无线电近程探测原理与系统设计-普通高等教育创新 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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肖泽龙 著

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• 电磁场理论
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店铺： 北京图书大厦旗舰店

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512426904

商品编码：29692628206

丛书名： 普通高等教育创新型人才培养规划教材

出版时间：2018-05-01

基本信息

商品名称： 无线电近程探测原理与系统设计	出版社： 北京航空航天大学出版社	出版时间：2018-05-01
作者：肖泽龙	译者：	开本： 16开
定价： 39.00	页数：	印次： 1
ISBN号：9787512426900	商品类型：图书	版次： 1

内容提要

无线电近程探测技术是利用目标的散射或辐射特性在近距离（几米到几千米）实现目标的有 无以及距离、速度、方位等目标参数获取的探测技术。本书在十几年课程教学讲义基础上结合 二十余年的科研积累，在讲述无线电探测基本原理的基础上，对无线电近程探测常用的连续波多 普勒体制、线性调频体制、脉冲体制以及被动探测体制四种典型探测体制进行深入详尽的讨论，突 出系统参数设计和关键技术的工程实现。 本书为“探测制导与控制技术”专业课程教材，适用于信息对抗技术、电子信息工程技术等无 线电类相关专业，同时可作为从事探测制导、无线电引信以及无线电近距离探测丁作的工程技术 人员的参考书。

《无尽电波的奥秘：从信号到洞察的探索》 一部引领您穿梭于看不见的信号世界，揭示电波如何编织信息之网，并构建智能感知系统的深度之作。 在信息爆炸的时代，我们身处的空间并非空无一物，而是充斥着无数肉眼不可见的电磁波。这些无形的信使，承载着声音、图像、数据，连接着世界，也孕育着科技的无限可能。本书将带领您深入探索无线电近程探测这一迷人领域，从最基础的物理原理出发，逐步深入到复杂的系统设计与应用，让您对这个既熟悉又陌生的技术产生全新的认知。 第一篇：电波的诞生与传播——无形信使的溯源 在进入近程探测的精妙世界之前，我们必须先理解构成其基石的电波本身。本篇将从电磁波的基本概念入手，层层剖析其产生的原理。您将了解到，变化的电荷如何激荡出电场的涟漪，而变化的磁场又如何反哺电场，最终以电磁波的形式在空间中以光速传播。我们将详细讲解不同频率电磁波的特性，例如它们与物质的相互作用方式，以及其传播过程中受到的各种影响，如反射、折射、衍射和吸收。 电磁频谱的语言： 从低频的长波到高频的微波，每一种频率的电波都拥有独特的“语言”。本书将详细介绍这些频率范围的划分及其各自的特性，例如长波的远距离传播能力，中波在一定范围内的可靠性，短波的高效信息传输，以及微波在定向传输和雷达等领域的卓越表现。我们将探讨不同频率电波的能量特性、穿透能力以及与环境的相互作用，为理解近程探测中的频率选择打下坚实基础。 波的艺术： 振幅、频率、波长、相位——这些看似抽象的物理量，却构成了电波丰富的信息载体。我们将以生动形象的语言解释这些参数的含义，以及它们如何共同决定了电波的本质。您将理解，通过调制这些参数，我们可以将想要传递的信息“编码”到电波之中，实现远距离的信息传输。 传播的轨迹： 空间并非绝对均匀。大气层的密度变化、地表的起伏、甚至空气中的湿度和温度，都会对电波的传播路径产生微妙的影响。本书将深入探讨电波在不同传播环境下的行为，包括直线传播、反射传播、绕射传播等。理解这些传播机制，对于优化近程探测系统的设计，提升信号的稳定性和探测精度至关重要。我们将通过详细的图示和案例，展示不同传播模式下的信号衰减和多径效应，并初步介绍应对这些挑战的策略。 第二篇：近程探测的原理——“听”见并“看”见世界 近程探测，顾名思义，是指利用无线电波在相对较短的距离内对目标进行探测、识别和测量的技术。它并非简单的信号接收，而是一个集信号发射、目标交互、信号接收、信息处理和目标成像于一体的复杂过程。本篇将聚焦于近程探测的核心原理。 回声的秘密： 最基本的近程探测原理，便是利用发射出去的电波与目标相遇后产生的反射。本书将详细介绍“发射-反射-接收”这一核心流程。您将了解到，发射器如何产生特定频率和能量的电波脉冲，这些脉冲如何穿过介质，与目标表面发生碰撞，并将部分能量反射回接收器。接收器则负责捕捉这些微弱的反射信号，并将其转化为可供分析的数据。 时间差的洞察： 回波信号到达接收器的时间，是揭示目标距离的关键信息。本书将深入阐述“测距”原理，即通过精确测量发射脉冲到接收到回波信号之间的时间间隔，结合电波的传播速度，即可计算出目标与探测器之间的距离。我们将详细讲解脉冲压缩、时间门等技术在提高测距精度方面的作用。 多普勒效应的律动： 除了距离，目标相对于探测器的运动状态也是重要的探测信息。本篇将重点讲解“多普勒效应”在近程探测中的应用。当目标与探测器之间存在相对运动时，接收到的回波信号频率会发生变化。通过测量这种频率偏移，我们可以判断目标的运动方向和速度，实现对运动目标的精确跟踪和识别。我们将深入分析多普勒频移的计算公式，并介绍如何利用连续波（CW）和脉冲多普勒（PD）雷达等技术来提取运动信息。 穿透的魔力： 部分近程探测技术，如地质雷达（GPR），能够穿透非导电性介质（如土壤、混凝土）来探测埋藏在地下的物体。本书将探讨电波在穿透介质时的衰减特性、频率选择以及信号的形变，并介绍如何通过优化发射信号和接收处理来提升穿透探测的深度和分辨率。 目标特性的“指纹”： 不同的目标，其表面的电磁特性（如介电常数、导电性）以及几何形状，都会影响反射回来的电波信号。本书将介绍如何通过分析回波信号的幅度、相位、极化状态以及频谱特征，来识别和区分不同的目标，甚至进一步推断出目标的材质和形状。 第三篇：系统设计之魂——构建智能的感知机器 理解了近程探测的基本原理，我们便可以开始着手设计和构建实际的探测系统。本篇将从系统架构、关键模块到实际应用，为您揭示近程探测系统的设计精髓。 系统架构的蓝图： 一个典型的近程探测系统通常由发射单元、接收单元、信号处理单元和数据输出单元组成。本书将详细解析每个单元的功能和相互协作方式，介绍不同拓扑结构的系统设计，例如收发一体式、独立收发式等，并分析它们各自的优缺点。 发射单元的“声音”： 发射单元的核心是信号源，它产生探测所需的电磁波。我们将探讨不同类型的信号源，如连续波（CW）发生器、脉冲发生器，以及它们的性能指标，如输出功率、频率稳定性、脉冲宽度和占空比。此外，天线的选择与设计也是至关重要的一环，它决定了电波的辐射方向性和覆盖范围。我们将详细介绍不同类型天线的特性，如偶极子天线、喇叭天线、相控阵天线等，并探讨如何根据探测需求进行优化。 接收单元的“耳朵”： 接收单元负责捕捉微弱的回波信号。本书将深入讲解低噪声放大器（LNA）、混频器、滤波器等关键组件的作用，它们如何放大信号、抑制干扰，并将其频率转换为适合后续处理的范围。我们将重点介绍接收机的灵敏度、动态范围和带宽等关键性能指标。 信号处理的智慧： 接收到的原始信号往往是杂乱且包含大量噪声的。信号处理单元则是近程探测系统的“大脑”，它负责将原始信号转化为有意义的信息。我们将深入探讨各种信号处理技术，包括： 滤波技术： 如何利用带通滤波器、陷波器等去除噪声和不需要的信号。 脉冲压缩技术： 如何通过编码和解码技术，提高脉冲雷达的距离分辨率和信噪比。 多普勒信号处理： 如何利用FFT（快速傅里叶变换）等算法，提取目标的速度信息。 目标检测与跟踪： 如何在杂乱的信号中准确识别出目标，并持续跟踪其运动轨迹。 成像技术： 如何利用合成孔径雷达（SAR）等技术，生成高分辨率的目标二维或三维图像。 数据输出与可视化： 最终，处理后的信息需要以直观的方式呈现给用户。本书将介绍不同的数据输出格式，如距离-多普勒谱（R-D谱）、目标回波图、雷达图像等，以及常用的可视化工具和方法，帮助用户理解探测结果。 干扰与抗干扰： 在复杂的电磁环境中，干扰是近程探测系统面临的巨大挑战。我们将详细分析各种类型的干扰，如杂波、噪声、电子对抗等，并介绍相应的抗干扰技术，如自适应滤波、信号识别、隐身技术等，以确保系统的可靠性和稳定性。 第四篇：应用前沿与展望——连接现实的无限可能 近程探测技术并非仅仅存在于实验室，它已经渗透到我们生活的方方面面，并在不断拓展新的应用领域。本篇将带领您领略近程探测技术的广阔应用前景。 交通安全卫士： 汽车的自适应巡航、自动紧急制动、泊车辅助等功能，都离不开毫米波雷达等近程探测技术的支持。我们将深入分析这些应用场景，以及它们如何提升驾驶的安全性与舒适性。 工业自动化助手： 在工厂、仓库等环境中，近程探测技术被广泛应用于物位测量、障碍物检测、机器人导航等领域，极大地提高了生产效率和安全性。 安防监控利器： 运动检测、周界防范、非接触式生命体征探测等，都依赖于近程探测技术。我们将探讨其在公共安全领域的关键作用。 医疗健康新视野： 无创式生理参数监测、超声成像等，正逐步将近程探测技术引入医疗领域，为疾病的诊断和治疗带来新的可能。 环境监测与科学研究： 地质雷达用于探测地下管线、古迹；雷达在气象研究中用于观测降雨、风场等。我们将展示其在科学探索中的贡献。 未来趋势展望： 随着人工智能、机器学习等技术的飞速发展，近程探测系统正变得越来越智能化。我们将展望未来，探讨如何将这些先进技术与近程探测相结合，开发出更强大、更智能的感知系统。例如，利用深度学习优化目标识别算法，实现更精确、更鲁棒的探测；开发小型化、集成化的探测模块，使其能够集成到更多的设备中；以及探索新的探测模式，如利用量子效应来提升探测精度等。 本书力求以严谨而不失趣味的方式，为您呈现一个完整而深入的无线电近程探测知识体系。无论您是电子工程专业的学生，还是对前沿科技充满好奇的研究者，亦或是希望深入了解某个特定应用领域的专业人士，本书都将是您不可或缺的参考指南。让我们一起，用知识的眼睛，去“看见”那些无形的电波，去理解它们如何为我们构建一个更智能、更安全、更美好的世界。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我最初是冲着“系统设计”这几个字来的，期望能找到一些现成的设计模板或流程图。这本书虽然没有提供可以直接复制粘贴的代码或框图，但它提供的设计哲学远比模板宝贵。在探讨软件架构的部分，作者非常注重模块间的接口定义和数据流管理，这对于我们跨学科团队合作开发大型探测系统时，是避免后期集成灾难的关键。特别是对时序同步和数据采集一致性的讨论，详述了如何在高采样率下保证所有通道数据的相对时间精度，这在很多商业手册中往往被一带而过。书中对低功耗和便携式系统设计也进行了深入探讨，给出了在电池供电约束下，如何通过优化采样率和工作周期来平衡探测性能和续航能力的具体策略。对于那些致力于开发嵌入式、边缘计算型无线电探测设备的研究人员而言，这部分内容具有极高的参考价值，它教会我们如何在有限的“能源预算”内实现最佳的探测效果。

评分☆☆☆☆☆

这本专注于无线电近程探测的著作，确实在理论深度和工程实践之间搭建了一座坚实的桥梁。我尤其欣赏作者对于信号处理流程的细致梳理，从前端的接收机设计到后端的算法实现，每一步的物理意义都阐述得极为透彻。特别是关于多普勒频移和目标速度估计的部分，引入了经典的卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波在非线性跟踪场景下的应用，这对于我们这些需要设计高精度测速系统的工程师来说，无疑是及时雨。书中的案例分析，比如如何应对环境中的复杂杂波干扰，以及如何通过优化波形来提升信噪比，都体现了作者深厚的行业经验。很多教材往往只停留在公式推导，但这本书却花了大量篇幅去讨论实际系统中的非理想因素，例如器件的非线性、温度漂移对测量精度的影响，以及如何通过软件定义无线电（SDR）平台进行快速原型验证。这种“从理论到实践，再回归理论优化”的闭环思维，极大地提升了这本书的实用价值，使得它不仅仅是一本教科书，更像是一份详尽的系统设计手册。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示质量非常高，这对于理解涉及几何光学和电磁波传播的复杂概念至关重要。我特别欣赏作者在解释波束形成时使用的二维和三维图形，它们生动地展示了方向图的旁瓣抑制效果以及扫描角度变化时主瓣的指向性。与许多偏向理论推导的文献不同，它在介绍新型调制技术时，例如LFM（线性调频）和PN码的应用，不仅给出了数学模型，还附带了相应的波形的时域和频域对比图，使得即便是对高级调制方式不甚熟悉的读者也能迅速抓住其核心优势。书中对系统的鲁棒性分析也做得非常到位，例如在面对多径效应和频率选择性衰落信道时，系统性能是如何下降的，以及可以通过哪些工程手段（如分集接收或频率捷变）进行补偿。这本书提供了一个非常扎实、多维度的视角来看待无线电近程探测问题，让人在阅读过程中始终保持高度的专注和求知欲，是一本值得反复研读的精品。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字风格带着一种冷静而严谨的学术气质，但又不失启发性。它成功地平衡了初学者可能需要的直观解释和高级研究者追求的数学严谨性。让我印象深刻的是对噪声和杂波抑制技术的论述，作者没有简单地罗列滤波器类型，而是从信息论的角度出发，探讨了在特定信道模型下，最优滤波器（如维纳滤波器）是如何被推导出来的，并进一步探讨了这些最优解在工程实现中因计算资源限制而产生的妥协方案。这种“理想与现实的对话”贯穿始终。另外，书中关于目标特性建模的部分也极为出色，它详细探讨了目标RCS（雷达散射截面）的时变性、起伏模型，这对我们进行仿真和场景建模至关重要。总而言之，这本书的价值在于它提供了一个完整的知识框架，让你明白“为什么”要这么做，而不是仅仅告诉你“应该”怎么做，极大地培养了读者的批判性思维。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的整体结构感到非常满意，它并非那种堆砌公式的“硬核”著作，而是巧妙地将复杂的物理现象融入到清晰的系统架构描述中。开篇对不同探测体制（如FMCW、脉冲多普勒等）的原理对比分析，简洁明了地指出了它们各自的优缺点和适用场景，为后续深入研究打下了坚实的基础。然而，最让我眼前一亮的是关于阵列信号处理那几章。作者没有满足于传统的波束形成，而是引入了先进的子空间分解方法，如MUSIC和ESPRIT算法，并结合实际的传感器布局约束，讨论了它们在实际应用中的收敛性和计算复杂度问题。这种对算法性能和资源消耗的平衡考量，显示出作者对现实工程约束的深刻理解。读完这些章节，我感觉对如何设计一个具有高分辨力、能有效抗干扰的相控阵雷达系统，有了一个全新的、更系统的认识，这远远超出了我阅读其他同类书籍所获得的经验。