MIMO雷达信号处理

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[美] 斯托伊卡 著
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  • 阵列信号处理
  • 雷达信号
  • 目标检测
  • 雷达成像
  • 自适应滤波
  • 优化算法
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店铺: 文轩网少儿专营店
出版社: 国防工业出版社
ISBN:9787118090611
商品编码:1677865233
出版时间:2013-09-01

具体描述

作  者:(美)斯托伊卡 著作 黄高明 等 译者 定  价:110 出 版 社:国防工业出版社 出版日期:2013年09月01日 页  数:417 装  帧:精装 ISBN:9787118090611 第1章MIMO雷达——分集性意味着优越性
1.1概述
1.2问题的公式化描述
1.3参数的辨识
1.3.1预备分析
1.3.2充要条件
1.3.3数值实例
1.4非参数自适应技术在参数估计中的应用
1.4.1不考虑阵列校准误差
1.4.2阵列校准误差
1.4.3数值实例
1.5参数估计的参数方法
1.5.1ML和BIC
1.5.2数值实例
1.6发射波形设计
1.6.1波形匹配设计
1.6.2旁辦最小化波形设计
1.6.3相控阵波形设计
1.6.4数值实例
1.6.5乳癌的超声高热治疗应用
部分目录

内容简介

《mimo雷达信号处理》按照雷达信号处理研究生课程的水平编写。在这个范围内,在材料的组织上为读者选择适合这一主题的感兴趣的内容提供了很大的灵活性。与靠前外同类书相比,《mimo雷达信号处理》的适应面和实用性更强,靠前在这方面的图书相对较少,而需求较多。《mimo雷达信号处理》不仅适于从事雷达工程、通信工程、电子对抗、信息工程等专业的高校教师和学生使用,而且对产业界的研究者和工程师,以及工作在与新型雷达系统理论和应用有关的政府行政机关的人员也有帮助。 
探索现代雷达技术的奥秘:从信号到目标,一次深度遨游 本书并非一本关于“MIMO雷达信号处理”的著作,而是旨在为广大读者,特别是对现代雷达系统及其背后的科学原理充满好奇的工程师、研究人员、学生以及科技爱好者,提供一个全面而深入的视角,去理解雷达技术是如何从最初的信号探测,一步步转化为对目标进行精确感知和识别的。我们将一同踏上一段探索之旅,揭示雷达信号处理的核心概念,追溯其技术演进的脉络,并展望其在未来军事、民用领域的无限可能。 第一部分:雷达信号的起源与基础 在深入探讨信号处理之前,我们首先需要理解雷达信号的本质。雷达(Radar,Radio Detection and Ranging)的核心在于发射电磁波并接收其与目标相互作用后产生的回波。本书的第一部分将从最基础的物理原理出发,为您剖析电磁波的传播特性,介绍不同频率下电磁波与物质的相互作用机制。您将了解到,雷达发射的并非简单的“声音”,而是具有特定频率、波形和能量的电磁脉冲或连续波。 我们将详细阐述雷达方程,这个描述雷达系统探测能力的基石。通过分析雷达方程中的各个参数,如发射功率、天线增益、目标雷达散射截面积(RCS)、传播距离以及接收机灵敏度等,读者将能深刻理解影响雷达探测距离和精度的关键因素。这不仅仅是枯燥的数学公式,更是指导雷达系统设计和性能优化的根本依据。 接着,我们会聚焦于雷达信号的产生,也就是发射信号的波形设计。不同的波形设计能够实现不同的功能,例如脉冲压缩技术能够提升距离分辨率和信噪比,而线性调频(Chirp)信号、相位编码信号等在现代雷达中扮演着至关重要的角色。您将学习到这些波形是如何被生成,以及它们在回波信号中携带了哪些关于目标的信息。 第二部分:信号处理的核心——回波的提取与分析 雷达系统接收到的原始回波信号往往是微弱的,并且混杂着各种噪声,包括来自目标本身、环境以及接收机内部产生的噪声。因此,信号处理的首要任务是如何从这些嘈杂的数据中提取出有用的信息。 我们将深入讲解信号检测的基本理论。什么是“目标存在”?如何判断接收到的信号是否真的是来自一个目标,还是仅仅是随机的噪声涨落?您将接触到经典的检测准则,如 Neyman-Pearson 准则,并理解其背后的概率统计学原理。这部分内容将帮助您理解雷达系统是如何设定一个“门限”,以区分目标回波和噪声。 随后,我们进入信号处理的关键环节:回波的脉冲压缩。当发射的是经过编码的宽脉冲信号时,接收到的回波信号也是宽的,其能量被分散在较长的时间内,不利于精确测距和提高分辨率。脉冲压缩技术,通过匹配滤波等方法,能够将接收到的宽脉冲回波压缩成一个窄的脉冲,从而显著提高距离分辨率和信噪比。我们将详细介绍匹配滤波器的原理,以及它如何根据发射信号的特性来设计,并分析其在提升雷达性能方面的巨大作用。 多普勒效应是雷达用于探测目标速度的重要物理原理。当目标相对于雷达运动时,接收到的回波信号的频率会发生偏移。本书将详细阐述多普勒效应的原理,以及如何利用其来测量目标的径向速度。我们还将探讨如何通过快速傅里叶变换(FFT)等信号处理手段,对接收到的回波信号进行频谱分析,从而准确地识别出不同速度的目标,并实现对静止目标的抑制。 第三部分:从回波到目标——信息的解读与精细化 当微弱的回波信号经过初步的检测和处理后,我们仍然需要进一步的分析来获取更丰富、更精细的目标信息。这部分内容将带领您超越简单的探测,进入目标识别与跟踪的领域。 距离、速度和角度是雷达最基本的目标参数。本书将详细讲解如何通过各种信号处理算法,精确地测量目标的距离、速度和方位角、俯仰角。例如,角度测量技术,包括单脉冲测角、干涉仪测角等,能够让雷达具备精准的空间定位能力。 目标识别是雷达功能演进的重要方向。不同的目标,由于其形状、材质、运动状态等的差异,会产生不同的雷达回波特征。本书将介绍基于回波特征的目标识别方法,包括利用回波的振幅、相位、多普勒信息以及极化信息等来区分不同类型的目标,如飞机、导弹、车辆等。您将了解到,这涉及到复杂的模式识别和机器学习技术。 目标跟踪是雷达系统在动态环境中持续感知目标的能力。一旦检测到一个目标,雷达就需要能够连续地跟踪其运动轨迹,预测其未来的位置。我们将介绍卡尔曼滤波器等经典的目标跟踪算法,以及它们如何融合雷达测量数据和目标运动模型,实现对目标的平滑、准确的跟踪。 第四部分:雷达信号处理的挑战与前沿 尽管雷达技术已经取得了巨大的成就,但面对日益复杂的战场环境和不断变化的应用需求,雷达信号处理仍然面临着诸多挑战。 本书的最后一部分将探讨当前雷达信号处理领域的一些前沿研究方向和技术挑战。例如,如何提高雷达在复杂电磁环境下的抗干扰能力?如何应对低可探测性(Stealth)目标的探测?如何利用先进的信号处理技术实现对微小目标或隐蔽目标的探测? 您将了解到,自适应信号处理技术在对抗干扰和提升性能方面发挥着越来越重要的作用。通过根据实时变化的干扰情况调整信号处理算法,雷达可以有效降低干扰的影响。此外,认知雷达(Cognitive Radar)的概念,即雷达能够“学习”并“思考”,自主地优化其工作模式以适应环境,也正在成为雷达技术发展的重要趋势。 结语 通过本书的系统性阐述,我们希望能够为您打开一扇了解现代雷达信号处理世界的窗户。从最基本的电磁波原理,到复杂的信号分析与目标识别,再到面向未来的技术挑战,我们力求以清晰、严谨且易于理解的方式,展现雷达技术在感知世界、守护安全方面的强大力量。这本书将为您提供一个坚实的理论基础和广阔的视野,激发您在雷达科学与工程领域进一步探索的兴趣。

用户评价

评分

当我翻阅《MIMO雷达信号处理》时,仿佛进入了一个全新的雷达技术世界。书中对MIMO雷达的理论框架和核心技术进行了详尽而深刻的剖析。我尤其被书中对“分集技术”的深入探讨所吸引,作者不仅阐述了波形分集和空间分集的原理,更重要的是,详细讲解了它们如何在MIMO雷达系统中发挥关键作用,以克服目标衰落、提高探测概率。书中对于“子空间分析”在MIMO雷达中的应用,更是让我大开眼界,它展示了如何通过降维和特征提取,在复杂环境下实现更鲁棒的目标识别。此外,书中对“分布式MIMO雷达”和“协同MIMO雷达”的比较分析,清晰地展现了不同MIMO雷达构型的优劣势及其适用场景,这对于我在实际工程中选择合适的MIMO雷达体制具有重要的指导意义。书中引用的参考文献也相当广泛,为我进一步深入研究提供了宝贵的线索。

评分

坦白说,在拿起《MIMO雷达信号处理》之前,我对MIMO雷达的理解仅停留在“多个收发天线”的模糊概念。然而,这本书彻底颠覆了我的认知。作者以一种系统化的视角,深入探讨了MIMO雷达如何通过精心设计的信号处理策略,实现诸多传统雷达难以企及的性能提升。书中关于“数据立方体”的构建和处理,让我对MIMO雷达的数据采集和利用有了全新的认识。作者详细阐述了如何利用不同天线的空间维度和信号处理的维度,实现目标信息的最大化提取。我印象特别深刻的是关于“模糊度的解决”和“分辨率提升”的章节,书中提供了多种创新的信号处理方法,例如基于正交波形的分集技术和基于空间变换的滤波技术,这些都极大地拓宽了我对雷达性能提升潜力的理解。书中的案例分析也非常具有代表性,涵盖了从目标检测到目标分类的各个环节,为我提供了非常实用的参考。

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作为一名刚刚踏入雷达技术领域的新手,我最常遇到的困境就是信息的碎片化和概念的晦涩难懂。在接触《MIMO雷达信号处理》之前,我尝试阅读过几本相关的文献和教材,但往往是看了前面忘了后面,或者因为晦涩的术语而望而却步。然而,这本书给我带来了截然不同的体验。作者似乎非常理解初学者的需求,用一种极其友好的语言和图示,将MIMO雷达这个看似高深的技术,化繁为简。我特别喜欢书中关于“虚拟阵列”概念的讲解,作者通过生动的比喻和直观的图示,让我瞬间明白了MIMO雷达如何通过巧妙的波形设计和接收端信号融合,实现远超传统单发单收雷达的性能。此外,书中对不同MIMO雷达体制(如协同MIMO和非协同MIMO)的对比分析,也让我对MIMO雷达的灵活性和适用场景有了更清晰的认识。每当我遇到难以理解的地方,书中提供的参考文献和后续研究方向,都能指引我找到更深层次的学习资源。可以说,这本书不仅仅是一本教科书,更像是一位耐心细致的导师,陪伴我一步步走进MIMO雷达的精彩世界。

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这本书的出现,无疑为我这个在雷达信号处理领域摸爬滚打多年的老兵,注入了一剂新鲜的血液。我一直对MIMO雷达的独特优势和潜力颇感兴趣,而市面上却鲜有能让我眼前一亮的著作。直到我翻开这本《MIMO雷达信号处理》,才真正感觉找到了“知音”。书中对MIMO雷达的原理、架构以及各种关键信号处理技术的阐述,逻辑清晰,条理分明,仿佛一位经验丰富的老教授,循循善诱地将复杂的概念一一剖析。尤其是关于波形分集、空间分集和协同处理的章节,我更是反复研读,结合自己的项目经验,收获良多。书中不仅理论讲解深入透彻,而且还结合了大量的仿真实例和算法推导,这对于我这样希望将理论与实践相结合的研究者来说,简直是如获至宝。我特别欣赏作者在介绍具体算法时,并没有止步于公式的堆砌,而是深入浅出地讲解了算法的物理意义和实际应用中的考量。这让我在理解算法的同时,也能更准确地把握其在实际工程中的可行性和优劣势。这本书填补了我过去知识体系中的不少空白,也为我未来的研究方向提供了新的思路和灵感。

评分

读完《MIMO雷达信号处理》,我最大的感受就是作者在梳理和呈现复杂信息方面的高超技艺。MIMO雷达涉及的知识领域广泛,从电磁波传播、天线理论,到信号检测、估计,再到信息论、通信原理,几乎是将整个雷达信号处理学科的精华都囊括其中。但这本书最令人称道之处在于,它并没有将这些知识点杂乱无章地堆砌,而是以MIMO雷达的核心——“多输入多输出”为线索,将所有相关的技术点有机地串联起来。作者巧妙地将不同模块的信号处理算法,例如波形设计、目标检测、参数估计、干扰抑制等,在MIMO雷达的框架下进行重新审视和整合。我尤其欣赏书中关于“联合探测与跟踪”的章节,它清晰地展示了如何利用MIMO雷达的独特优势,实现更高精度、更鲁棒的目标跟踪。书中对几种典型的MIMO雷达信号处理算法的深入剖析,包括它们的设计思想、数学原理、性能指标以及在不同场景下的应用,都让我受益匪浅。对于希望全面掌握MIMO雷达信号处理技术的工程师和研究人员来说,这本书无疑是一份宝贵的参考资料。

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