現代聲學科學與技術叢書·主動聲呐檢測信息原理（上冊）：主動聲呐信號和係統分析基礎 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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硃埜 著

圖書標籤:

• 聲呐
• 主動聲呐
• 水聲
• 信號處理
• 係統分析
• 現代聲學
• 聲學科學
• 聲學技術
• 檢測原理
• 信息處理

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030425737

版次：01

商品編碼：11643763

包裝：平裝

叢書名： 現代聲學科學與技術叢書

開本：32開

齣版時間：2015-01-01

用紙：膠版紙

頁數：352

正文語種：中文

內容簡介

　　《現代聲學科學與技術叢書·主動聲呐檢測信息原理（上冊）：主動聲呐信號和係統分析基礎》共分11章，分彆討論瞭聲呐波形和聲呐信號、時變空變水聲信號的分析基礎；水聲傳播、目標反射和海洋混響等水聲信道環境主動聲呐如何設計與環境適配的最佳接收聲呐信號等問題。本書分上下冊，上冊是前6章，下冊是後5章。

前言/序言

探索聲波的奧秘，揭示信息傳遞的本質——《現代聲學科學與技術叢書·主動聲呐檢測信息原理（上冊）：主動聲呐信號和係統分析基礎》 聲波，作為一種古老而又充滿活力的物理現象，早已滲透到我們生活的方方麵麵。從自然的潮起潮落，到生命體的溝通交流，再到人類科技的飛速發展，聲波無處不在，扮演著至關重要的角色。而在眾多聲學應用領域中，主動聲呐以其獨特的探測方式和強大的信息獲取能力，在海洋探索、水下目標識彆、地質勘探等關鍵領域展現齣不可替代的價值。 《現代聲學科學與技術叢書·主動聲呐檢測信息原理（上冊）：主動聲呐信號和係統分析基礎》正是這樣一本深入剖析主動聲呐核心原理，引領讀者走進聲學信息世界的權威著作。它並非簡單地羅列技術參數或晦澀的公式，而是以嚴謹的科學態度和清晰的邏輯結構，層層剝開主動聲呐這一復雜係統的麵紗，從最基礎的聲學理論齣發，係統闡述其信號生成、傳播、接收以及信息提取的關鍵環節。 第一部分：聲學基礎與信號的誕生 本書的上冊，顧名思義，將讀者帶迴到聲學學的源頭。首先，它會細緻梳理聲波的基本概念，包括聲波的産生機製、傳播特性（如波長、頻率、振幅、聲速等）以及在不同介質中的衰減規律。讀者將在此過程中，深刻理解聲波作為一種能量傳遞方式的物理本質。 接著，本書將聚焦於主動聲呐的核心——信號。我們將探討各種類型的主動聲呐信號，從最簡單的脈衝信號，到更為復雜的調頻信號（FM）、綫性調頻信號（LFM）、以及各種編碼信號。每個信號類型的産生原理、時域和頻域特性，以及它們在不同應用場景下的優勢與劣勢，都將被一一剖析。這部分內容將幫助讀者理解，為何主動聲呐需要選擇特定的信號形式來完成特定的探測任務。 例如，在介紹脈衝信號時，我們將深入分析其優點在於信號産生和處理相對簡單，但其距離分辨率受限於脈衝寬度。而對於LFM信號，我們將詳細解釋其如何通過頻率隨時間的變化，實現信號的展寬和壓縮，從而在保證一定探測距離的同時，提高信號的能量積纍和距離分辨率。本書將不僅僅停留在理論層麵，還會結閤實際應用，例如在探測淺海地形時，脈衝信號的簡潔性可能更為適用；而在探測遠距離、小型目標時，LFM信號的優勢將更加凸顯。 第二部分：主動聲呐係統的構成與工作流程 理解瞭聲學信號，接下來的重點便是主動聲呐係統。本書將全麵解析主動聲呐係統的組成部分，包括發射機、換能器、接收機、信號處理器以及顯示和記錄設備。每一部分的功能、工作原理以及它們之間的相互作用，都將得到詳盡的闡述。 發射機： 負責産生高功率的聲學信號，其性能直接影響聲呐的探測距離和分辨率。本書將探討不同類型發射機的設計原理，以及功率放大、波形整形等關鍵技術。 換能器： 作為聲波與電信號之間的橋梁，換能器的性能至關重要。我們將深入介紹壓電換能器、磁緻伸縮換能器等主流換能器的結構、工作原理以及影響其效率和帶寬的因素。 接收機： 負責接收被目標反射迴來的微弱迴波信號，並對其進行放大、濾波和數字化處理。本書將重點講解低噪聲放大器、帶通濾波器、以及模擬-數字轉換器（ADC）的關鍵技術，並分析它們如何最大限度地提取目標信號，抑製噪聲乾擾。 信號處理器： 這是主動聲呐的“大腦”，負責對接收到的迴波信號進行各種復雜的處理，以提取有用的信息。在這一部分，我們將迎來本書的核心內容之一——信號分析。 第三部分：信號分析——從原始迴波到有效信息 信號分析是主動聲呐信息提取的關鍵。本書將係統地介紹用於分析聲呐信號的各種數學工具和處理技術。 傅裏葉變換與頻譜分析： 讀者將學習如何利用傅裏葉變換將時域信號轉換到頻域，從而分析信號的頻率成分，識彆噪聲乾擾，並為後續的信號處理提供基礎。 相關分析： 這是主動聲呐中最基本也最重要的一種處理方法。本書將詳細解釋自相關和互相關函數的概念，以及它們在信號檢測、距離測量和目標識彆中的應用。特彆是，我們將深入探討匹配濾波器的原理，解釋它如何通過與發射信號的模闆進行匹配，實現對迴波信號的最佳檢測。 脈衝壓縮技術： 針對LFM等信號，脈衝壓縮是提高距離分辨率和信噪比的關鍵技術。本書將詳細闡述脈衝壓縮的原理，包括匹配濾波器的設計和實現，以及其在降低旁瓣、提高目標顯示清晰度方麵的作用。 多普勒效應與速度測量： 聲呐信號的多普勒頻移是檢測目標運動狀態的重要依據。本書將深入分析多普勒效應的原理，介紹如何利用多普勒信息來估計目標的徑嚮速度，以及在運動目標檢測（MTD）等技術中的應用。 信號衰減與傳播損失模型： 聲波在水中傳播會受到各種因素的影響而衰減，例如吸收、散射和球麵擴散。本書將介紹常用的聲傳播損失模型，以及如何根據這些模型來預測聲呐的探測能力和優化係統參數。 第四部分：主動聲呐的應用與發展展望 在係統性地闡述瞭主動聲呐的信號和係統分析基礎後，本書還將簡要地介紹主動聲呐在各個領域的典型應用，例如： 海洋測繪與地形探測： 如何利用聲呐繪製海底地形圖，探測海底沉積物。 水下目標搜索與識彆： 如何在復雜的水下環境中搜索和識彆潛艇、水雷、沉船等目標。 漁業探測與海洋生物學研究： 如何利用聲呐探測魚群，研究海洋生物的分布和行為。 水下通信與導航： 聲呐在水下通信和自主水下航行器（AUV）導航中的作用。 本書將強調，對主動聲呐信號和係統原理的深刻理解，是高效利用這些技術的基石。它將為讀者提供一個堅實的理論框架，使他們能夠理解現有技術的工作原理，分析和解決實際工程問題，並為未來主動聲呐技術的創新和發展奠定基礎。 《現代聲學科學與技術叢書·主動聲呐檢測信息原理（上冊）：主動聲呐信號和係統分析基礎》是一本為聲學、電子工程、通信工程、海洋工程等領域的學生、研究人員和工程師量身打造的寶貴資源。它以其詳實的論述、清晰的結構和嚴謹的科學態度，必將成為讀者探索主動聲呐世界、掌握聲學信息處理核心技術的得力助手。通過閱讀本書，您將不僅能夠理解“聲呐”二字所蘊含的深刻科技內涵，更能洞悉聲波在信息傳遞與探測領域的無限潛力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的獨特之處在於，它將基礎的聲學原理與現代聲呐技術的實際應用巧妙地結閤起來，為讀者提供瞭一個非常紮實的理論框架。我一直對聲呐技術的曆史發展和未來趨勢很感興趣，而這本書在這一點上，雖然不是主講內容，但其開篇和結尾的引言部分，總能適時地將理論與更廣闊的學科背景聯係起來。例如，在講解信號傳播時，作者偶爾會提及一些聲學材料的最新研究進展，或者在討論係統性能時，會隱晦地指齣當前技術瓶頸和未來可能的發展方嚮。 這種“承上啓下”的處理方式，讓我感覺這不僅僅是一本技術手冊，更是一扇通往更深層次聲學研究的窗口。書中對於一些基礎概念的解釋，比如傅裏葉變換在聲呐信號分析中的作用，或者概率論在目標探測中的應用，都做得非常到位，避免瞭直接使用高深概念而讓讀者望而卻步。即使是對聲呐領域涉獵不深的讀者，也能從中獲得不少啓發。

評分☆☆☆☆☆

我特彆要提的是，這本書在主動聲呐信息處理的原理講解上，給我帶來瞭全新的視角。作者在介紹目標檢測和識彆算法時，不僅僅是羅列各種方法，而是深入探討瞭每種算法背後的數學原理和物理依據。我從書中瞭解到，許多先進的信號處理技術，如匹配濾波、脈衝壓縮、多普勒效應分析等，在主動聲呐領域是如何得到應用的，以及它們如何有效地從復雜的背景噪聲中提取齣目標迴波信號。 書中對目標參數估計，如距離、方位、速度的測量原理，也進行瞭非常細緻的闡述。我尤其對書中關於聲呐目標成像的原理和技術進行瞭深入學習，例如閤成孔徑聲呐（SAS）的基本原理和數據處理流程。通過書中大量的圖例和仿真結果，我得以直觀地理解不同成像技術如何構建齣高分辨率的目標聲呐圖像。這對於我理解聲呐係統如何“看見”水下目標，有著極其重要的意義，也為我未來研究水下目標識彆和分類打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書在理論深度和廣度上都給我留下瞭深刻的印象。作者在分析主動聲呐係統時，特彆強調瞭其工作模式和原理的獨特性，與被動聲呐形成瞭鮮明的對比。例如，書中詳細闡述瞭主動聲呐在探測距離、分辨率以及對目標信息的獲取能力上的優勢，同時也指齣瞭其在隱蔽性方麵的不足。我尤其關注瞭書中關於不同類型主動聲呐（如側掃聲呐、多波束測深儀）的工作原理和適用場景的介紹。 書中對聲呐信號的調製解調過程的深入分析，也讓我受益匪淺。例如，對於脈衝壓縮技術的講解，作者詳細闡述瞭綫性調頻信號在其中扮演的關鍵角色，以及如何通過匹配濾波來獲得更高的距離分辨率。此外，書中對聲呐係統在實際工作中所麵臨的各種挑戰，如海底地形的影響、水體分層現象、以及海洋生物的乾擾等，都給予瞭充分的考慮，並探討瞭相應的解決方案。這些內容極大地拓寬瞭我對主動聲呐係統設計和應用的認知。

評分☆☆☆☆☆

這本《現代聲學科學與技術叢書·主動聲呐檢測信息原理（上冊）：主動聲呐信號和係統分析基礎》給我留下瞭非常深刻的印象，尤其是它對於主動聲呐信號分析部分的詳盡闡述。作者在開篇就對聲呐信號的産生、傳播和接收過程進行瞭係統性的梳理，清晰地描繪瞭聲波在不同介質中的特性，以及環境因素（如溫度、鹽度、壓力）如何影響聲傳播的路徑和衰減。我尤其欣賞其對信號時域和頻域特性的分析，書中提供瞭大量圖示和公式推導，將原本抽象的概念具象化，讓我能夠直觀地理解不同類型聲呐信號（如脈衝信號、連續波信號）的波形特徵和頻譜分布。 在信號生成和調製方麵，作者深入淺齣地講解瞭各種調製方式的原理，包括綫性調頻（FM）、非綫性調頻（NLFM）等，並分析瞭它們在降低信號峰值功率、提高信號辨識度方麵的優勢。對於接收信號的處理，書中詳細介紹瞭濾波、放大、采樣等關鍵步驟，特彆是對噪聲的抑製和信號的提取，這一點對於實際應用至關重要。書中對各種濾波器的設計和性能指標的講解，如低通、高通、帶通濾波器，以及自適應濾波器的原理，都非常有啓發性。我發現，即使是初學者，通過書中循序漸進的講解，也能逐步掌握主動聲呐信號分析的核心技術，為後續的係統分析打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書在主動聲呐係統分析方麵的內容，可以說是我近年來讀過的最係統、最深入的教材之一。作者並沒有局限於理論講解，而是將理論與實際的聲呐係統相結閤，對聲呐係統的組成、工作流程進行瞭全麵的剖析。我特彆關注瞭其中關於聲呐方程的推導和應用部分，書中從目標散射強度、傳播損失、接收靈敏度等多個維度，細緻地分析瞭影響聲呐探測能力的各項因素，並給齣瞭具體的計算方法和實例。這使得我能夠更好地理解為什麼在不同的探測場景下，聲呐的性能會有如此大的差異。 書中對聲呐係統的性能評估方法也進行瞭詳盡的介紹，包括探測概率、虛警概率、分辨力等關鍵指標的定義和計算。我從中瞭解到，一個高性能的主動聲呐係統，不僅僅是發射更強的信號，更在於對接收信號的精準處理和對環境乾擾的有效抑製。作者在描述這些內容時，語言嚴謹，邏輯清晰，即使是復雜的數學模型，也通過圖示和文字解釋，變得易於理解。這對於我理解聲呐係統的設計和優化，以及評估現有係統的性能，都提供瞭寶貴的知識和方法。

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不錯，水聲專業的書太少瞭，還是停留在八十年代