时域超宽带雷达传感器组件理论分析与设计 [美] 阮凯姆,[韩] 韩正佑；黄振宇,王彦斌, pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

图书标签:

• 雷达
• 超宽带
• 时域
• 传感器
• 电子工程
• 信号处理
• 无线通信
• 微波技术
• 电路设计
• 电磁场理论

店铺： 河北省新华书店图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118112337

商品编码：29737542326

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

定价：69.00元

作者： 阮凯姆, 佑；黄振宇,王彦斌,

出版社：国防工业出版社

出版日期：2017-04-01

ISBN：9787118112337

字数：120000

页码：130

版次：1

装帧：平装

开本：32开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

内容提要

---

《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

---

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

时域超宽带（UWB）雷达传感器组件：理论解析与集成设计 概述 时域超宽带（UWB）雷达技术以其极高的距离分辨率、穿透能力以及低功耗等特性，在目标探测、成像、测距、定位、环境感知以及安全检测等众多领域展现出巨大的应用潜力。其核心优势在于利用极短的脉冲信号在时域进行信息传输，使得对微小目标和复杂场景的精细分辨成为可能。本书深入探讨了构成UWB雷达传感器组件的关键技术，从基础的理论分析到实际的集成设计，旨在为相关领域的科研人员、工程师及学生提供一套全面且系统的知识体系。 理论基础与信号特性 本书的开篇部分将系统性地阐述UWB雷达的核心理论。这包括对超宽带信号在时域和频域特性的深入分析，例如冲激信号的定义、带宽的计算、谱密度以及其在不同传输介质中的传播行为。我们将详细介绍UWB信号生成与接收的典型模型，如脉冲位移调制（PDM）、脉冲幅度调制（PAM）以及不同类型的波形（如高斯脉冲、高斯二阶导数脉冲等）的数学表征及其在实际系统中的表现。 特别地，我们将着重分析UWB信号在复杂环境中（如多径效应、衰减、散射）的传播模型，并提出相应的信号处理方法来应对这些挑战。这包括对路径损耗、信道衰落的建模，以及如何通过先进的信号处理算法（如最大似然估计、卡尔曼滤波、粒子滤波等）来提取准确的目标信息。此外，本书还将探讨UWB信号的频谱特性，包括其对干扰的鲁棒性以及对周围环境的低干扰特性，并详细说明相关的频率分配与监管要求。 核心组件的理论分析 本书的另一重要组成部分是对UWB雷达传感器组件中各个核心单元的理论剖析。 UWB发射机与接收机设计： 我们将深入研究UWB脉冲的产生机制，包括基于半导体器件（如步进恢复二极管SRD、雪崩二极管AVALANCHE DIODE）、集成电路（IC）以及微机电系统（MEMS）的解决方案。对于发射机的设计，我们将重点分析其输出功率、脉冲宽度、上升/下降时间等关键参数如何影响雷达的探测距离和分辨率。 在接收机部分，我们将探讨低噪声放大器（LNA）、混频器、滤波器以及采样器的设计原则。重点将放在如何设计高性能的接收链路，以实现对微弱回波信号的有效捕获，并抑制宽带噪声和干扰。此外，我们将分析采样率、量化精度以及动态范围等因素对系统整体性能的影响。 天线设计与优化： UWB天线的设计是实现宽带信号发射和接收的关键。本书将详细介绍适用于UWB应用的各种天线类型，包括单极天线、偶极天线、贴片天线、螺旋天线以及Vivaldi天线等。我们将深入分析这些天线的宽带特性、阻抗匹配、辐射方向图以及极化特性，并探讨如何通过结构优化、材料选择以及阻抗变换网络来提升天线的性能。 此外，我们还将讨论天线阵列的设计，包括相控阵和合成孔径雷达（SAR）中的天线布局，以及如何利用天线分集技术来改善系统的鲁棒性。 信号处理单元： 信号处理是UWB雷达系统实现目标信息提取的核心。本书将全面介绍UWB信号处理的各个环节，包括： 脉冲压缩： 详细阐述如何利用匹配滤波、LFM（线性调频）脉冲压缩以及其他先进算法来提高雷达的距离分辨率和信噪比。 目标检测与估计： 介绍恒虚警率（CFAR）检测算法、门限选择方法，以及如何进行目标距离、速度、角度的精确估计。 成像与识别： 探讨UWB雷达在目标成像方面的应用，如合成孔径雷达（SAR）成像、合成孔径激光雷达（SAL）成像、以及基于机器学习的UWB雷达目标识别技术。 数据融合： 分析如何将UWB雷达与其他传感器（如相机、激光雷达、IMU）的数据进行融合，以实现更全面、更鲁棒的环境感知和目标跟踪。 系统集成与挑战： 本书还将讨论UWB雷达传感器组件的系统集成问题，包括不同模块之间的接口设计、功耗管理、散热设计以及电磁兼容性（EMC）的考虑。我们将分析在实际应用中可能遇到的挑战，例如UWB信号的穿透损耗、多径效应的干扰、以及对环境的适应性等，并提出相应的解决方案。 设计实例与应用前景 为了将理论与实践相结合，本书将提供一系列具有代表性的UWB雷达传感器组件设计实例。这些实例将涵盖不同应用场景，例如： 汽车辅助驾驶系统（ADAS）： 设计用于车辆障碍物检测、行人识别、盲区监测的UWB雷达传感器。 安检与监视： 开发用于人体安检、非法物品检测、以及非法入侵检测的UWB雷达系统。 医疗健康： 探讨用于非侵入式生理信号监测（如呼吸、心跳）以及医学成像的UWB雷达技术。 环境监测： 设计用于地面穿透雷达（GPR）、雪层厚度测量、以及地下管线探测的UWB雷达系统。 工业自动化： 研发用于料位测量、物体定位、以及非接触式加工过程监测的UWB雷达传感器。 在每个实例中，我们将详细阐述设计思路、关键技术选择、仿真分析以及实验验证过程。 最后，本书将展望UWB雷达传感器组件未来的发展趋势和广阔的应用前景。这包括对更小型化、低功耗、高集成度UWB芯片的期待，以及在人工智能、物联网（IoT）等新兴技术融合下的UWB雷达新机遇。我们将探讨UWB雷达在智能交通、智慧城市、工业4.0、以及新兴的通信与感知一体化（ISAC）技术中的潜在作用，为未来的技术创新和产业发展提供启示。 总而言之，本书旨在为读者提供一个从基础理论到工程实践的全面指南，帮助他们深入理解UWB雷达传感器组件的工作原理，掌握关键的设计方法，并能够针对具体应用场景进行创新性的设计与开发。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程中，我最大的感受是作者在构建知识体系上的匠心独运。它不是那种零散罗列技术点的教材，而是一条清晰、逻辑严密的学习路径图。从最初的电磁场理论基础，过渡到超宽带系统的核心——脉冲压缩与解调，再到最终的传感器前端和后端处理架构。尤其值得称赞的是，书中对于“组件”这一概念的理解非常全面，它不仅涵盖了射频前端的性能指标，还深入到了对材料选择对系统性能影响的讨论。例如，在讨论天线设计时，不仅仅给出了S参数的分析，还结合了不同结构对波束赋形和扫描范围的影响，这种系统性的思考方式极大地拓宽了我的视野。我发现自己过去在独立研究中遇到的很多瓶颈，比如不同子模块间的接口失真问题，都能在这本书中找到对应的理论解释和优化思路。对于工程师而言，这种从宏观架构到微观细节都能兼顾的著作是极为难得的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格相当硬核，丝毫没有为了迎合初学者而做任何的简化，这恰恰是我欣赏它的地方。它假定读者已经具备了扎实的电子工程和信号处理背景，然后直接切入到那些真正具有挑战性的技术前沿。对于非线性效应的处理和时域信号的去卷积问题，作者采用了极为精细的数学工具进行解析，这些内容读起来需要极高的专注度，但一旦消化吸收，其带来的认知提升是巨大的。我特别喜欢其中关于噪声源建模和系统级误码率（BER）预测的部分，这部分内容在很多同类书籍中往往是草草带过，但在这里却被当作核心问题来对待，并给出了多种实际的评估模型。它迫使我重新审视了我们在实验室中遇到的性能偏差，很多时候并非是设计错误，而是对非理想环境的建模不够充分。这本书更像是一位资深研究员的备忘录，充满了经过实战检验的智慧结晶。

评分☆☆☆☆☆

从设计实践的角度来看，这本书提供了很多可以直接借鉴的设计范例和规范。它不仅仅是告诉你“应该怎么做”，更重要的是“为什么必须这样做”。例如，在介绍如何选择采样率和量化位数时，作者不仅基于香农定理给出了理论下限，还结合了实际ADC的动态范围限制和时钟抖动对时间分辨率的影响，给出了一个非常务实的推荐范围。这种注重工程可行性和成本效益的分析，使得这本书的价值超越了纯粹的学术探讨。我发现，很多理论上的优化在实际电路中会因为功耗、散热或PCB布局的限制而变得不切实际，而这本书在这方面给予了足够的警示和替代方案的讨论。读完后，我感觉自己对雷达系统的“可制造性设计”（Design for Manufacturability）有了更深刻的理解，这对于将研究成果转化为量产产品至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本关于时域超宽带雷达传感器组件的书籍，在理论分析和系统设计方面确实提供了非常扎实的基础。首先，作者对超宽带信号的特性做了深入的探讨，这一点对于理解其在复杂环境下的传播和接收至关重要。书中对不同类型的UWB脉冲形成机制的讲解非常细致，从数学模型的建立到实际波形的仿真，每一步都体现了严谨的科学态度。特别是关于多径效应和干扰抑制的章节，提供了很多实用的方法论，这对于我们设计出能够在真实世界中稳定运行的传感器至关重要。我印象最深的是，作者没有停留在纯理论的推导上，而是将这些复杂的数学工具与实际的硬件实现紧密结合起来，比如在阻抗匹配和前端放大电路设计上的考量，都使得这本书更具工程实践价值。总而言之，对于希望深入理解UWB雷达底层原理并着手进行原型设计的人来说，这本书绝对是一份宝贵的参考资料，它提供的知识深度足以支撑起一个小型到中型的雷达系统开发项目。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一大亮点在于其前瞻性，它没有仅仅停留在成熟的UWB技术上，而是将目光投向了未来可能的发展方向。对新一代超宽带系统的潜在应用场景，比如高分辨率成像和非视距（NLOS）穿透能力的提升，都有相当篇幅的探讨。特别是关于小型化和低功耗设计在未来物联网（IoT）环境中的挑战与机遇，作者的分析非常到位，这为我们未来几年的研究规划提供了明确的方向指引。此外，书中对最新研究成果的引用和梳理也非常及时和全面，它像是一张高质量的路线图，标示出了当前领域内最活跃的研究热点和尚未攻克的难关。对于有志于在这一领域深耕的研究生和青年学者来说，这本书不仅是工具书，更是一份激发创新思维的催化剂，让人清晰地看到下一步应该在哪里发力。