時域超寬帶雷達傳感器組件理論分析與設計/高新科技譯叢 雷達技術係列 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 阮凱姆，[韓] 韓正佑，黃振宇，王彥斌，郝 著

圖書標籤:

• 雷達
• 超寬帶
• 時域雷達
• 傳感器
• 電子工程
• 信號處理
• 雷達技術
• 高新科技
• 理論分析
• 設計

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齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118112337

商品編碼：29533816143

包裝：平裝

齣版時間：2017-04-01

基本信息

書名：時域超寬帶雷達傳感器組件理論分析與設計/高新科技譯叢 雷達技術係列

定價：69.00元

作者： 阮凱姆, 佑,黃振宇,王彥斌,郝

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2017-04-01

ISBN：9787118112337

字數：

頁碼：130

版次：1

裝幀：平裝

開本：32開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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《時域超寬帶雷達傳感器組件理論分析與設計/高新科技譯叢·雷達技術係列》緻力於闡述UWB係統及其組件的理論、分析和設計，特彆是涵蓋瞭UWB係統設計的主要問題，包括係統分析、發射機設計、接收機設計、天綫設計以及係統的集成與測試，還給齣瞭一些具體應用的UWB係統及其發射機、接收機、天綫、信號處理、集成和測試組件的設計。以一種非常有效的方式不僅闡述瞭UWB係統整體的分析、設計和應用，而且描述瞭其組件的分析和設計。雖然《時域超寬帶雷達傳感器組件理論分析與設計/高新科技譯叢·雷達技術係列》非常簡短，但是材料齊全，包含足夠多實用而又有價值的信息，非常適用於電氣工程或者物理方麵的應屆畢業大學生讀者，以及在微波電路方麵有經驗和學過研究生課程的讀者，便於讀者理解和設計各種實用的UWB組件、發射機、接收機甚至係統。
　　《時域超寬帶雷達傳感器組件理論分析與設計/高新科技譯叢·雷達技術係列》對於從事雷達、探測器和通信係統方麵，以及與微波電路和係統相關專業研究的工程師、物理學傢和研究生都是非常有用的。真誠地希望《時域超寬帶雷達傳感器組件理論分析與設計/高新科技譯叢·雷達技術係列》不僅僅作為UWB係統及其組件發展的一本參考書，還能夠激發齣一些創新性的思想，更加有益於目前以及將來探測感知和通信領域的發展。

目錄

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章 引言
1．1 高分辨力和遠距離傳輸
1．2 較高的多通道分辨力和抗乾擾性能
1．3 較低的截獲概率或發現概率
1．4 降低信號衰落
1．5 更好的定位和跟蹤精度
1．6 簡單、低耗的係統結構
參考文獻

第2章 係統分析
2．1 簡介
2．2 UWB係統的工作方式
2．3 UWB信號
2．3．1 高斯脈衝
2．3．2 高斯單周期脈衝
2．3．3 高斯雙周期脈衝
2．4 功率分配分析
2．5 距離分辨力分析
2．6 結論
參考文獻

第3章 UWB發射機的設計
3．1 引言
3．2 延時綫綫SRD衝激脈衝發生器的設計
3．3 可調諧單周期脈衝産生器的設計
3．4 製作與測量
3．5 帶有轉換晶體管的可調諧脈衝和單周期脈衝産生器
3．6 結論
參考文獻

第4章 Imm接收機的設計
4．1 引言
4．2 選通脈衝産生器的設計
4．3 耦閤綫槽混閤采樣器
4．3．1 耦閤綫槽混閤采樣器的設計
4．3．2 CSH采樣器的製作和性能
4．4 UWB接收機
4．4．1 UWB接收機的設計
4．4．2 UWB接收機的製作和性能
4．5 UWB LNA
4．6 結論
參考文獻

第5章 UWB天綫的設計
5．1 引言
5．2 UWB類喇叭天綫
5．2．1 UWB類喇叭天綫的設計
5．2．2 微波傳輸帶類喇叭天綫的製作和性能
5．3 UwB平麵天綫
5．3．1 UWB平麵天綫的設計
5．3．2 UWB平麵天綫的製作與性能
5．4 結論
參考文獻

第6章 UWB係統集成與測試
6．1 引言
6．2 UWB發射天綫和接收天綫模塊的發射一接收測試
6．3 信號處理
6．4 UWB係統集成
6．5 UWB係統的測試與評估
6．5．1 金屬闆測試
6．5．2 分層結構測試
6．5．3 公路測試
6．5．4 UXO測試
6．6 結論
參考文獻

第7章 概要與結論

作者介紹

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文摘

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序言

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時域超寬帶雷達傳感器組件：理論分析與設計 核心內容概覽 本書深入探討瞭時域超寬帶（UWB）雷達傳感器組件的關鍵理論、分析方法與設計策略。其核心目標在於為讀者提供一個全麵、係統的知識體係，涵蓋UWB雷達傳感器組件從原理理解到實際應用的各個環節。書中不僅詳盡闡述瞭UWB雷達的基本工作機製、信號特性以及在時域內進行信息提取的獨特優勢，更著重於傳感器組件的設計，包括脈衝生成、信號接收、數據處理等關鍵部分的理論建模、性能分析與優化。 第一部分：時域超寬帶雷達基本原理與信號特性 本部分將奠定理解UWB雷達傳感器組件的基礎。首先，我們將追溯UWB雷達的起源與發展，對比其與傳統窄帶雷達的異同，突齣UWB雷達在時域內處理信息的核心優勢，如高分辨率、穿透能力強、低截獲概率等。 UWB信號的時域特性： 詳細分析UWB信號的獨特波形，如極短的脈衝（納秒甚至皮秒級彆）、寬頻譜覆蓋（通常指-3dB帶寬大於500MHz或等效為歸一化帶寬大於20%）。我們將深入研究這些信號的數學錶示，如高斯脈衝、高斯導數脈衝、二階高斯導數脈衝及其變種，並分析其頻譜特性與時域波形之間的傅裏葉變換關係。 UWB信號的産生與傳播： 探討各類UWB脈衝生成技術，包括單級階躍恢復二極管（SRD）電路、雪崩二極管、Tunnel二極管等，並分析這些電路的理論性能限製和實際實現中的挑戰。同時，研究UWB信號在不同介質中的傳播特性，如空氣、土壤、牆體等，分析其衰減、散射、多徑效應等對信號的影響，以及如何通過信號設計來應對這些傳播損耗。 UWB雷達的工作原理： 闡述UWB雷達如何利用發射的極短脈衝與目標相互作用，並接收反射信號。重點解析目標迴波信號的時域特徵，如目標距離、速度、形狀等信息如何映射到迴波信號的時間延遲、幅度、相位以及波形畸變上。我們將介紹基於時域的距離測量（ToF）、多普勒效應分析等基本原理。 UWB信號的抗乾擾與安全性： 分析UWB信號的低功率譜密度特性如何使其在復雜電磁環境中具有較好的抗乾擾能力，並降低被探測的概率。同時，探討UWB信號的潛在應用前景，例如通信、定位、成像等，並簡要提及相關的頻譜管理與安全規範。 第二部分：UWB雷達傳感器組件的關鍵理論分析 本部分將聚焦於UWB雷達傳感器組件的設計與分析，從理論層麵深入挖掘其性能極限與優化方嚮。 脈衝壓縮與信號辨識： 盡管UWB信號本身具有很高的時域分辨率，但為瞭進一步提高探測精度和區分密集目標，脈衝壓縮技術依然是重要的。我們將分析匹配濾波、綫性調頻（Chirp）UWB信號以及其他先進的信號設計和處理技術，如何有效壓縮迴波信號，從而實現對目標精確的時域定位。 傳感器組件的建模與仿真： 詳細介紹如何建立UWB雷達傳感器組件的理論模型，包括發射天綫、接收天綫、傳輸綫、匹配電路、低噪聲放大器（LNA）、采樣器等各個環節的電磁特性和電氣參數。通過多物理場仿真（如電磁仿真、電路仿真）和係統級仿真，預測組件的性能錶現，並為優化設計提供指導。 噪聲與乾擾對UWB信號的影響： 分析各類噪聲源（熱噪聲、散粒噪聲、量化噪聲等）和乾擾源（來自其他UWB設備、傳統雷達、無綫通信等）對UWB傳感器組件性能的影響。提齣有效的噪聲抑製和乾擾排除策略，例如濾波技術、自適應信號處理、抗乾擾波形設計等。 分辨率與探測距離的理論極限： 基於信息論和通信原理，推導UWB雷達傳感器組件在不同工作條件下的最大距離分辨率和最小探測距離的理論極限。分析帶寬、信噪比、發射功率、接收靈敏度等關鍵參數對這些性能指標的影響。 方嚮性和陣列設計： 對於需要方位探測能力的UWB雷達，我們將探討天綫陣列的設計原理。分析不同天綫陣型（如平麵陣列、綫陣、圓陣）的賦形能力、波束形成技術以及其在UWB頻段下的電磁特性。介紹如何通過數字波束形成（DBF）等先進技術，實現對目標的高精度角度測量。 第三部分：UWB雷達傳感器組件的集成設計與優化 本部分將從實踐角度齣發，探討UWB雷達傳感器組件的實際設計流程、關鍵元器件選擇與係統集成，並提齣性能優化方案。 發射與接收組件設計： 脈衝生成電路設計： 深入分析不同UWB脈衝生成拓撲的優缺點，包括瞬態響應、脈衝形狀控製、功率輸齣、重復頻率、功耗等。探討如何通過優化電路參數、選擇閤適的半導體器件（如GaN、GaAs等）來提高脈衝質量和效率。 天綫設計： 重點介紹適用於UWB頻段的天綫設計，如蝴蝶天綫、偶極子天綫、Vivaldi天綫、喇叭天綫等，分析其帶寬特性、輻射效率、阻抗匹配、方嚮圖等關鍵參數。探討如何設計寬帶、低旁瓣的UWB天綫，並考慮其在傳感器組件中的集成性。 前端接收鏈路設計： 詳細闡述低噪聲放大器（LNA）、混頻器、濾波器等關鍵接收組件的設計要點。分析如何實現低噪聲係數、高增益、寬帶匹配，以及如何優化濾波器以濾除帶外乾擾，同時保證UWB信號的完整性。 采樣與數字化： 討論高采樣率ADC（模數轉換器）的選擇與設計，以及其對UWB信號時域保真度的影響。介紹時域采樣技術、等效時間采樣等，以解決傳統ADC速度限製的問題。 信號處理與數據融閤： 時域信號處理算法： 介紹用於UWB雷達數據處理的各類算法，包括脈衝壓縮、目標檢測、距離-多普勒（RD）譜分析、恒虛警率（CFAR）檢測、目標跟蹤等。重點闡述如何在時域內有效地實現這些算法。 迴波信號的特徵提取： 分析如何從復雜的UWB迴波信號中提取有用的信息，例如利用迴波信號的形狀變化來識彆目標類型，通過多徑到達時間來分析目標結構。 數據融閤技術： 對於多傳感器UWB雷達係統，介紹數據融閤技術如何將來自不同傳感器或不同時間的數據結閤起來，以提高探測的魯棒性和精度。 係統集成與測試： 組件間的匹配與優化： 分析不同組件在集成過程中可能齣現的匹配問題，如阻抗不匹配、信號衰減、串擾等，並提供相應的解決策略。 電磁兼容性（EMC）設計： 考慮UWB雷達傳感器組件的EMC設計，確保其在工作時不會對其他電子設備産生乾擾，並且自身也不易受外部電磁乾擾。 性能評估與驗證： 介紹UWB雷達傳感器組件的測試方法和評估指標，如距離分辨率、速度分辨率、探測概率、虛警概率、測量精度、功耗等。 應用前景與未來展望 本書的最後，我們將對UWB雷達傳感器組件在各個領域的應用前景進行展望，例如： 安防監控： 穿透牆體進行非法入侵檢測，識彆隱藏的物體。 生命探測： 在災難救援中探測埋在廢墟下的人員。 工業自動化： 精確測量距離、速度，實現非接觸式檢測與控製。 醫療健康： 非侵入式生物信號監測，如呼吸、心跳。 車輛雷達： 輔助駕駛、自動泊車、行人檢測。 環境監測： 地下水探測、土壤濕度測量。 並探討UWB雷達技術在小型化、低功耗、智能化、以及與其他技術（如人工智能、物聯網）融閤方麵的未來發展趨勢，為相關領域的研究人員和工程師提供有益的參考和啓示。 本書特色 理論深度與實踐指導並重： 既有嚴謹的理論推導與分析，又緊密結閤實際工程設計問題，提供可操作的設計思路與方法。 係統性與全麵性： 涵蓋UWB雷達傳感器組件的完整技術鏈條，從基礎原理到具體設計，一應俱全。 圖文並茂，便於理解： 配以大量的原理圖、電路圖、仿真結果圖和實驗數據圖，幫助讀者更直觀地理解復雜概念。 麵嚮專業人士： 適閤高等院校的電子工程、通信工程、自動化等專業的本科生、研究生，以及從事雷達、射頻、微波、傳感器係統設計的工程師和研究人員。

評分☆☆☆☆☆

我對於《時域超寬帶雷達傳感器組件理論分析與設計》這本書抱有極大的期待，盡管我尚未翻閱其內容，但僅僅是書名便已勾勒齣一種深邃而令人振奮的技術圖景。我腦海中浮現的是，這本書不僅僅是在介紹一種技術，更是在揭示一種思維方式，一種如何從根本上理解和構建精密探測係統的哲學。我推測，它會深入剖析超寬帶（UWB）雷達在“時域”上的獨特性，以及這種獨特性如何賦予其超越傳統雷達的強大能力，例如在穿透非金屬障礙物、識彆微小目標、甚至實現高精度測距等方麵的突齣錶現。而“傳感器組件”的提及，則暗示瞭本書將不止步於理論的宏大敘事，還會紮根於實際的工程應用，詳細闡述構成UWB雷達係統的各個關鍵組件的設計原理、性能權衡以及集成方法。這讓我對書中可能齣現的各種創新設計思路和技術突破感到無比好奇。

評分☆☆☆☆☆

讀到“時域超寬帶雷達傳感器組件理論分析與設計”這個書名，我的第一反應是，這絕對是一本硬核到傢的技術專著。我猜測，書中一定充斥著大量的數學公式、物理模型和工程圖紙。對於我這種對雷達技術有著濃厚興趣，但又深知其復雜性的人來說，這無疑是一份挑戰，也是一份寶藏。我期待書中能夠詳細闡述超寬帶（UWB）雷達的核心優勢，例如其極高的距離分辨率和穿透能力，以及它是如何通過發射極短脈衝來實現這些特性的。我特彆好奇“時域”這個詞的含義，它是否意味著本書會側重於分析信號在時間維度上的傳播和接收過程，而不是像傳統雷達那樣更多地關注頻率域？“傳感器組件”這個詞也讓我聯想到，書中可能會包含對不同類型UWB雷達傳感器（如天綫、接收器、信號處理器等）的設計原理、選型考慮以及性能評估等方麵的深入探討。總而言之，我預感這是一本需要反復研讀、深入思考纔能真正領會的書籍，它將帶領我進入一個高度專業化的雷達世界。

評分☆☆☆☆☆

“時域超寬帶雷達傳感器組件理論分析與設計”，光是聽名字，我就覺得這本書裏一定藏著不少“乾貨”。 我猜測，它會非常細緻地講解超寬帶雷達是如何工作的，特彆是它在“時域”上的一些獨特處理方式，比如如何利用極短的脈衝來獲得超高的分辨率。 我還對“傳感器組件”這個說法很感興趣，這意味著書中可能會涉及構成雷達係統的各個部分，比如天綫、發射器、接收器等等，以及這些組件是如何設計和集成的，以達到最佳的性能。 “理論分析與設計”這幾個字，更是讓我覺得這本書的深度不一般，它不會隻是簡單地介紹技術，而是會從根本的物理原理講起，然後一步步地推導齣如何進行設計。 我想象著，書中可能會有很多公式和圖錶，用來解釋那些復雜的概念。 對於我來說，這本書可能是一次挑戰，但也是一次學習的絕佳機會，讓我能夠更深入地理解雷達技術。

評分☆☆☆☆☆

“時域超寬帶雷達傳感器組件理論分析與設計”，單看這個書名，我就覺得它一定非常“硬核”。 我在想，這本書的讀者群體應該是那些已經在雷達領域有一定基礎，或者對雷達技術有強烈求知欲的研究人員、工程師以及高年級學生。 它不是一本麵嚮大眾普及的科普讀物，而是更側重於理論的深度挖掘和工程實踐的詳細闡述。 我猜測，書中會詳細介紹超寬帶雷達的一些關鍵技術概念，比如脈衝壓縮、采樣技術、以及如何處理海量的時域數據來提取目標信息。 “傳感器組件”這個詞，讓我覺得書中不僅會講解原理，還會涉及具體的硬件設計，包括不同類型天綫的特性、信號采集電路的設計、以及數據處理單元的實現等等。 “理論分析與設計”的組閤，意味著這本書會從最基礎的物理原理齣發，一步步推導齣實現特定功能所需要的數學模型，然後在此基礎上給齣具體的設計方案和技術指導。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字聽起來就讓人肅然起敬，雖然我還沒有機會細讀，但僅僅是這個書名就足以勾起我內心深處對科技前沿的好奇。 "時域超寬帶雷達傳感器組件"，這幾個詞組閤在一起，便描繪齣瞭一種極其先進、極其精密的成像和探測技術。我腦海中立刻浮現齣各種科幻電影裏的場景，那種能夠穿透障礙物，精準捕捉細節的能力，似乎隻存在於想象之中。而“理論分析與設計”，則意味著這本書並非泛泛而談，而是深入到技術的核心，從原理到實踐，一步一步地揭示這種強大技術的奧秘。我非常期待能夠從中瞭解，究竟是怎樣的數學模型和物理原理支撐起瞭超寬帶雷達的非凡性能，以及工程師們是如何將這些理論轉化為實際可用的傳感器組件的。這本書的副標題“高新科技譯叢 雷達技術係列”更是讓我對其權威性和專業性充滿信心，它應該匯集瞭全球頂尖的雷達技術研究成果，為我們提供瞭一個瞭解這個領域最新進展的窗口。