超寬帶地錶穿透成像雷達(精) 周智敏, 金添等著 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周智敏，金添等著 著

圖書標籤:

• 地錶穿透雷達
• 超寬帶
• 成像雷達
• 周智敏
• 金添
• 雷達探測
• 地球物理勘探
• 無綫電遙感
• 地下探測
• 精工齣版社

店鋪： 典則俊雅圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118085587

商品編碼：29797182414

包裝：精裝

齣版時間：2013-03-01

圖書基本信息,請以下列介紹為準
書名	超寬帶地錶穿透成像雷達(精)
作者	周智敏, 金添等著
定價	76.00元
ISBN號	9787118085587
齣版社	防工業齣版社
齣版日期	2013-03-01
版次	1

其他參考信息（以實物為準）
裝幀：精裝	開本：16開	重量：0.4
版次：1	字數：	頁碼：

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目錄

內容提要

超寬帶地錶穿透成像雷達結閤瞭超寬帶技術和雷達成像技術的優勢，能夠遠距離對淺地錶目標進行成像探測，具有重要的軍事應用前景。本書作者長期從事超寬帶成像雷達係統與信息處理技術研究，取得瞭豐碩的成果。 周智敏等編著的《超寬帶地錶穿透成像雷達(精)》在總結超寬帶地錶穿透成像雷達係統發展現狀的基礎上，對閤成孔徑和虛擬孔徑成像方法、淺地 錶成像處理與乾擾抑製、目標特徵提取與檢測鑒彆等方麵的內容進行瞭詳細介紹，針對乾問題提齣瞭許多新方法，並在實際應用中得到瞭檢驗。 《超寬帶地錶穿透成像雷達(精)》可供從事雷達係統技術、雷達信號與信息處理工作的科研人員、大專院校高年級學生或研究生閱讀。

編輯推薦

超寬帶成像雷達將超寬帶技術與雷達成像技術相結閤，能夠獲得淺埋目標的二維高分辨率圖像，從而提高目標的檢測鑒彆性能。此外，超寬帶成像雷達利用機載或車載平颱可以進行遠距離側視或前視探測，能夠滿足淺埋和未爆物探測對快速、高效、準確的要求，具有廣闊的應用前景。《超寬帶地錶穿透成像雷達(精)》作者（周智敏、金添）長期從事超寬帶成像雷達係統和信息處理技術的研究，研製瞭部機載和車載超寬帶地錶穿透成像雷達，成功應用於對淺埋和未爆物的遠距離、快速探測。本書是作者近幾年研究工作的總結，主要包括超寬帶地錶穿透成像雷達的基本原理、典型算法和信息處理關鍵技術。

作者介紹

周智敏，博士，防科技大學電子科學與工程學院教授。中電子學會會員，中電子學會無綫電定位技術分會副主任委員，中電子學會空間電子學分會委員，中宇航學會湖南省宇航學會副理事長，《雷達科學與技術》期刊編委，《先進雷達探測技術》期刊編委，《現代雷達》理事會常務理事，防科技大學科技委委員，科學技術奬評審專，全軍裝備科技奬評審委員。發錶學術論文百餘篇。獲全科技工作者榮譽稱號。獲中人民傑齣專業技術人纔奬，獲軍隊院校育纔奬金奬。享受務院特殊津貼。主要研究方嚮為新體製雷達技術，主持完成瞭多項防科研課題，獲科技進步奬、軍隊科技進步奬共10餘項。 　　金添，博士，防科技大學電子科學與工程學院副教授。2009年全博士學位論文獲得者，入選2010年度教育部新世紀人纔支持計劃，“信號處理與分析”精品課程主講教師，信號處理係列課程*教學團隊主要成員。長期從事新體製雷達係統、雷達成像與目標識彆、現代信號處理等方麵的科研和教學工作。己齣版專著1部，發錶學術論文100餘篇，其中SCI檢索21篇、EI檢索79篇。獲軍隊科技進步一等奬1項、二等奬1項。曾擔任2009年亞太閤成孔徑雷達(APSAR)際會議、2011年CIE際雷達會議分會。

序言

探索地下的秘密：超寬帶地錶穿透成像雷達技術及其應用 人類對腳下土地的探索從未停止。自古以來，無論是尋找水源、挖掘寶藏，還是修建宏偉的建築，我們都需要瞭解地下深處的情況。然而，傳統的勘探方法往往費時費力，且存在一定的局限性。隨著科技的飛速發展，一項革命性的地下探測技術——超寬帶地錶穿透成像雷達（Ultra-Wideband Ground Penetrating Radar, UWB-GPR）應運而生，它以其非破壞性、高分辨率和穿透深度等優勢，為我們打開瞭深入瞭解地下世界的大門。 一、 超寬帶地錶穿透成像雷達：一雙“透視眼” 地錶穿透雷達（GPR）並非一項全新的技術，其基本原理可以追溯到上世紀中葉。它通過嚮地下發射電磁波，並接收由地下介質界麵反射迴來的信號，來探測地下的結構和物體。然而，傳統的GPR係統通常工作在窄帶頻率範圍內，其分辨率和穿透深度都受到一定的限製。 超寬帶（UWB）技術的引入，為GPR帶來瞭質的飛躍。UWB技術指的是在一個非常寬的頻譜範圍內傳輸信息，其瞬時帶寬遠大於傳統通信係統。將UWB技術應用於GPR，即形成瞭UWB-GPR。 UWB-GPR的核心優勢在於其卓越的信號特性： 極高的時域分辨率： UWB信號具有非常短的脈衝寬度，這意味著它能夠區分非常接近的地下目標。在成像方麵，這意味著能夠獲得更精細的地下結構細節，如同擁有瞭一副高清晰度的“X光眼”。 更強的穿透能力： UWB信號在傳播過程中受到的衰減相對較小，特彆是對於低介電常數和低損耗的介質（如乾燥的沙土、岩石等），其穿透深度可以達到幾十米甚至上百米。這使得我們能夠深入地下，探測到更深層次的物體和地層。 優異的探測能力： UWB信號的帶寬包含瞭豐富的頻率成分，能夠更好地適應不同介質的電磁特性，從而提高對各種地下目標的探測能力，包括埋藏的管道、電纜、考古遺跡、地質斷層等。 非破壞性探測： UWB-GPR無需鑽孔或挖掘，對地錶和地下環境幾乎沒有破壞，這對於保護文物、生態環境以及在已有建築區域進行勘探尤為重要。 實時成像： UWB-GPR係統可以快速采集數據並進行實時成像，大大提高瞭工作效率。 二、 UWB-GPR的工作原理：從電磁波到地下圖像 UWB-GPR係統主要由以下幾個部分組成： 1. 發射天綫（Transmitting Antenna）： 産生並嚮地下發射寬帶的電磁脈衝。UWB天綫的設計至關重要，需要能夠高效地發射覆蓋所需頻段的脈衝信號。 2. 接收天綫（Receiving Antenna）： 接收從地下目標反射迴來的電磁波信號。接收天綫的設計同樣影響著信號的接收靈敏度和頻率響應。 3. 主機（Host Unit）： 包含信號産生模塊、數據采集模塊、信號處理和成像算法模塊以及顯示終端。主機負責控製整個係統的運行，對接收到的信號進行數字化處理，並最終生成地下圖像。 工作流程可以概括為： 發射脈衝： 發射天綫産生一個極短的UWB電磁脈衝，以光速嚮地下傳播。 傳播與反射： 當電磁脈衝遇到地下介質的界麵（例如，土壤與岩石的界麵，空氣與管道的界麵，不同地層的界麵）時，會發生反射、散射和摺射。反射迴來的電磁波攜帶瞭地下介質的信息。 接收信號： 接收天綫捕捉到這些反射迴來的信號。 信號處理與成像： 主機對接收到的微弱信號進行放大、濾波、去噪等處理，並通過復雜的算法（如成像算法、遷移算法）將二維或三維的反射數據轉換為直觀的地下圖像。這些圖像能夠清晰地展示地下物體的形狀、位置、尺寸以及地層的分布情況。 三、 UWB-GPR的應用領域：無處不在的地下探索者 UWB-GPR技術的獨特優勢使其在眾多領域展現齣強大的應用潛力，成為現代地下探測不可或缺的工具。 土木工程與基礎設施監測： 地下管綫探測： 精準定位埋藏的給水管、排水管、燃氣管、電力電纜、通信光纜等，避免施工過程中對管綫的意外破壞，保障城市運行安全。 路麵結構分析： 評估道路、橋梁、隧道的混凝土闆厚度、內部空洞、裂縫、鋼筋分布等，為道路維護和加固提供依據。 地基評估： 勘探地基土層性質、是否存在空洞、沉降跡象等，為建築物的安全設計提供數據支持。 地下空洞探測： 探測由溶洞、采礦遺留、地下管道破裂等造成的地下空洞，防止地麵塌陷。 隧道襯砌檢測： 評估隧道襯砌的完整性，檢測是否有裂縫、脫層、滲漏等情況。 考古與文化遺産保護： 遺址勘探： 在不破壞地錶植被和原有景觀的情況下，探測地下埋藏的古代城牆、墓葬、建築基址、道路等遺跡，為考古發掘提供精確的定位和初步瞭解。 文物保護： 探測古建築的地下基礎結構，評估其穩定性，或在不發掘的情況下瞭解地下文物的分布。 地質與環境勘探： 地質構造研究： 描繪地層界麵、斷層、裂隙等，研究地質構造的分布和特徵，為地質災害評估（如滑坡、地震）提供信息。 地下水勘探： 探測含水層的深度和分布，輔助尋找地下水源。 汙染物監測： 探測地下埋藏的汙染物源（如油罐、廢棄物），評估汙染範圍和深度。 冰川與極地研究： 探測冰層厚度、冰下地形以及冰川內部結構。 安全與軍事領域： 反恐與排爆： 探測地下的爆炸物、地雷、未爆彈藥等危險品，保障人員安全。 秘密通道與地下設施探測： 偵測隱藏的地下通道、 bunker 等設施。 礦産勘探： 淺層礦産探測： 在一定深度範圍內，探測礦脈、砂石礦等。 四、 UWB-GPR的發展趨勢與挑戰 盡管UWB-GPR技術已經取得瞭顯著的進步，但其發展仍在不斷深入。 成像算法的優化： 隨著計算能力的提升，更復雜、更精確的成像算法不斷被開發齣來，以提高圖像的質量和解釋的準確性。 多通道與三維成像： 采用多通道接收天綫陣列，能夠實現更精細的三維地下成像，提供更全麵的地下結構信息。 與其他技術的融閤： 將UWB-GPR與其他地球物理探測技術（如電法、磁法）、遙感技術、GIS技術等相結閤，可以優勢互補，獲得更全麵的勘探成果。 智能化與自動化： 研發自動化的數據采集和處理係統，結閤人工智能和機器學習技術，實現地下目標和結構的自動識彆和分類。 然而，UWB-GPR技術的應用也麵臨一些挑戰： 介質的電磁特性： 不同地下介質的電磁特性（介電常數、電導率）差異很大，會影響電磁波的傳播速度和衰減程度，從而影響探測效果。高損耗介質（如高含水量的粘土）會嚴重限製穿透深度。 信號乾擾： 來自外部的電磁乾擾以及係統內部的噪聲都會影響信號的質量。 數據解釋的專業性： UWB-GPR生成的是原始的雷達剖麵圖，對這些數據的解釋需要經過專業培訓和經驗積纍，纔能準確地判斷地下目標和地層信息。 成本與便攜性： 高性能的UWB-GPR設備目前仍有一定成本，同時為瞭滿足野外作業需求，設備的便攜性和堅固性也需要進一步提升。 五、 結語 超寬帶地錶穿透成像雷達技術，以其非接觸、高分辨率、高穿透性的獨特優勢，正在深刻地改變我們認識和利用地下空間的方式。從保障城市基礎設施的安全運行，到揭示曆史遺跡的神秘麵紗，再到服務於地質勘探和環境保護，UWB-GPR技術無處不在，宛如一雙賦予我們“透視眼”的科技之翼。隨著技術的不斷迭代與創新，我們有理由相信，UWB-GPR將在未來的地下探測領域發揮更加關鍵的作用，為人類社會的發展貢獻更多力量。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期關注非侵入式檢測技術的研究者，我一直在尋找一本能夠係統梳理UWB SPI係統各個組成部分相互作用的權威著作。這本書的價值就在於它提供瞭一個近乎完美的框架。它沒有將天綫設計、信號采集、數據處理和圖像重建割裂開來，而是將它們有機地編織成一個完整的流程。最讓我印象深刻的是它在“反演算法優化”章節中對貝葉斯框架應用的探討。那種將統計學的不確定性融入到地下結構識彆中的方法論，體現瞭作者們對前沿交叉學科的深刻洞察力。我發現，書中討論的幾種新型去噪濾波技術，比我目前工作中使用的傳統卡爾曼濾波效果要齣色得多，尤其是在處理高噪聲環境下的弱信號時。這本書的語言風格是那種典型的“專傢對話體”，不矯飾，直擊核心，但又處處透露齣對技術細節的精準把控。雖然有些章節涉及的數學工具對我來說是復習鞏固，但能看到這些工具被如此巧妙地應用於解決實際的地下成像難題，依然讓人心潮澎湃。這本書無疑會成為我未來工作中經常翻閱的工具書和靈感來源。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值遠超其作為一本專業著作的範疇，它更像是一份麵嚮未來的技術藍圖。我注意到書中對“小型化與便攜化”的探討非常前沿，不僅關注於提高成像精度，更著眼於如何將復雜的UWB係統集成到無人機或手持設備中，這完全符閤當前低空經濟和快速應急響應的需求。書中提齣的集成電路層麵的設計思路，對於硬件工程師來說具有極高的參考價值。不同於某些隻介紹成熟技術的書籍，本書大膽地探討瞭一些仍處於實驗室階段的先進概念，比如利用AI輔助的實時目標識彆。這種前瞻性，使得這本書在學術前沿性上保持瞭絕對的領先地位。即便是一些概念性的描述，也都是建立在堅實的數學基礎之上的，確保瞭其理論的可靠性。總而言之，這是一部集閤瞭深厚理論功底、嚴謹工程實踐和前瞻技術視野的集大成之作，對於任何希望在這個領域做齣突破的人來說，都是一本不可或缺的寶典。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計雖然透露著一股理工科特有的“樸實”，但內涵卻著實是“奢華”。我最欣賞它在工程應用案例分析上的詳盡程度。它不僅僅停留在理論層麵，而是深入探討瞭不同地質條件對雷達性能的影響。比如，對於黏土層和乾燥沙層，係統參數需要如何動態調整，書中都有詳細的建模和仿真結果對比。這種實戰經驗的分享，是教科書上常常缺失的“軟知識”。特彆是關於“多徑效應的幾何光學近似與物理光學法”的對比分析，讓我明白瞭在實際工程中選擇閤適的近似模型是多麼關鍵。它讓我開始重新審視以往項目中遇到的那些“無法解釋”的虛假目標，很多很可能就是近似模型選擇不當導緻的係統誤差。此外，書中還穿插瞭一些曆史迴顧，簡要介紹瞭UWB雷達從早期地質勘探到如今高精度成像的發展脈絡，這使得整本書的知識結構更加立體和飽滿，不僅僅是一份技術手冊，更是一部技術發展史的縮影。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實抓人眼球，那種深沉的藍色調，配上幾條抽象的光綫勾勒齣的幾何圖形，一下子就讓人聯想到精密儀器和深邃的地下世界。初次翻開，我就被那種嚴謹的學術氣息給鎮住瞭。作者們顯然下瞭大功夫去梳理超寬帶（UWB）技術在地錶穿透成像（SPI）領域的理論基礎。我特彆欣賞它對信號處理部分的處理方式，沒有那種乾巴巴的公式堆砌，而是非常注重物理意義的闡述。比如，他們如何解釋脈衝的展寬與多徑效應的關聯，以及如何通過高級的算法來反演地下的介質分布。這種講解方式，對於我這種希望深入理解底層機理的讀者來說，簡直是及時雨。它不隻是告訴你“怎麼做”，更重要的是解釋瞭“為什麼是這樣”。讀完前幾章，我已經能對UWB雷達發射脈衝後的能量衰減和散射機製有一個清晰的圖像瞭。當然，技術細節的復雜度不容小覷，有些涉及到傅裏葉變換和波的傳播方程的部分，我不得不反復研讀，但那種攻剋難關後的豁然開朗感，是其他科普讀物難以給予的。這本書的排版也十分考究，圖錶的質量極高，綫條清晰，注釋明確，這在技術書籍中非常難得，大大提升瞭閱讀體驗。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，閱讀這本書需要一定的物理和電子學基礎，但對於有誌於投身於地球物理勘探或地下空間探測領域的專業人士來說，這是一筆極其值得的投入。它的邏輯遞進關係處理得極其流暢，從電磁波的基本原理齣發，逐步過渡到超寬帶脈衝的特性，再到實際係統架構的設計，每一步都如同搭積木一般嚴絲閤縫。我尤其喜歡它對“時間延遲分析”和“深度與分辨率的矛盾統一”的闡述。作者巧妙地運用瞭類比推理，將抽象的波傳播問題轉化為瞭更易於理解的空間幾何問題。這本書的參考文獻列錶也極其詳盡和權威，幾乎涵蓋瞭過去三十年內該領域所有標誌性的研究成果，這為我後續的深度研究指明瞭方嚮。讀完後，我感覺自己對地錶穿透雷達的“能力邊界”有瞭更清晰的認識，不再盲目追求更高的頻率或更窄的脈衝，而是學會瞭如何在實際約束下做齣最優化的係統權衡。