时域超宽带雷达传感器组件理论分析与设计/高新科技译丛 雷达技术系列 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 阮凯姆，[韩] 韩正佑，黄振宇，王彦斌，郝 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118112337

商品编码：29434106811

包装：平装

出版时间：2017-04-01

基本信息

书名：时域超宽带雷达传感器组件理论分析与设计/高新科技译丛 雷达技术系列

定价：69.00元

作者： 阮凯姆, 佑,黄振宇,王彦斌,郝

出版社：国防工业出版社

出版日期：2017-04-01

ISBN：9787118112337

字数：

页码：130

版次：1

装帧：平装

开本：32开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《时域超宽带雷达传感器组件理论分析与设计/高新科技译丛·雷达技术系列》致力于阐述UWB系统及其组件的理论、分析和设计，特别是涵盖了UWB系统设计的主要问题，包括系统分析、发射机设计、接收机设计、天线设计以及系统的集成与测试，还给出了一些具体应用的UWB系统及其发射机、接收机、天线、信号处理、集成和测试组件的设计。以一种非常有效的方式不仅阐述了UWB系统整体的分析、设计和应用，而且描述了其组件的分析和设计。虽然《时域超宽带雷达传感器组件理论分析与设计/高新科技译丛·雷达技术系列》非常简短，但是材料齐全，包含足够多实用而又有价值的信息，非常适用于电气工程或者物理方面的应届毕业大学生读者，以及在微波电路方面有经验和学过研究生课程的读者，便于读者理解和设计各种实用的UWB组件、发射机、接收机甚至系统。
　　《时域超宽带雷达传感器组件理论分析与设计/高新科技译丛·雷达技术系列》对于从事雷达、探测器和通信系统方面，以及与微波电路和系统相关专业研究的工程师、物理学家和研究生都是非常有用的。真诚地希望《时域超宽带雷达传感器组件理论分析与设计/高新科技译丛·雷达技术系列》不仅仅作为UWB系统及其组件发展的一本参考书，还能够激发出一些创新性的思想，更加有益于目前以及将来探测感知和通信领域的发展。

目录

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章 引言
1．1 高分辨力和远距离传输
1．2 较高的多通道分辨力和抗干扰性能
1．3 较低的截获概率或发现概率
1．4 降低信号衰落
1．5 更好的定位和跟踪精度
1．6 简单、低耗的系统结构
参考文献

第2章 系统分析
2．1 简介
2．2 UWB系统的工作方式
2．3 UWB信号
2．3．1 高斯脉冲
2．3．2 高斯单周期脉冲
2．3．3 高斯双周期脉冲
2．4 功率分配分析
2．5 距离分辨力分析
2．6 结论
参考文献

第3章 UWB发射机的设计
3．1 引言
3．2 延时线线SRD冲激脉冲发生器的设计
3．3 可调谐单周期脉冲产生器的设计
3．4 制作与测量
3．5 带有转换晶体管的可调谐脉冲和单周期脉冲产生器
3．6 结论
参考文献

第4章 Imm接收机的设计
4．1 引言
4．2 选通脉冲产生器的设计
4．3 耦合线槽混合采样器
4．3．1 耦合线槽混合采样器的设计
4．3．2 CSH采样器的制作和性能
4．4 UWB接收机
4．4．1 UWB接收机的设计
4．4．2 UWB接收机的制作和性能
4．5 UWB LNA
4．6 结论
参考文献

第5章 UWB天线的设计
5．1 引言
5．2 UWB类喇叭天线
5．2．1 UWB类喇叭天线的设计
5．2．2 微波传输带类喇叭天线的制作和性能
5．3 UwB平面天线
5．3．1 UWB平面天线的设计
5．3．2 UWB平面天线的制作与性能
5．4 结论
参考文献

第6章 UWB系统集成与测试
6．1 引言
6．2 UWB发射天线和接收天线模块的发射一接收测试
6．3 信号处理
6．4 UWB系统集成
6．5 UWB系统的测试与评估
6．5．1 金属板测试
6．5．2 分层结构测试
6．5．3 公路测试
6．5．4 UXO测试
6．6 结论
参考文献

第7章 概要与结论

作者介绍

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文摘

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序言

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时域超宽带雷达传感器：原理、设计与前沿应用 内容梗概 本书深入探讨了时域超宽带（UWB）雷达传感器这一前沿技术的核心理论、关键设计要素以及其在各个领域的创新应用。作为雷达技术发展的重要分支，UWB雷达以其独特的宽带信号特性，在目标探测、成像、测距、材料穿透以及环境感知等方面展现出前所未有的潜力。本书旨在为读者提供一个全面而深入的理解框架，涵盖从基础物理原理到实际工程实现的各个层面。 第一部分：时域超宽带雷达的基本原理 本部分将首先阐述UWB雷达与传统窄带雷达在信号特性上的根本区别。我们将详细介绍“宽带”的定义及其在雷达系统中的意义，重点解析UWB信号的时域特性，包括脉冲形状、带宽、中心频率以及它们对雷达性能的影响。 UWB信号的产生与特性： 深入剖析不同类型的UWB信号生成机制，如单周期脉冲（monocycle）、双周期脉冲（bipulse）以及更复杂的波形。我们将分析这些信号在时域和频域的特征，例如极窄的脉冲宽度带来的高时间分辨率，以及宽频谱带来的低截获概率和抗干扰能力。 电磁波传播与散射理论： 讲解UWB电磁波在各种介质中的传播特性，特别是其在非均匀介质和复杂环境中的衰减、反射、折射和衍射现象。这部分将结合具体的物理模型，解释UWB信号如何与不同形状、材质和结构的物体发生相互作用，产生散射信号。 信号处理基础： 介绍UWB雷达信号处理的基本流程，包括信号采样、数字化、匹配滤波、脉冲压缩等关键步骤。我们将重点讲解如何从接收到的杂乱回波信号中提取有效的目标信息，以及各种信号处理算法在提升雷达分辨率、信噪比和探测精度中的作用。 超宽带雷达方程： 推导和分析适用于UWB雷达系统的雷达方程。我们将讨论影响UWB雷达探测距离和探测能力的关键因素，如发射功率、天线增益、信号带宽、目标雷达截面积（RCS）、传播损耗以及接收机灵敏度等，并与窄带雷达方程进行对比分析，突出UWB雷达的优势和局限性。 第二部分：时域超宽带雷达传感器的设计与实现 本部分将聚焦于UWB雷达传感器的实际设计与工程实现，从硬件构成到系统集成，为读者提供可行的技术路线和设计考量。 发射系统设计： 详细介绍UWB脉冲发射机的设计要点，包括半导体器件的选择（如PIN二极管、雪崩二极管、T/R开关等）、脉冲形成电路的设计、功率放大以及阻抗匹配等。我们将讨论不同发射技术在实现高效率、低功耗和宽带特性方面的权衡。 接收系统设计： 阐述UWB雷达接收机的设计原则，包括低噪声放大器（LNA）、混频器、滤波器以及采样保持电路的设计。重点关注如何保证接收机的宽带特性和高动态范围，以有效接收微弱的UWB回波信号，并将其量化为数字信号。 天线设计： 探讨适用于UWB雷达传感器的天线类型，如偶极子天线、喇叭天线、对数周期天线（LPDA）以及分形天线等。我们将分析这些天线的带宽特性、辐射方向图、增益以及在不同工作频段下的性能表现，并讨论如何根据具体应用需求进行天线优化设计。 时钟与同步系统： 强调高精度时钟和同步系统在UWB雷达中的重要性。详细介绍如何设计和实现低抖动、高稳定性的时钟源，以及如何在发射端和接收端实现精确的时间同步，以保证脉冲压缩和距离测量的精度。 数据采集与处理硬件： 讨论UWB雷达传感器的数据采集系统（ADC）和数字信号处理器（DSP）的选择与配置。我们将分析高采样率、高分辨率ADC的必要性，以及DSP在实时信号处理、目标检测、参数估计和信息提取中的关键作用。 系统集成与校准： 讲解UWB雷达传感器的整体系统集成挑战，包括电磁干扰（EMI）与电磁兼容（EMC）的处理、电源管理、散热设计以及机械结构设计等。此外，还将涉及系统在出厂前和现场的应用中的校准步骤，以确保其测量精度和可靠性。 第三部分：时域超宽带雷达传感器的关键技术与算法 本部分将深入探讨提升UWB雷达传感器性能和拓展其应用范围的关键技术和算法。 高分辨率成像技术： 介绍UWB雷达实现高分辨率二维和三维成像的方法，包括合成孔径雷达（SAR）、逆合成孔径雷达（ISAR）以及全息成像等。我们将分析这些成像技术如何利用UWB信号的宽带特性，克服传统雷达的空间分辨率限制。 多输入多输出（MIMO）UWB雷达： 探讨MIMO UWB雷达的架构及其优势。通过在发射端和接收端部署多个天线，MIMO UWB雷达能够显著提升雷达系统的角分辨率、动目标显示（MTI）能力和抗干扰性能。 目标检测与识别算法： 深入研究适用于UWB雷达的各种目标检测算法，如恒虚警率（CFAR）检测、基于特征的目标识别以及机器学习辅助的识别方法。我们将分析如何利用UWB回波信号的独特特征，如瞬态响应、散射特性等，实现对不同目标的有效区分。 测距与定位技术： 详细阐述UWB雷达在精确测距和定位方面的应用。包括基于时延测量的距离估计、多站定位以及融合其他传感器信息进行高精度导航等。 材料穿透与无损检测： 重点介绍UWB雷达在材料内部探测方面的独特能力。我们将讨论UWB信号如何穿透非金属材料（如墙壁、土壤、混凝土等），并从材料内部反射回波中提取信息，实现对隐藏目标、内部结构或缺陷的检测。 数据融合与多传感器协同： 探讨将UWB雷达与其他传感器（如光学相机、激光雷达、惯性测量单元等）进行数据融合的必要性和方法。通过多传感器协同，可以克服单一传感器的局限性，实现更鲁棒、更全面的环境感知和目标识别。 第四部分：时域超宽带雷达传感器的应用领域 本部分将全面展示UWB雷达传感器在各个领域的广泛应用，并探讨其未来的发展趋势。 安防与反恐： 在机场、车站、重要场所等区域，UWB雷达可用于非接触式人体扫描、隐藏武器探测以及穿墙目标监视。 环境监测与地质勘探： 用于探测地下管线、土壤湿度、地下水分布，进行地质结构分析和灾害预警。 工业无损检测： 在桥梁、建筑、管道等结构的内部检测，查找裂缝、空洞等缺陷，进行健康评估。 车辆自动驾驶与ADAS（高级驾驶辅助系统）： 作为核心传感器之一，用于障碍物探测、行人检测、车道保持、盲区监测等，提升行车安全。 人机交互与体态监测： 通过感知人体运动、姿态以及呼吸等生理信号，实现非接触式人机交互和健康监测。 考古与文物保护： 用于探测地下遗迹、墓葬结构，进行文物无损勘探。 军事应用： 用于侦察、目标跟踪、电子战以及战场环境感知。 医疗健康： 探索在生命体征监测、创伤诊断等方面的应用潜力。 结论与展望 本书最后将总结UWB雷达传感器技术的现状，并对未来的发展趋势进行展望。包括在信号处理算法、硬件集成、小型化、低功耗以及与人工智能的结合等方面的发展方向，预示着UWB雷达传感器将在更多新兴领域发挥关键作用。 本书适合从事雷达工程、电子工程、通信工程、计算机科学以及相关领域的科研人员、工程师、研究生和高年级本科生阅读。它既提供了扎实的理论基础，也涵盖了实际应用中的关键技术，旨在培养读者对UWB雷达传感器技术的深刻理解和创新应用能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都超出了我的预期。它并没有仅仅停留在对UWB雷达基本概念的介绍，而是深入到“传感器组件”的“理论分析与设计”层面。这意味着作者不仅会讲解UWB雷达的原理，更会剖析构成雷达系统的关键硬件单元，例如发射和接收通道的设计、脉冲生成电路的优化、以及高精度采样器在时域分辨率中的作用。我非常好奇作者是如何处理UWB信号在复杂环境下的传播衰减和多径效应的，以及如何在设计中克服这些挑战。这本书给我的感觉是，它不仅仅是给雷达领域的初学者准备的，更适合那些已经具备一定基础，希望在UWB雷达技术领域进行更深入研究和开发的工程师和研究人员。从“译丛”和“雷达技术系列”的定位来看，它很可能汇集了国际上该领域的先进研究成果和工程经验，这对于我们快速掌握前沿技术非常有帮助。我期待这本书能为我带来一些全新的设计理念和技术突破，能够帮助我在解决实际工程问题时，找到更创新、更有效的解决方案。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计很有质感，传递出一种严谨和专业的气息。从封面上“时域超宽带雷达传感器组件理论分析与设计”以及“高新科技译丛 雷达技术系列”这些字样，就能感受到它是一本聚焦于前沿雷达技术、理论深入且设计实践性强的专业书籍。作为一名对雷达技术有浓厚兴趣的爱好者，我对这类书籍的期待值非常高，希望能从中学习到最先进的理论知识和工程经验。雷达技术本身就充满了神秘感和挑战性，尤其是在超宽带（UWB）这个领域，其独特的信号特性和应用前景一直吸引着我。这本书的标题暗示了它将深入剖析UWB雷达传感器组件的内部机制，从基础的理论原理出发，一步步引导读者理解其工作流程，并最终触及实际的设计方法。这对于希望从零开始构建或改进UWB雷达系统的工程师和研究人员来说，无疑是一笔宝贵的财富。我特别期待它在理论分析部分能够清晰地阐述UWB信号的传播特性、目标散射机理以及回波信号的处理算法，这些都是构建高性能雷达系统的基石。同时，“设计”这个词也让我看到了它在实际应用层面的价值，希望书中能包含一些具体的设计实例、电路框图，甚至是一些关键参数的选取原则，这将极大地帮助我将理论知识转化为实际的工程能力，能够对未来在雷达系统设计领域有所建树抱有非常大的信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一位经验丰富的老师，用一种循序渐进的方式，将时域超宽带（UWB）雷达传感器组件的奥秘一一揭示。从宏观的雷达系统架构，到微观的信号处理细节，作者都进行了细致入微的讲解。我尤其欣赏书中在理论分析部分所展现出的严谨学术态度，不仅仅给出结论，更重要的是深入探究其背后的原理。例如，关于UWB信号的频谱特性、脉冲压缩技术在提高信噪比方面的作用，以及如何利用时域的优势来区分不同距离的目标，这些都让我受益匪浅。更令我感到振奋的是，书中将理论分析与实际设计紧密结合。这意味着它不仅仅是一本纯粹的理论书籍，更是一本能够指导实践的工具书。我非常期待在设计部分，能够看到关于UWB天线的设计优化，如何选择合适的发射器和接收器，以及如何实现精确的时间同步和采样。对于我们这些希望将UWB雷达技术应用于实际项目的人来说，这些“如何做”的指导至关重要。这本书就像是一份详尽的设计蓝图，让我能够更清晰地规划和构建自己的UWB雷达系统，从概念到原型，都有了坚实的理论支撑和切实可行的设计思路。

评分☆☆☆☆☆

这本书传递出一种对技术精益求精的态度。从“时域超宽带雷达传感器组件理论分析与设计”这个标题来看，它聚焦于UWB雷达的核心要素，即传感器组件，并且强调了“理论分析”与“设计”并重的理念。这对于想要全面掌握UWB雷达技术的读者来说，无疑具有极大的吸引力。我个人尤其关注“理论分析”的部分，希望能够深入理解UWB信号的本质特性，例如其极高的时间分辨率如何转化为距离分辨率，以及宽带宽在穿透能力上的优势。同时，“设计”环节更是我期待的重点，因为理论知识最终需要转化为实际可用的工程方案。我希望能从书中了解到UWB雷达传感器组件的结构设计、关键器件的选择、以及性能优化策略。例如，如何设计出高增益、宽带的UWB天线？如何实现低噪声、高线性的发射/接收链路？如何确保高精度的时钟同步以实现精确的测量？这本书给我一种感觉，它不仅仅是一本教材，更像是一份宝贵的工程参考手册，能够指导我在实际的UWB雷达系统开发过程中，做出更明智的决策，并成功地将理论转化为创新的产品。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，首先映入眼帘的是精美的排版和清晰的图表，这对于阅读专业技术书籍来说至关重要。作者的叙述风格严谨而不失条理，层层递进地展开了对时域超宽带（UWB）雷达传感器组件的深入探讨。在理论分析部分，作者似乎并没有停留在泛泛而谈的层面，而是花费了大量篇幅去剖析UWB信号在时域的独特性质，例如其极窄的脉冲宽度带来的高距离分辨率，以及宽带宽带来的丰富信息量。这一点对于理解UWB雷达在穿透障碍物、探测微小目标等方面的独特优势至关重要。书中关于信号生成、传播模型以及目标回波特性分析的部分，都显得十分详实，甚至可能涉及到一些复杂的数学推导和仿真验证。这对于想要深入理解UWB雷达底层原理的读者来说，是一场智力上的饕餮盛宴。同时，我也对书中“传感器组件”的设计部分充满了好奇。UWB雷达的实现离不开高性能的传感器组件，包括天线、发射/接收模块、以及关键的脉冲生成和采样电路。我非常期待书中能详细介绍这些组件的设计考虑，例如如何在保证信号质量的同时实现小型化、低功耗，以及如何应对复杂电磁环境下的干扰。整体而言，这本书为我打开了一个通往UWB雷达技术深度理解的大门，让我对这个领域有了更清晰、更系统化的认知。