時域超寬帶雷達傳感器組件理論分析與設計 [美] 阮凱姆,[韓] 韓正佑；黃振宇,王彥斌, pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• 雷達
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• 信號處理
• 無綫通信
• 微波技術
• 電路設計
• 電磁場理論

店鋪： 河北省新華書店圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118112337

商品編碼：29737542326

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

定價：69.00元

作者： 阮凱姆, 佑；黃振宇,王彥斌,

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2017-04-01

ISBN：9787118112337

字數：120000

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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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（UWB）雷達傳感器組件：理論解析與集成設計 概述 時域超寬帶（UWB）雷達技術以其極高的距離分辨率、穿透能力以及低功耗等特性，在目標探測、成像、測距、定位、環境感知以及安全檢測等眾多領域展現齣巨大的應用潛力。其核心優勢在於利用極短的脈衝信號在時域進行信息傳輸，使得對微小目標和復雜場景的精細分辨成為可能。本書深入探討瞭構成UWB雷達傳感器組件的關鍵技術，從基礎的理論分析到實際的集成設計，旨在為相關領域的科研人員、工程師及學生提供一套全麵且係統的知識體係。 理論基礎與信號特性 本書的開篇部分將係統性地闡述UWB雷達的核心理論。這包括對超寬帶信號在時域和頻域特性的深入分析，例如衝激信號的定義、帶寬的計算、譜密度以及其在不同傳輸介質中的傳播行為。我們將詳細介紹UWB信號生成與接收的典型模型，如脈衝位移調製（PDM）、脈衝幅度調製（PAM）以及不同類型的波形（如高斯脈衝、高斯二階導數脈衝等）的數學錶徵及其在實際係統中的錶現。 特彆地，我們將著重分析UWB信號在復雜環境中（如多徑效應、衰減、散射）的傳播模型，並提齣相應的信號處理方法來應對這些挑戰。這包括對路徑損耗、信道衰落的建模，以及如何通過先進的信號處理算法（如最大似然估計、卡爾曼濾波、粒子濾波等）來提取準確的目標信息。此外，本書還將探討UWB信號的頻譜特性，包括其對乾擾的魯棒性以及對周圍環境的低乾擾特性，並詳細說明相關的頻率分配與監管要求。 核心組件的理論分析 本書的另一重要組成部分是對UWB雷達傳感器組件中各個核心單元的理論剖析。 UWB發射機與接收機設計： 我們將深入研究UWB脈衝的産生機製，包括基於半導體器件（如步進恢復二極管SRD、雪崩二極管AVALANCHE DIODE）、集成電路（IC）以及微機電係統（MEMS）的解決方案。對於發射機的設計，我們將重點分析其輸齣功率、脈衝寬度、上升/下降時間等關鍵參數如何影響雷達的探測距離和分辨率。 在接收機部分，我們將探討低噪聲放大器（LNA）、混頻器、濾波器以及采樣器的設計原則。重點將放在如何設計高性能的接收鏈路，以實現對微弱迴波信號的有效捕獲，並抑製寬帶噪聲和乾擾。此外，我們將分析采樣率、量化精度以及動態範圍等因素對係統整體性能的影響。 天綫設計與優化： UWB天綫的設計是實現寬帶信號發射和接收的關鍵。本書將詳細介紹適用於UWB應用的各種天綫類型，包括單極天綫、偶極天綫、貼片天綫、螺鏇天綫以及Vivaldi天綫等。我們將深入分析這些天綫的寬帶特性、阻抗匹配、輻射方嚮圖以及極化特性，並探討如何通過結構優化、材料選擇以及阻抗變換網絡來提升天綫的性能。 此外，我們還將討論天綫陣列的設計，包括相控陣和閤成孔徑雷達（SAR）中的天綫布局，以及如何利用天綫分集技術來改善係統的魯棒性。 信號處理單元： 信號處理是UWB雷達係統實現目標信息提取的核心。本書將全麵介紹UWB信號處理的各個環節，包括： 脈衝壓縮： 詳細闡述如何利用匹配濾波、LFM（綫性調頻）脈衝壓縮以及其他先進算法來提高雷達的距離分辨率和信噪比。 目標檢測與估計： 介紹恒虛警率（CFAR）檢測算法、門限選擇方法，以及如何進行目標距離、速度、角度的精確估計。 成像與識彆： 探討UWB雷達在目標成像方麵的應用，如閤成孔徑雷達（SAR）成像、閤成孔徑激光雷達（SAL）成像、以及基於機器學習的UWB雷達目標識彆技術。 數據融閤： 分析如何將UWB雷達與其他傳感器（如相機、激光雷達、IMU）的數據進行融閤，以實現更全麵、更魯棒的環境感知和目標跟蹤。 係統集成與挑戰： 本書還將討論UWB雷達傳感器組件的係統集成問題，包括不同模塊之間的接口設計、功耗管理、散熱設計以及電磁兼容性（EMC）的考慮。我們將分析在實際應用中可能遇到的挑戰，例如UWB信號的穿透損耗、多徑效應的乾擾、以及對環境的適應性等，並提齣相應的解決方案。 設計實例與應用前景 為瞭將理論與實踐相結閤，本書將提供一係列具有代錶性的UWB雷達傳感器組件設計實例。這些實例將涵蓋不同應用場景，例如： 汽車輔助駕駛係統（ADAS）： 設計用於車輛障礙物檢測、行人識彆、盲區監測的UWB雷達傳感器。 安檢與監視： 開發用於人體安檢、非法物品檢測、以及非法入侵檢測的UWB雷達係統。 醫療健康： 探討用於非侵入式生理信號監測（如呼吸、心跳）以及醫學成像的UWB雷達技術。 環境監測： 設計用於地麵穿透雷達（GPR）、雪層厚度測量、以及地下管綫探測的UWB雷達係統。 工業自動化： 研發用於料位測量、物體定位、以及非接觸式加工過程監測的UWB雷達傳感器。 在每個實例中，我們將詳細闡述設計思路、關鍵技術選擇、仿真分析以及實驗驗證過程。 最後，本書將展望UWB雷達傳感器組件未來的發展趨勢和廣闊的應用前景。這包括對更小型化、低功耗、高集成度UWB芯片的期待，以及在人工智能、物聯網（IoT）等新興技術融閤下的UWB雷達新機遇。我們將探討UWB雷達在智能交通、智慧城市、工業4.0、以及新興的通信與感知一體化（ISAC）技術中的潛在作用，為未來的技術創新和産業發展提供啓示。 總而言之，本書旨在為讀者提供一個從基礎理論到工程實踐的全麵指南，幫助他們深入理解UWB雷達傳感器組件的工作原理，掌握關鍵的設計方法，並能夠針對具體應用場景進行創新性的設計與開發。

評分☆☆☆☆☆

這本關於時域超寬帶雷達傳感器組件的書籍，在理論分析和係統設計方麵確實提供瞭非常紮實的基礎。首先，作者對超寬帶信號的特性做瞭深入的探討，這一點對於理解其在復雜環境下的傳播和接收至關重要。書中對不同類型的UWB脈衝形成機製的講解非常細緻，從數學模型的建立到實際波形的仿真，每一步都體現瞭嚴謹的科學態度。特彆是關於多徑效應和乾擾抑製的章節，提供瞭很多實用的方法論，這對於我們設計齣能夠在真實世界中穩定運行的傳感器至關重要。我印象最深的是，作者沒有停留在純理論的推導上，而是將這些復雜的數學工具與實際的硬件實現緊密結閤起來，比如在阻抗匹配和前端放大電路設計上的考量，都使得這本書更具工程實踐價值。總而言之，對於希望深入理解UWB雷達底層原理並著手進行原型設計的人來說，這本書絕對是一份寶貴的參考資料，它提供的知識深度足以支撐起一個小型到中型的雷達係統開發項目。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事風格相當硬核，絲毫沒有為瞭迎閤初學者而做任何的簡化，這恰恰是我欣賞它的地方。它假定讀者已經具備瞭紮實的電子工程和信號處理背景，然後直接切入到那些真正具有挑戰性的技術前沿。對於非綫性效應的處理和時域信號的去捲積問題，作者采用瞭極為精細的數學工具進行解析，這些內容讀起來需要極高的專注度，但一旦消化吸收，其帶來的認知提升是巨大的。我特彆喜歡其中關於噪聲源建模和係統級誤碼率（BER）預測的部分，這部分內容在很多同類書籍中往往是草草帶過，但在這裏卻被當作核心問題來對待，並給齣瞭多種實際的評估模型。它迫使我重新審視瞭我們在實驗室中遇到的性能偏差，很多時候並非是設計錯誤，而是對非理想環境的建模不夠充分。這本書更像是一位資深研究員的備忘錄，充滿瞭經過實戰檢驗的智慧結晶。

評分☆☆☆☆☆

這本書的另一大亮點在於其前瞻性，它沒有僅僅停留在成熟的UWB技術上，而是將目光投嚮瞭未來可能的發展方嚮。對新一代超寬帶係統的潛在應用場景，比如高分辨率成像和非視距（NLOS）穿透能力的提升，都有相當篇幅的探討。特彆是關於小型化和低功耗設計在未來物聯網（IoT）環境中的挑戰與機遇，作者的分析非常到位，這為我們未來幾年的研究規劃提供瞭明確的方嚮指引。此外，書中對最新研究成果的引用和梳理也非常及時和全麵，它像是一張高質量的路綫圖，標示齣瞭當前領域內最活躍的研究熱點和尚未攻剋的難關。對於有誌於在這一領域深耕的研究生和青年學者來說，這本書不僅是工具書，更是一份激發創新思維的催化劑，讓人清晰地看到下一步應該在哪裏發力。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程中，我最大的感受是作者在構建知識體係上的匠心獨運。它不是那種零散羅列技術點的教材，而是一條清晰、邏輯嚴密的學習路徑圖。從最初的電磁場理論基礎，過渡到超寬帶係統的核心——脈衝壓縮與解調，再到最終的傳感器前端和後端處理架構。尤其值得稱贊的是，書中對於“組件”這一概念的理解非常全麵，它不僅涵蓋瞭射頻前端的性能指標，還深入到瞭對材料選擇對係統性能影響的討論。例如，在討論天綫設計時，不僅僅給齣瞭S參數的分析，還結閤瞭不同結構對波束賦形和掃描範圍的影響，這種係統性的思考方式極大地拓寬瞭我的視野。我發現自己過去在獨立研究中遇到的很多瓶頸，比如不同子模塊間的接口失真問題，都能在這本書中找到對應的理論解釋和優化思路。對於工程師而言，這種從宏觀架構到微觀細節都能兼顧的著作是極為難得的。

評分☆☆☆☆☆

從設計實踐的角度來看，這本書提供瞭很多可以直接藉鑒的設計範例和規範。它不僅僅是告訴你“應該怎麼做”，更重要的是“為什麼必須這樣做”。例如，在介紹如何選擇采樣率和量化位數時，作者不僅基於香農定理給齣瞭理論下限，還結閤瞭實際ADC的動態範圍限製和時鍾抖動對時間分辨率的影響，給齣瞭一個非常務實的推薦範圍。這種注重工程可行性和成本效益的分析，使得這本書的價值超越瞭純粹的學術探討。我發現，很多理論上的優化在實際電路中會因為功耗、散熱或PCB布局的限製而變得不切實際，而這本書在這方麵給予瞭足夠的警示和替代方案的討論。讀完後，我感覺自己對雷達係統的“可製造性設計”（Design for Manufacturability）有瞭更深刻的理解，這對於將研究成果轉化為量産産品至關重要。