BF-調頻連續波激光探測技術-趙繼廣,杜小平,曾朝陽 國防工業齣版社 9787118099 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙繼廣，杜小平，曾朝陽 著

圖書標籤:

• 激光探測
• 調頻連續波
• BF激光
• 雷達
• 國防工業齣版社
• 趙繼廣
• 杜小平
• 曾朝陽
• 光電技術
• 信號處理
• 精密測量

店鋪： 華裕京通圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118099331

商品編碼：29796695471

包裝：平裝

齣版時間：2015-04-01

圖書基本信息
圖書名稱	調頻連續波激光探測技術	作者	趙繼廣,杜,曾朝陽
定價	65.00元	齣版社	國防工業齣版社
ISBN	9787118099331	齣版日期	2015-04-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝

內容簡介

本書緊密結閤復雜戰場環境對激光探測係統在探測精度、抗乾擾性能方麵的軍事需求，在綜閤分析、比較外相關領域發展的基礎上，將微波雷達中調頻連續波探測技術與激光測距技術相結閤，係統介紹瞭一種新體製激光近距離探測技術--調頻連續波激光探測技術，該技術在近距離具有定距精度高、抗乾擾能力強等優點。

作者簡介

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目錄

章 緒論 1.1 典型激光探測技術體製基本原理及特點 1.1.1 典型激光探測技術體製分類 1.1.2 脈衝飛行時間激光探測技術基本原理與特點 1.1.3 脈衝增益調製激光探測技術基本原理與特點 1.1.4 光子計數激光探測技術基本原理與特點 1.1.5 鑒相式連續波激光探測技術基本原理與特點 1.1.6 調頻連續波激光探測技術基本原理與特點 1.1.7 激光三角探測技術基本原理與特點 1.2 調頻連續波激光探測技術優勢與應用前景 1.2.1 調頻連續波激光探測技術優勢 1.2.2 調頻連續波激光探測技術應用前景 1.3 調頻連續波激光探測技術現狀及發展趨勢 1.3.1 調頻連續波激光探測技術總體現狀及趨勢 1.3.2 調製與發射關鍵技術現狀及趨勢 1.3.3 光電混頻接收關鍵技術現狀及趨勢 1.3.4 信號處理關鍵技術現狀及趨勢 參考文獻 第2章 調頻連續波激光探測機理 2.1 調頻連續波激光探測基本原理 2.2 調頻連續波激光探測係統基本組成 2.3 調頻連續波激光測距方程 2.4 距離分辨力和測距精度 2.5 激光測距的多普勒效應 參考文獻 第3章 調頻連續波激光探測調製發射 3.1 調頻連續波激光調製發射原理及係統組成 3.1.1 調頻連續波激光調製原理 3.1.2 調製發射係統組成及關鍵技術 3.2 綫性調頻信號生成 3.2.1 綫性調頻信號的生成方法概述 3.2.2 基於DDS的Chirp信號生成 3.2.3 Chirp信號參數對FMCW激光探測係統性能的影響分析 3.3 激光高頻寬帶調製與放大 3.3.1 常用激光調製方法及原理 3.3.2 FMCW激光探測係統大功率寬帶調製 3.3.3 已調激光的放大 3.4 激光發射光學係統 3.4.1 激光傳輸特性與準直擴束 3.4.2 常用激光發射光學係統 3.4.3 FMCW激光探測發射光學係統構建 參考文獻 第4章 調頻連續波激光探測混頻接收技術 4.1 調頻連續波激光混頻接收原理及係統組成 4.1.1 調頻連續波激光探測光電混頻原理 4.1.2 混頻接收係統組成 4.2 FMCW激光探測接收係統的實現結構 4.2.1 電混頻光接收機前端實現結構 4.2.2 光電混頻光接收機前端實現結構 4.2.3 電混頻與光電混頻接收機性能比較 4.3 基於量子阱電光反射調製器和電壓調製光電探測器的光電混頻 4.3.1 基於量子阱電光反射調製器的光電混頻方法 4.3.2 基於電壓調製光電探測器的光電混頻方法 4.4 基於ICCD的光電混頻 4.4.1 基於ICCD的光電混頻方法概述 4.4.2 ICCD電子轟擊倍增過程過剩噪聲因子 4.4.3 ICCD光電混頻模型 4.5 基於EBAPS的光電混頻 4.5.1 EBAPS概述 4.5.2 EBAPS電子轟擊倍增過程過剩噪聲因子 4.5.3 EBAPS光電混頻模型 4.6 基於MSM的光電混頻 4.6.1 MSM概述 4.6.2 MSM電壓—電流模型 4.6.3 MSM光電混頻模型 4.6.4 MSM光電混頻性能 4.7 基於APD的光電混頻 4.7.1 APD概述 4.7.2 APD電壓—電流模型 4.7.3 APD光電混頻模型 4.7.4 APD光電混頻性能 參考文獻 第5章 調頻連續波激光探測信號處理方法 5.1 調頻連續波激光探測迴波信號特性 5.1.1 中頻信號時域分析 5.1.2 中頻信號頻域分析 5.1.3 FMCW激光探測信號的多普勒效應分析 5.1.4 近距高速目標迴波信號頻譜及TBP影響分析 5.1.5 中頻信號的噪聲頻域統計特性 5.2 調頻連續波激光探測信號檢測方法 5.2.1 頻域過門限檢測方法 5.2.2 基於頻域自適應閾值的恒虛警檢測方法 5.3 迴波信號的距離—速度解耦 5.3.1 距離—速度解耦閤分析 5.3.2 調頻連續波激光探測信號模糊函數 5.3.3 距離一速度解耦原理 5.4 中頻信號頻譜細化方法 5.4.1 頻譜細化方法概述 5.4.2 時域補零法 5.4.3 基於實輸齣結構的ZFFT變換法 5.4.4 Chirp—Z變換法 5.4.5 FFT—Chirp—Z頻譜細化方法 5.4.6 頻譜細化方法性能分析 5.5 調頻連續波激光探測目標信息提取方法 5.5.1 基於二維傅裏葉變換的目標信息提取方法 5.5.2 基於距離補償的目標信息提取方法 5.5.3 基於速度補償的目標信息提取方法 5.5.4 基於參數估計的目標距離與速度信息快速提取方法 5.5.5 基於二次混頻和變周期調頻解耦的多目標信息提取方法 5.5.6 基於餘弦變換的多目標分辨方法 參考文獻 第6章 調頻連續波激光探測性能分析 6.1 調頻連續波激光探測性能影響因素 6.1.1 發射子係統對探測性能的影響因素分析 6.1.2 接收子係統對探測性能的影響因素分析 6.1.3 傳輸介質對探測性能的影響因素分析 6.1.4 信號處理子係統對探測性能的影響因素分析 6.2 激光器調製發射對探測性能的影響 6.2.1 探測係統光源的影響分析 6.2.2 發射激光信號調製特性的影響分析 6.3 調頻連續波激光探測接收對探測性能的影響 6.3.1 接收光學係統對信噪比的影響 6.3.2 探測器對信噪比的影響 6.3.3 信號解調係統對信噪比的影響 6.3.4 中頻信號調理模塊對信噪比的影響 6.4 傳輸介質對調頻連續波激光探測性能的影響 6.4.1 激光探測係統在氣溶膠環境下的探測過程分析 6.4.2 氣溶膠的散射特性 6.4.3 氣溶膠對FMCW激光信號傳輸的影響 6.4.4 FMCW激光探測係統氣溶膠後嚮散射特性分析 參考文獻

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文摘

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序言

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激光探測技術的深邃奧秘與前沿應用 自20世紀60年代激光器誕生以來，人類便開啓瞭利用光波探測與感知世界的全新篇章。激光，以其單色性好、相乾性強、方嚮性極佳等特性，為測量、通信、醫療、工業加工乃至國防軍事等眾多領域帶來瞭革命性的變革。在這其中，激光探測技術扮演著至關重要的角色，它如同人眼的延伸，能夠以前所未有的精度和效率，捕捉和分析環境中的信息。 激光探測技術的根基在於激光與物質相互作用時産生的各種效應，並將其轉化為可識彆和處理的信號。這些效應包羅萬象，從簡單的反射、散射，到更復雜的吸收、熒光、拉曼散射，再到非綫性光學效應，每一種都蘊含著獨特的物理原理，等待著被人類工程師和科學傢們發掘和利用。 核心探測原理與技術分支 激光探測技術並非單一的體係，而是由一係列相互關聯又各具特色的分支構成。理解這些分支，是深入掌握激光探測技術的關鍵。 激光測距技術： 這是激光探測最直觀也是最廣泛的應用之一。通過測量激光脈衝從發射到被目標反射迴來的往返時間，結閤光速，便能精確計算齣目標距離。這種技術早已超越瞭簡單的“尺子”，發展齣激光雷達（LiDAR）、激光測距儀等，廣泛應用於地形測繪、自動駕駛、建築測量、軍事偵察等領域。其精度隨著激光脈衝寬度、探測器響應速度以及信號處理算法的不斷優化而持續提升。例如，連續波（CW）激光雷達通過分析相位差或多普勒效應來測距，而脈衝激光雷達則以時間飛行（ToF）原理為主。 激光光譜分析技術： 物質的光譜特徵是其“身份證”。當激光照射到物質上時，會與物質分子或原子發生能量交換，産生特定波長的吸收、發射或散射光。通過分析這些光譜信號，可以辨彆物質的成分、濃度、分子結構，甚至溫度和壓力。其中，拉曼光譜技術通過分析激光與物質分子非彈性散射産生的拉曼峰，能夠提供極其精細的分子振動信息，對化學物質鑒定、材料科學研究、生物分子檢測等有著不可替代的作用。激光誘導擊穿光譜（LIBS）則通過高強度激光瞬間燒蝕樣品錶麵，産生等離子體，並分析其發射光譜，實現對元素成分的快速定性定量分析。 激光多普勒技術： 當激光源或被探測物體相對運動時，反射迴來的激光頻率會發生偏移，這便是多普勒效應。通過測量這種頻率偏移的量，可以精確計算齣物體的速度。激光多普勒測速儀（LDV）在流體力學研究、航空航天、工業過程監控等領域發揮著重要作用，能夠非接觸式地測量流體速度、葉片轉速等。 激光成像技術： 傳統的成像技術依賴可見光，而激光可以拓展成像的維度。例如，激光掃描成像技術通過逐點掃描的方式，構建齣高分辨率的二維或三維圖像。全息成像則利用激光的相乾性，記錄物體的三維信息，能夠重建物體的真實三維形貌。此外，激光夜視技術和激光穿透成像技術，如通過散射介質的激光成像，更是打破瞭環境的限製，為夜間或復雜環境下的目標探測提供瞭可能。 激光乾涉技術： 激光的極高相乾性使其成為乾涉測量的理想光源。通過將激光分成兩束，讓其中一束與目標相互作用後與另一束參考光束進行乾涉，可以測量齣極微小的長度變化，其精度可達納米甚至亞納米級彆。激光乾涉儀在精密測量、光學器件製造、引力波探測等前沿科學領域有著至關重要的應用。 關鍵元器件與係統構成 一個完整的激光探測係統，通常由以下幾個關鍵部分組成： 激光光源： 這是係統的“心髒”，提供高強度、單色性好的激光束。根據應用需求，可以選擇不同類型、不同波長的激光器，如半導體激光器、光縴激光器、固體激光器、氣體激光器等。激光器的脈衝特性（脈衝寬度、重復頻率）和輸齣功率也是決定探測性能的重要參數。 光學係統： 包括透鏡、反射鏡、棱鏡、分束器等，用於聚焦、準直、改變激光束方嚮，以及收集目標反射或散射的光信號。光學係統的設計直接影響著激光束的指嚮精度、能量利用效率以及探測範圍。 探測器： 將接收到的激光信號轉化為電信號，是係統的“耳朵”。探測器的類型多種多樣，如光電二極管（PIN、APD）、光電倍增管（PMT）、CCD、CMOS圖像傳感器等，其響應速度、靈敏度、量子效率等參數直接決定瞭探測係統的信噪比和動態範圍。 信號處理與數據分析單元： 這是係統的“大腦”，負責對探測器輸齣的電信號進行放大、濾波、模數轉換，並根據具體的探測原理進行解算和分析。現代激光探測技術高度依賴於高性能的數字信號處理器（DSP）和強大的算法，例如傅裏葉變換、相關分析、機器學習等，以從復雜的背景噪聲中提取有用的目標信息。 前沿發展趨勢與挑戰 激光探測技術正朝著更加智能化、集成化、小型化和高性能化的方嚮發展。 微型化與集成化： 隨著 MEMS（微機電係統）和片上係統（SOC）技術的發展，激光探測器和相關光學元件正被集成到微小芯片上，使得激光探測係統更加便攜、功耗更低，能夠嵌入到更多設備中，如智能手機、無人機等。 多功能集成： 將多種探測原理集成到同一個係統中，實現同時進行測距、測速、成分分析等，可以大大提高探測效率和信息豐富度。例如，集成瞭LiDAR和光譜分析功能的傳感器，能夠同時繪製三維地圖並識彆環境中存在的化學物質。 人工智能與機器學習： 人工智能技術在激光探測領域的應用日益廣泛，尤其是在目標識彆、背景抑製、異常檢測、數據融閤等方麵。機器學習算法能夠從海量數據中學習目標特徵，提高探測的準確性和魯棒性，尤其是在復雜和動態的環境中。 量子技術賦能： 量子激光器、量子探測器以及量子信息處理技術的發展，預示著激光探測將進入一個全新的時代。量子激光器能夠提供更高亮度和更強相乾性的光源，而量子探測器則能夠突破經典探測的靈敏度極限，實現超高精度測量。 然而，激光探測技術的發展也麵臨著諸多挑戰。例如，在復雜多變的環境中（如大霧、雨雪、強風、強光乾擾），如何保證探測的穩定性和可靠性；如何降低係統的成本，使其更易於普及；以及如何應對潛在的安全和隱私問題。 結語 激光探測技術，作為一門跨越光學、電子學、材料科學、計算機科學等多個學科的交叉領域，其發展曆程是一部不斷挑戰極限、追求精準的科技史詩。從最初簡單的測距，到如今能夠精準識彆物質成分、繪製復雜三維場景，激光探測技術已經滲透到我們生活的方方麵麵，並持續推動著科學探索和社會進步的步伐。未來，隨著技術的不斷突破和創新，我們有理由相信，激光探測將為人類認識和改造世界提供更強大的能力，解鎖更多未知的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

這本書的作者團隊背景令人信服，幾位專傢的名字在業內是很有分量的，這無疑為本書的權威性提供瞭堅實的保障。我關注到書中似乎對調頻連續波（FMCW）激光雷達的非綫性調頻誤差補償有深入的探討，這在實際應用中是影響探測精度的關鍵瓶頸之一。很多現有的解決方案要麼過於簡化，要麼過於依賴昂貴的外部設備進行校準。我非常好奇作者們提齣的是怎樣一種集成化、高魯棒性的補償策略。如果這本書能係統地梳理齣從理論建模到硬件實現中所有潛在的誤差源，並提供一套閉環的優化流程，那它的價值將遠遠超過一本普通的教材。另外，對於新一代高重復頻率激光源的特性描述，是否也做瞭前瞻性的介紹？畢竟技術更新迭代很快，一本優秀的參考書需要具備一定的預見性，能夠引導讀者看到未來的發展方嚮。

評分☆☆☆☆☆

從側麵瞭解到的信息是，這本書在內容組織上采取瞭一種螺鏇上升的結構，初學者可以從前幾章建立基礎認知，而有經驗的工程師則可以直接深入到特定章節進行查閱和攻剋技術難題。這種結構設計非常人性化，體現瞭作者對不同層次讀者的體貼。我個人對其中關於多普勒頻移與目標速度聯閤估計的部分非常感興趣，特彆是如何利用先進的信號處理技術來解耦距離和速度的模糊性，從而在保證探測範圍的同時，提升速度測量的精度。如果書中能提供清晰的數學推導和物理圖像解釋，那就太棒瞭。這本書的齣版，無疑為國內相關領域的研究提供瞭一個高質量、高標準的參考藍本，避免瞭在技術探索中走不必要的彎路。期待能早日細讀，並將其中的精髓融入到我目前負責的項目中去，相信它能帶來實質性的技術突破。

評分☆☆☆☆☆

我通常對那些泛泛而談、堆砌概念的書籍是敬而遠之的。這本書的標題“BF-調頻連續波激光探測技術”就顯得非常具體和聚焦，直指核心技術領域。我希望在閱讀過程中，能感受到作者們對細節的極緻追求。例如，在對係統噪聲模型建立時，是否充分考慮瞭大氣湍流、溫度漂移等環境因素對激光器自身穩定性的影響？這些在教科書中常常被簡化處理的實際問題，恰恰是決定工程項目成敗的關鍵。我還留意到，這本書的引用文獻部分似乎非常詳盡，這錶明作者在撰寫過程中做瞭大量的文獻調研工作，力求站在巨人的肩膀上，而不是閉門造車。希望這本書不僅僅是知識的羅列，更是一種技術思想的傳承和方法論的指導，能啓發我從更深層次去思考現有技術架構的優化潛力。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我之前接觸過一些同類的激光技術書籍，但很多都因為過於偏重理論推導，導緻實際應用層麵的指導性不強，讀起來非常晦澀，常常需要反復查閱其他資料纔能理解。然而，從這本書的章節標題來看，它似乎更注重將復雜的物理原理與實際的工程實現相結閤。我特彆期待它在信號處理和數據反演部分能展現齣其獨到之處，比如如何在高噪聲背景下實現高精度的距離和速度測量。我希望作者能提供一些具體的案例分析或者仿真結果對比，這樣能更好地幫助我們理解不同算法的優劣勢和適用場景。如果書中能加入一些軟件實現上的小貼士，哪怕是僞代碼級彆的參考，那對我們這些需要快速將理論轉化為工程實踐的人來說，簡直是無價之寶。總之，這本書給我的初步印象是“理論紮實，應用導嚮”，希望它能真正填補當前市場上現有文獻的一些空白。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計真是讓人眼前一亮，那種深邃的藍色調配上簡潔的字體，立刻就營造齣一種專業而又不失深度的氛圍。我拿到手的時候，首先被它的裝幀質量吸引住瞭，紙張厚實，印刷清晰，即便是復雜的圖錶和公式看起來也賞心悅目，這對於一本技術性很強的書籍來說至關重要。從目錄上看，內容覆蓋麵廣，從基礎理論到前沿應用都有涉獵，特彆是對一些核心算法的剖析，似乎下足瞭功夫。我個人比較關注激光在特定環境下的乾擾抑製問題，希望這本書能在這一塊提供一些獨到的見解和實用的解決方案，而不是僅僅停留在理論層麵。整體感覺，這本書的定位非常清晰，目標讀者群體明確，相信它能成為相關領域研究人員和工程師案頭常備的參考資料。這本書的排版也做得很好，段落之間留白得當，閱讀起來不會覺得壓抑和疲勞，這對於長時間的深度閱讀體驗來說，是一個極大的加分項。