大学电子科学与工程学院湖南长沙410073

针对逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像中给定合成孔径长度下方位向匹配滤波脉冲压缩输出的主瓣分辨率随雷达至等效阵列距离变化这一难题,基于线性系统理论,通过目标方位向回波信号的等效建模,提出了一种基于... 详细信息

针对逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像中给定合成孔径长度下方位向匹配滤波脉冲压缩输出的主瓣分辨率随雷达至等效阵列距离变化这一难题,基于线性系统理论,通过目标方位向回波信号的等效建模,提出了一种基于最小均方估计理论的超分辨成像方法。不同于传统基于谱估计的超分辨成像方法,该方法利用对目标系统方位向冲击响应的估计信号进行成像,因而能够完全消除雷达至等效阵列的距离对方位向分辨率的影响。仿真实验证实了该方法的有效性。

关键词：逆合成孔径雷达高分辨成像脉冲压缩最小均方估计

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基于AR模型逼近的AMTI滤波器设计方法

系统工程与电子技术 2005年第11期27卷 1826-1829页

作者：向洋马晓岩空军雷达学院信息工程系湖北武汉430019

提出了一种新的雷达自适应动目标显示(AMTI)设计方法。该方法利用AR模型逼近杂波谱“倒置”理想带通滤波器的频率响应,实现了最优FIR滤波器的设计。由于被逼近的“倒置”理想带通滤波器的中心频率和通带宽度可随杂波功率谱的变化适时调... 详细信息

提出了一种新的雷达自适应动目标显示(AMTI)设计方法。该方法利用AR模型逼近杂波谱“倒置”理想带通滤波器的频率响应,实现了最优FIR滤波器的设计。由于被逼近的“倒置”理想带通滤波器的中心频率和通带宽度可随杂波功率谱的变化适时调整,使AMTI滤波器的杂波抑制性能与经典自适应方法相比得到有效提高。雷达实际采集数据的对比实验结果表明该方法设计出的AMTI滤波器的优越性和实用性。

关键词： AR模型自适应动目标显示杂波抑制

基于高分辨距离像序列的锥柱体目标进动和结构参数估计

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电子与信息学报 2013年第3期35卷 537-544页

作者：姚汉英孙文峰马晓岩空军预警学院武汉430019

弹道目标特征参数估计是进行目标识别的基础。针对缺少先验参数信息时锥柱组合类弹头目标进动和结构参数联合估计难题,该文提出一种基于高分辨距离像序列实现锥柱体目标进动和结构参数联合估计新方法。以旋转对称锥柱体目标为研究对象,... 详细信息

弹道目标特征参数估计是进行目标识别的基础。针对缺少先验参数信息时锥柱组合类弹头目标进动和结构参数联合估计难题,该文提出一种基于高分辨距离像序列实现锥柱体目标进动和结构参数联合估计新方法。以旋转对称锥柱体目标为研究对象,基于静态电磁散射数据,结合目标运动模型仿真生成了目标高分辨距离像序列,分析了4个观测区域内锥柱体目标的1维距离像特性。研究了常见雷达观测视角内锥柱体各散射中心的1维距离像序列变化规律,建立了序列中散射中心间的相对位置变化的极值与目标参数之间的关系式,据此完成了锥柱体目标进动和结构参数的联合估计。最后,仿真实验结果验证了文中方法的有效性和适应性。

关键词：目标识别高分辨距离像序列锥柱体目标参数估计电磁散射数据相对位置

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基于压缩感知的ISAR高分辨成像算法

通信学报 2013年第9期34卷 150-157页

作者：李少东杨军马晓岩空军预警学院空天预警装备系湖北武汉430019

针对ISAR在短孔径条件下存在的方位向分辨率低、易受噪声干扰等问题,基于压缩感知理论,提出了一种适用于短孔径时间模式下的基于压缩感知的ISAR方位向高分辨成像算法——PH-SL0算法。该算法首先构建部分随机化哈达玛矩阵作为量测矩阵,P... 详细信息

针对ISAR在短孔径条件下存在的方位向分辨率低、易受噪声干扰等问题,基于压缩感知理论,提出了一种适用于短孔径时间模式下的基于压缩感知的ISAR方位向高分辨成像算法——PH-SL0算法。该算法首先构建部分随机化哈达玛矩阵作为量测矩阵,PH矩阵具有重构精度高、重构需要量测个数少的优点;然后将运算速度快、重构精度高且稳健性好的平滑0-范数法(SL0,smoothed L0-norm)推广应用到雷达复数域进行信号重构,实现ISAR的横向高分辨成像;最后对在短CPI条件下提出的PH-SL0算法的横向分辨率问题进行了理论分析。仿真和实测数据结果表明,所提算法具有更高的聚焦性能、分辨率以及较好的抗噪性能。

关键词：压缩感知部分随机化哈达玛短孔径时间平滑0-范数法