超宽带地表穿透成像雷达(精) 周智敏, 金添等著 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

周智敏，金添等著 著

图书标签:

• 地表穿透雷达
• 超宽带
• 成像雷达
• 周智敏
• 金添
• 雷达探测
• 地球物理勘探
• 无线电遥感
• 地下探测
• 精工出版社

店铺： 典则俊雅图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118085587

商品编码：29797182414

包装：精装

出版时间：2013-03-01

图书基本信息,请以下列介绍为准
书名	超宽带地表穿透成像雷达(精)
作者	周智敏, 金添等著
定价	76.00元
ISBN号	9787118085587
出版社	防工业出版社
出版日期	2013-03-01
版次	1

其他参考信息（以实物为准）
装帧：精装	开本：16开	重量：0.4
版次：1	字数：	页码：

插图

目录

内容提要

超宽带地表穿透成像雷达结合了超宽带技术和雷达成像技术的优势，能够远距离对浅地表目标进行成像探测，具有重要的军事应用前景。本书作者长期从事超宽带成像雷达系统与信息处理技术研究，取得了丰硕的成果。 周智敏等编著的《超宽带地表穿透成像雷达(精)》在总结超宽带地表穿透成像雷达系统发展现状的基础上，对合成孔径和虚拟孔径成像方法、浅地 表成像处理与干扰抑制、目标特征提取与检测鉴别等方面的内容进行了详细介绍，针对干问题提出了许多新方法，并在实际应用中得到了检验。 《超宽带地表穿透成像雷达(精)》可供从事雷达系统技术、雷达信号与信息处理工作的科研人员、大专院校高年级学生或研究生阅读。

编辑推荐

超宽带成像雷达将超宽带技术与雷达成像技术相结合，能够获得浅埋目标的二维高分辨率图像，从而提高目标的检测鉴别性能。此外，超宽带成像雷达利用机载或车载平台可以进行远距离侧视或前视探测，能够满足浅埋和未爆物探测对快速、高效、准确的要求，具有广阔的应用前景。《超宽带地表穿透成像雷达(精)》作者（周智敏、金添）长期从事超宽带成像雷达系统和信息处理技术的研究，研制了部机载和车载超宽带地表穿透成像雷达，成功应用于对浅埋和未爆物的远距离、快速探测。本书是作者近几年研究工作的总结，主要包括超宽带地表穿透成像雷达的基本原理、典型算法和信息处理关键技术。

作者介绍

周智敏，博士，防科技大学电子科学与工程学院教授。中电子学会会员，中电子学会无线电定位技术分会副主任委员，中电子学会空间电子学分会委员，中宇航学会湖南省宇航学会副理事长，《雷达科学与技术》期刊编委，《先进雷达探测技术》期刊编委，《现代雷达》理事会常务理事，防科技大学科技委委员，科学技术奖评审专，全军装备科技奖评审委员。发表学术论文百余篇。获全科技工作者荣誉称号。获中人民杰出专业技术人才奖，获军队院校育才奖金奖。享受务院特殊津贴。主要研究方向为新体制雷达技术，主持完成了多项防科研课题，获科技进步奖、军队科技进步奖共10余项。 　　金添，博士，防科技大学电子科学与工程学院副教授。2009年全博士学位论文获得者，入选2010年度教育部新世纪人才支持计划，“信号处理与分析”精品课程主讲教师，信号处理系列课程*教学团队主要成员。长期从事新体制雷达系统、雷达成像与目标识别、现代信号处理等方面的科研和教学工作。己出版专著1部，发表学术论文100余篇，其中SCI检索21篇、EI检索79篇。获军队科技进步一等奖1项、二等奖1项。曾担任2009年亚太合成孔径雷达(APSAR)际会议、2011年CIE际雷达会议分会。

序言

探索地下的秘密：超宽带地表穿透成像雷达技术及其应用 人类对脚下土地的探索从未停止。自古以来，无论是寻找水源、挖掘宝藏，还是修建宏伟的建筑，我们都需要了解地下深处的情况。然而，传统的勘探方法往往费时费力，且存在一定的局限性。随着科技的飞速发展，一项革命性的地下探测技术——超宽带地表穿透成像雷达（Ultra-Wideband Ground Penetrating Radar, UWB-GPR）应运而生，它以其非破坏性、高分辨率和穿透深度等优势，为我们打开了深入了解地下世界的大门。 一、 超宽带地表穿透成像雷达：一双“透视眼” 地表穿透雷达（GPR）并非一项全新的技术，其基本原理可以追溯到上世纪中叶。它通过向地下发射电磁波，并接收由地下介质界面反射回来的信号，来探测地下的结构和物体。然而，传统的GPR系统通常工作在窄带频率范围内，其分辨率和穿透深度都受到一定的限制。 超宽带（UWB）技术的引入，为GPR带来了质的飞跃。UWB技术指的是在一个非常宽的频谱范围内传输信息，其瞬时带宽远大于传统通信系统。将UWB技术应用于GPR，即形成了UWB-GPR。 UWB-GPR的核心优势在于其卓越的信号特性： 极高的时域分辨率： UWB信号具有非常短的脉冲宽度，这意味着它能够区分非常接近的地下目标。在成像方面，这意味着能够获得更精细的地下结构细节，如同拥有了一副高清晰度的“X光眼”。 更强的穿透能力： UWB信号在传播过程中受到的衰减相对较小，特别是对于低介电常数和低损耗的介质（如干燥的沙土、岩石等），其穿透深度可以达到几十米甚至上百米。这使得我们能够深入地下，探测到更深层次的物体和地层。 优异的探测能力： UWB信号的带宽包含了丰富的频率成分，能够更好地适应不同介质的电磁特性，从而提高对各种地下目标的探测能力，包括埋藏的管道、电缆、考古遗迹、地质断层等。 非破坏性探测： UWB-GPR无需钻孔或挖掘，对地表和地下环境几乎没有破坏，这对于保护文物、生态环境以及在已有建筑区域进行勘探尤为重要。 实时成像： UWB-GPR系统可以快速采集数据并进行实时成像，大大提高了工作效率。 二、 UWB-GPR的工作原理：从电磁波到地下图像 UWB-GPR系统主要由以下几个部分组成： 1. 发射天线（Transmitting Antenna）： 产生并向地下发射宽带的电磁脉冲。UWB天线的设计至关重要，需要能够高效地发射覆盖所需频段的脉冲信号。 2. 接收天线（Receiving Antenna）： 接收从地下目标反射回来的电磁波信号。接收天线的设计同样影响着信号的接收灵敏度和频率响应。 3. 主机（Host Unit）： 包含信号产生模块、数据采集模块、信号处理和成像算法模块以及显示终端。主机负责控制整个系统的运行，对接收到的信号进行数字化处理，并最终生成地下图像。 工作流程可以概括为： 发射脉冲： 发射天线产生一个极短的UWB电磁脉冲，以光速向地下传播。 传播与反射： 当电磁脉冲遇到地下介质的界面（例如，土壤与岩石的界面，空气与管道的界面，不同地层的界面）时，会发生反射、散射和折射。反射回来的电磁波携带了地下介质的信息。 接收信号： 接收天线捕捉到这些反射回来的信号。 信号处理与成像： 主机对接收到的微弱信号进行放大、滤波、去噪等处理，并通过复杂的算法（如成像算法、迁移算法）将二维或三维的反射数据转换为直观的地下图像。这些图像能够清晰地展示地下物体的形状、位置、尺寸以及地层的分布情况。 三、 UWB-GPR的应用领域：无处不在的地下探索者 UWB-GPR技术的独特优势使其在众多领域展现出强大的应用潜力，成为现代地下探测不可或缺的工具。 土木工程与基础设施监测： 地下管线探测： 精准定位埋藏的给水管、排水管、燃气管、电力电缆、通信光缆等，避免施工过程中对管线的意外破坏，保障城市运行安全。 路面结构分析： 评估道路、桥梁、隧道的混凝土板厚度、内部空洞、裂缝、钢筋分布等，为道路维护和加固提供依据。 地基评估： 勘探地基土层性质、是否存在空洞、沉降迹象等，为建筑物的安全设计提供数据支持。 地下空洞探测： 探测由溶洞、采矿遗留、地下管道破裂等造成的地下空洞，防止地面塌陷。 隧道衬砌检测： 评估隧道衬砌的完整性，检测是否有裂缝、脱层、渗漏等情况。 考古与文化遗产保护： 遗址勘探： 在不破坏地表植被和原有景观的情况下，探测地下埋藏的古代城墙、墓葬、建筑基址、道路等遗迹，为考古发掘提供精确的定位和初步了解。 文物保护： 探测古建筑的地下基础结构，评估其稳定性，或在不发掘的情况下了解地下文物的分布。 地质与环境勘探： 地质构造研究： 描绘地层界面、断层、裂隙等，研究地质构造的分布和特征，为地质灾害评估（如滑坡、地震）提供信息。 地下水勘探： 探测含水层的深度和分布，辅助寻找地下水源。 污染物监测： 探测地下埋藏的污染物源（如油罐、废弃物），评估污染范围和深度。 冰川与极地研究： 探测冰层厚度、冰下地形以及冰川内部结构。 安全与军事领域： 反恐与排爆： 探测地下的爆炸物、地雷、未爆弹药等危险品，保障人员安全。 秘密通道与地下设施探测： 侦测隐藏的地下通道、 bunker 等设施。 矿产勘探： 浅层矿产探测： 在一定深度范围内，探测矿脉、砂石矿等。 四、 UWB-GPR的发展趋势与挑战 尽管UWB-GPR技术已经取得了显著的进步，但其发展仍在不断深入。 成像算法的优化： 随着计算能力的提升，更复杂、更精确的成像算法不断被开发出来，以提高图像的质量和解释的准确性。 多通道与三维成像： 采用多通道接收天线阵列，能够实现更精细的三维地下成像，提供更全面的地下结构信息。 与其他技术的融合： 将UWB-GPR与其他地球物理探测技术（如电法、磁法）、遥感技术、GIS技术等相结合，可以优势互补，获得更全面的勘探成果。 智能化与自动化： 研发自动化的数据采集和处理系统，结合人工智能和机器学习技术，实现地下目标和结构的自动识别和分类。 然而，UWB-GPR技术的应用也面临一些挑战： 介质的电磁特性： 不同地下介质的电磁特性（介电常数、电导率）差异很大，会影响电磁波的传播速度和衰减程度，从而影响探测效果。高损耗介质（如高含水量的粘土）会严重限制穿透深度。 信号干扰： 来自外部的电磁干扰以及系统内部的噪声都会影响信号的质量。 数据解释的专业性： UWB-GPR生成的是原始的雷达剖面图，对这些数据的解释需要经过专业培训和经验积累，才能准确地判断地下目标和地层信息。 成本与便携性： 高性能的UWB-GPR设备目前仍有一定成本，同时为了满足野外作业需求，设备的便携性和坚固性也需要进一步提升。 五、 结语 超宽带地表穿透成像雷达技术，以其非接触、高分辨率、高穿透性的独特优势，正在深刻地改变我们认识和利用地下空间的方式。从保障城市基础设施的安全运行，到揭示历史遗迹的神秘面纱，再到服务于地质勘探和环境保护，UWB-GPR技术无处不在，宛如一双赋予我们“透视眼”的科技之翼。随着技术的不断迭代与创新，我们有理由相信，UWB-GPR将在未来的地下探测领域发挥更加关键的作用，为人类社会的发展贡献更多力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计虽然透露着一股理工科特有的“朴实”，但内涵却着实是“奢华”。我最欣赏它在工程应用案例分析上的详尽程度。它不仅仅停留在理论层面，而是深入探讨了不同地质条件对雷达性能的影响。比如，对于黏土层和干燥沙层，系统参数需要如何动态调整，书中都有详细的建模和仿真结果对比。这种实战经验的分享，是教科书上常常缺失的“软知识”。特别是关于“多径效应的几何光学近似与物理光学法”的对比分析，让我明白了在实际工程中选择合适的近似模型是多么关键。它让我开始重新审视以往项目中遇到的那些“无法解释”的虚假目标，很多很可能就是近似模型选择不当导致的系统误差。此外，书中还穿插了一些历史回顾，简要介绍了UWB雷达从早期地质勘探到如今高精度成像的发展脉络，这使得整本书的知识结构更加立体和饱满，不仅仅是一份技术手册，更是一部技术发展史的缩影。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，阅读这本书需要一定的物理和电子学基础，但对于有志于投身于地球物理勘探或地下空间探测领域的专业人士来说，这是一笔极其值得的投入。它的逻辑递进关系处理得极其流畅，从电磁波的基本原理出发，逐步过渡到超宽带脉冲的特性，再到实际系统架构的设计，每一步都如同搭积木一般严丝合缝。我尤其喜欢它对“时间延迟分析”和“深度与分辨率的矛盾统一”的阐述。作者巧妙地运用了类比推理，将抽象的波传播问题转化为了更易于理解的空间几何问题。这本书的参考文献列表也极其详尽和权威，几乎涵盖了过去三十年内该领域所有标志性的研究成果，这为我后续的深度研究指明了方向。读完后，我感觉自己对地表穿透雷达的“能力边界”有了更清晰的认识，不再盲目追求更高的频率或更窄的脉冲，而是学会了如何在实际约束下做出最优化的系统权衡。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实抓人眼球，那种深沉的蓝色调，配上几条抽象的光线勾勒出的几何图形，一下子就让人联想到精密仪器和深邃的地下世界。初次翻开，我就被那种严谨的学术气息给镇住了。作者们显然下了大功夫去梳理超宽带（UWB）技术在地表穿透成像（SPI）领域的理论基础。我特别欣赏它对信号处理部分的处理方式，没有那种干巴巴的公式堆砌，而是非常注重物理意义的阐述。比如，他们如何解释脉冲的展宽与多径效应的关联，以及如何通过高级的算法来反演地下的介质分布。这种讲解方式，对于我这种希望深入理解底层机理的读者来说，简直是及时雨。它不只是告诉你“怎么做”，更重要的是解释了“为什么是这样”。读完前几章，我已经能对UWB雷达发射脉冲后的能量衰减和散射机制有一个清晰的图像了。当然，技术细节的复杂度不容小觑，有些涉及到傅里叶变换和波的传播方程的部分，我不得不反复研读，但那种攻克难关后的豁然开朗感，是其他科普读物难以给予的。这本书的排版也十分考究，图表的质量极高，线条清晰，注释明确，这在技术书籍中非常难得，大大提升了阅读体验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值远超其作为一本专业著作的范畴，它更像是一份面向未来的技术蓝图。我注意到书中对“小型化与便携化”的探讨非常前沿，不仅关注于提高成像精度，更着眼于如何将复杂的UWB系统集成到无人机或手持设备中，这完全符合当前低空经济和快速应急响应的需求。书中提出的集成电路层面的设计思路，对于硬件工程师来说具有极高的参考价值。不同于某些只介绍成熟技术的书籍，本书大胆地探讨了一些仍处于实验室阶段的先进概念，比如利用AI辅助的实时目标识别。这种前瞻性，使得这本书在学术前沿性上保持了绝对的领先地位。即便是一些概念性的描述，也都是建立在坚实的数学基础之上的，确保了其理论的可靠性。总而言之，这是一部集合了深厚理论功底、严谨工程实践和前瞻技术视野的集大成之作，对于任何希望在这个领域做出突破的人来说，都是一本不可或缺的宝典。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期关注非侵入式检测技术的研究者，我一直在寻找一本能够系统梳理UWB SPI系统各个组成部分相互作用的权威著作。这本书的价值就在于它提供了一个近乎完美的框架。它没有将天线设计、信号采集、数据处理和图像重建割裂开来，而是将它们有机地编织成一个完整的流程。最让我印象深刻的是它在“反演算法优化”章节中对贝叶斯框架应用的探讨。那种将统计学的不确定性融入到地下结构识别中的方法论，体现了作者们对前沿交叉学科的深刻洞察力。我发现，书中讨论的几种新型去噪滤波技术，比我目前工作中使用的传统卡尔曼滤波效果要出色得多，尤其是在处理高噪声环境下的弱信号时。这本书的语言风格是那种典型的“专家对话体”，不矫饰，直击核心，但又处处透露出对技术细节的精准把控。虽然有些章节涉及的数学工具对我来说是复习巩固，但能看到这些工具被如此巧妙地应用于解决实际的地下成像难题，依然让人心潮澎湃。这本书无疑会成为我未来工作中经常翻阅的工具书和灵感来源。