超宽带雷达应用与设计 [Ultrawideband Radar: Applications and Design] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] James D. Taylor（詹姆斯 D. 泰勒） 编，胡明春 等 译

图书标签:

• 超宽带雷达
• UWB
• 雷达应用
• 雷达设计
• 信号处理
• 微波技术
• 无线通信
• 传感器
• 目标检测
• 嵌入式系统

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121306570

版次：1

商品编码：12037257

包装：平装

丛书名： 国防电子信息技术丛书

外文名称：Ultrawideband Radar: Applications and Design

开本：16开

出版时间：2017-01-01

用纸：胶版纸

页数：412

字数：7270

编辑推荐

适读人群 ：本书的读者对象为从事超宽带雷达研究、开发、生产的专业技术人员、管理人员以及该领域的高等院校师生。

本书的撰稿人运用实际信息阐释了*新的理论发展，通过案例的学习论证了超宽带雷达原理。雷达系统工程师将寻找对精密电子感知系统的思路，尤其是在医疗，安保，工业，建设和地球物理学中的应用，同样也在人类学，法学和交通运营中的应用。

内容简介

本书编者为IEEE超宽带雷达委员会主席。 全书汇集了多位作者的精辟文章，对超宽带雷达系统的特点和优势、发展历程、工作原理进行了简要介绍，针对超宽带雷达的多种应用领域（如医学、安全、工业、建造业和地理物理应用）进行了详尽阐述，并注重介绍超宽带雷达各项技术的*新进展和潜在方向（如考古、取证和运输管理等）。

作者简介

James D. Taylor ：IEEE超宽带雷达委员会主席。他于1963年获得弗吉尼亚军事学院获得电气工程学士学位。毕业之后，立即进入美国陆军服役，担任一名防空炮兵军官。他于1968年被调入美国空军，担任一名电子研究和开发工程师。1977年获得俄亥俄州怀特-帕特森空军基地美国空军技术学院控制理论硕士学位。他在美国空军航电实验室作为一名主管工程师的经历，让他接触到最先进的电子学概念和军事需求。他最后被任命为马萨诸塞州汉考斯空军基地美国空军电子系统部的一名远程技术规划主管，负责研究远程巡航导弹探测方案，并涉足超宽带雷达领域。1991年退役之后，他开始提供超宽带雷达咨询服务。 James D. Taylor ：IEEE超宽带雷达委员会主席。他于1963年获得弗吉尼亚军事学院获得电气工程学士学位。毕业之后，立即进入美国陆军服役，担任一名防空炮兵军官。他于1968年被调入美国空军，担任一名电子研究和开发工程师。1977年获得俄亥俄州怀特-帕特森空军基地美国空军技术学院控制理论硕士学位。他在美国空军航电实验室作为一名主管工程师的经历，让他接触到最先进的电子学概念和军事需求。他最后被任命为马萨诸塞州汉考斯空军基地美国空军电子系统部的一名远程技术规划主管，负责研究远程巡航导弹探测方案，并涉足超宽带雷达领域。1991年退役之后，他开始提供超宽带雷达咨询服务。

目录

目 录

第1章 超宽带雷达应用与设计导论
1．1 引言和目的
1．1．1 超宽带雷达的概念
1．1．2 编者目的
1．2 超宽带雷达的起源
1．2．1 我与超宽带雷达的渊源
1．2．2 带宽和雷达距离分辨率
1．2．3 早期超宽带雷达演示计划
1．3 超宽带雷达资源
1．4 超宽带雷达的定义和条例
1．4．1 超宽带雷达的早期历史
1．4．2 超宽带雷达的标准定义
1．4．3 带宽名称与定义
1．5 超宽带雷达的时域和频域分析
1．6 非正弦信号传播
1．6．1 背景
1．6．2 收发过程高斯脉冲转换样例
1．6．3 高斯脉冲信号传播的结论
1．7 超宽带雷达： 未来趋势与应用
1．7．1 开放空间测量和监视
1．7．2 材料穿透遥感应用
1．7．3 医学测量和成像
1．7．4 安保
1．7．5 军事遥感应用
1．8 超宽带雷达发展的未来方向
1．8．1 超宽带天线阵列几何结构优化
1．8．2 天线阵列信号同步
1．8．3 接收机信噪比改进
1．8．4 多基地雷达
1．8．5 目标成像和识别的高阶信号处理
1．9 未来超宽带雷达的架构
1．10小结
参考文献
第2章 超宽带通信系统和雷达系统的发展
2．1 引言
2．2 超宽带通信的概念
2．3 超宽带无线电通信系统的发展历史
2．4 超宽带无线电通信系统的主要组成
2．4．1 脉冲串的产生和发射
2．4．2 脉冲调制
2．4．3 脉冲检测和接收
2．4．4 超宽带天线的效率
2．5 超宽带信号的检测和放大
2．5．1 Tektronix公司的系统
2．5．2 Harmuth的系统
2．5．3 Ross和Robbins的系统
2．6 超宽带发射信号的相干测试技术难点
2．7 超宽带发展的总体概述
2．7．1 干扰问题
2．7．2 超宽带通信系统的信道容量
2．7．3 超宽带发射机
2．7．4 超宽带辐射测量
2．8 超宽带雷达传感器
2．8．1 概述
2．8．2 目标的超宽带响应特性
2．8．3 雷达和传感器
2．8．4 超宽带接收机
2．8．5 能够穿墙、 穿透地面和植被的雷达
2．8．6 俄罗斯的超宽带雷达系统
2．9 高阶信号处理
2．9．1 奇点展开法
2．9．2 白噪声分析法
2．9．3 高分辨率目标识别的时频分析法
2．9．4 高分辨率目标检测的时频分析法
2．10小结
致谢
参考文献
第3章 超宽带系统波形变换： 起因和影响
3．1 引言
3．1．1 窄带和超宽带信号
3．1．2 信号波形、 带宽和传播影响
3．2 辐射过程中UWB信号波形变化
3．2．1 UWB辐射分析： 简介和背景
3．2．2 天线如何辐射UWB信号
3．2．3 UWB天线远场辐射影响
3．3 UWB天线的辐射图
3．3．1 辐射波形如何随着感测角变化
3．3．2 时域辐射的UWB域
3．4 确定在接收和产生天线接收方向图过程中UWB信号波形的变化
3．4．1 UWB脉冲波形如何随观测角变化
3．4．2 UWB天线方向性
3．5 UWB天线接收和发射方向图以及可逆性原理
3．6 UWB信号检测中的特殊问题
3．7 利用UWB信号的目标RCS测量
3．8 UWB雷达距离方程： UWB雷达应用的局限性和特点
3．9 实际应用的近程超宽带雷达设计
3．9．1 用于病人心跳和呼吸频率24小时监测的超宽带雷达
3．9．2 用于人体生理遥测的超宽带雷达
3．9．3 用于穿墙探测人员的超宽带雷达
3．10小结
致谢
参考文献
第4章 美国及欧洲国家对于超宽带系统的有关规定
4．1 简介
4．1．1 背景
4．1．2 本章目标
4．1．3 警告
4．2 美国关于超宽带设备的一些规定
4．2．1 美国超宽带规定的来源
4．2．2 U．S．C．第47条对超宽带设备的限制
4．3 欧盟颁布的有关超宽带的条例
4．3．1 简介
4．3．2 欧盟条例的历史
4．3．3 欧盟与超宽带相关条例的节选内容
参考文献
第5章 穿透材料超宽带系统的原理
5．1 引言
5．2 MPR的应用
5．3 MPR系统架构和操作
5．4 MPR系统设计
5．5 固体媒介中的电磁波传播
5．5．1 媒介特性
5．5．2 MPR信号传播
5．5．3 发射媒介特性和MPR设计
5．6 MPR成像
5．7 小结
参考文献
第6章 超宽带与随机信号雷达
6．1 随机信号雷达介绍
6．1．1 随机信号雷达概述
6．1．2 随机信号雷达的历史
6．1．3 随机信号雷达的实施架构
6．1．4 随机信号雷达处理方案
6．2 超宽带与随机信号雷达的联合
6．2．1 随机信号的产生
6．2．2 超宽带载波调制随机信号雷达
6．2．3 超宽带无载波随机编码脉冲雷达
6．3 超宽带随机信号雷达的优势
6．3．1 抗射频干扰能力
6．3．2 低截获概率
6．3．3 电磁兼容性
6．4 超宽带随机信号雷达的应用
6．4．1 埋藏物的探测
6．4．2 短距离SAR成像
6．4．3 结构变化的远程监视
6．4．4 随机信号雷达的未来可能应用
参考文献
第7章 地面介电常数自动测量与使用含局部对象响应的GPR图像的目标位置自动探测
7．1 引言
7．2 电容率测量
7．3 Hough变换用于双曲线检测
7．3．1 二元成像
7．3．2 GPR信号的Hough变换
7．3．3 加速Hough变换计算
7．4 Hough空间对电容率误差的依赖性
7．5 计算电容率的算法
7．6 Hough变换方法的结论
7．7 自动目标探测方法的性能数值评估
7．8 目标探测方法的度量标准
7．9 模拟GPR图像中的目标探测
7．10试验GPR图像中的目标探测
7．11小结
参考文献
第8章 均匀半空间附近目标的UWB后向散射
8．1 引言
8．2 具有地参数的分层半空间内的超宽带信号散射
8．2．1 对象
8．2．2 问题求解方法
8．2．3 数值计算结果
8．3 双基地情况下完全导电目标的脉冲特性
8．3．1 问题解决方法
8．3．2 椭圆体脉冲特性
8．3．3 双基地情况下飞机模型的瞬态响应计算
8．4 位于均匀半空间附近的完全导电体所散射的脉冲信号
8．4．1 问题的公式与主要计算关系
8．4．2 数值结果
参考文献
第9章 超宽带雷达的医学应用
9．1 引言
9．1．1 超宽带雷达医学成像的潜力与好处
9．1．2 章节回顾
9．2 电磁波与人体组织
9．2．1 简介
9．2．2 空军研究实验室Gabriel组织特性数据库
9．2．3 生物组织的反射性
9．3 采用UWB雷达进行心率和呼吸率测量
9．3．1 遥控PMR
9．3．2 生命征兆监测器
9．4 用于胸腔和颅内创伤诊断的UWB雷达
9．4．1 背景
9．4．2 用于气胸检测的UWB雷达
9．4．3 雷达对颅内出血的检测
9．4．4 出血性中风的检测
9．4．5 小结
9．5 用于肿瘤检测的UWB雷达
9．5．1 组织对比度和UWB雷达肿瘤检测
9．5．2 雷达的肿瘤检测方法
9．5．3 用于医学诊断的微波成像
9．5．4 医学微波断层扫描
9．5．5 UWB雷达成像和断层扫描技术的未来发展方向
9．6 UWB雷达医学应用小结
致谢
参考文献
第10章 大电流辐射器： 问题、 分析和设计
10．1 引言
10．2 LCR天线的基本原理
10．3 LCR驱动信号发生器的设计
10．3．1 含双极型晶体管的开关
10．3．2 电子雪崩晶体管开关
10．3．3 用S二极管作为开关
10．3．4 硅场效应晶体管开关
10．3．5 GaAs FET开关
10．3．6 微波电路开关
10．3．7 LCR激励小结
10．4 辐射UWB脉冲电磁场的天线设计
10．4．1 UWB LCR天线尺寸
10．4．2 LCR天线近场和远场特性
10．4．3 返回环路屏蔽是如何影响LCR辐射的
10．4．4 如何降低辐射器感应
10．4．5 多单元LCR辐射器的设计
10．4．6 如何控制LCR辐射的脉冲持续时间
10．5 小结
10．6 致谢
参考文献第11章 Novelda纳米脉冲雷达
11．1 引言
11．2 Novelda脉冲雷达概述
11．3 Novelda纳米脉冲雷达CTBV信号获取系统
11．3．1 通过CTBV编码获取信号
11．4 Novelda雷达通过脉冲重复频率参差的扩大最大不模糊
11．5 Novelda雷达――高速和低功耗创新
11．6 Novelda雷达――流水线式数据输出
11．7 Novelda雷达开发套件
11．8 Novelda雷达天线
11．9 小结
致谢
参考文献第12章 材料穿透UWB雷达成像的原理和方法
12．1 引言
12．2 工作和设计原理
12．2．1 基于材料工作环境的分类
12．2．2 材料穿透雷达的主要性能指标
12．2．3 系统级设计的限制和权衡
12．3 实施方法
12．3．1 支持宽带工作的方法
12．3．2 雷达目标特征测量
12．3．3 天线工作条件
12．4 雷达成像方法
12．4．1 信号处理技术
12．4．2 雷达图像显示技术
12．4．3 图像判读
12．5 SAR成像方案
12．5．1 天线在远场条件工作的UWB SAR
12．5．2 用于探测植被中物体的前视UWB SAR
12．5．3 用于地雷探测的侧视UWB SAR
12．6 逆SAR成像方案
12．6．1 采用穿墙ISAR技术跟踪动目标
12．6．2 用于旋转动目标高分辨成像的ISAR
12．7 采用有限尺寸物理孔径进行成像
12．8 医学UWB雷达干涉成像
12．9 小结
参考文献
第13章 全息探地雷达技术与应用
13．1 引言
13．2 雷达的描述
13．2．1 HSR的设计
13．2．2 点散射体的理论分析
13．2．3 验证低衰减介质的RASCAN图像
13．3 HSR应用领域和示范
13．3．1 RASCAN建筑结构测量
13．3．2 建筑物浸水检测
13．3．3 安保应用
13．3．4 人道形式的探矿
13．4 小结
致谢
参考文献
第14章 Xaver穿墙超宽带雷达设计研究
14．1 引言
14．2 Xaver雷达设计目标
14．2．1 功能： 提供建筑物内高质量的实时三维影像
14．2．2 频率选择
14．2．3 穿墙成像技术
14．3 最先进的穿墙雷达
14．4 设计Camero Xaver 400和800系列雷达穿墙系统
14．4．1 Camero Xaver 800穿墙雷达
14．4．2 Camero Xaver 400手持型穿墙雷达
14．5 Camero Xaver雷达先进的设计特点
14．5．1 天线系统模型
14．5．2 基于信息理论测量天线质量
14．5．3 天线信息容量的例子
14．5．4 天线阵列配置小结
14．6 Camero Xaver雷达的高分辨率穿墙成像
14．6．1 背景与目标
14．6．2 高分辨率实时雷达成像的技术问题
14．7 高分辨率成像的实验结果
14．7．1 Camero Xaver 800穿墙雷达系统
14．7．2 时间延迟补偿效果
14．8 小结
致谢
参考文献
第15章 Camero公司信噪比改善的雷达信号采集系统
15．1 引言
15．2 SAS设计目标
15．2．1 信号、 噪声和接收机的动态范围
15．2．2 接收机的信噪比改善
15．3 Camero公司， UWB雷达的信号采集系统和方法
15．3．1 Camero公司SAS系统的组成和信号处理
15．3．2 Camero公司的信号处理方法
15．3．3 SAS系统对信噪比的改进
15．3．4 Camero公司的SAS系统的设计
15．3．5 Camero公司SAS系统的积分周期计算
15．3．6 信号积分的替代方法
15．3．7 Camero公司的SAS的通用工作原理
15．4 小结
参考文献
第16章 Camero公司的用于距离单元同步的时间延迟校准系统
16．1 引言
16．2 多通道雷达系统的时间延迟问题
16．3 多通道系统的相干配准
16．4 Camero公司的时间延迟校准系统
16．4．1 时延测量过程的目标
16．4．2 时间延迟测量
16．5 Camero TDCS的实际应用系统
16．5．1 设计目标和要求
16．5．2 时间延迟估算模块的设计
16．5．3 TDCS的性能
16．6 小结
致谢
参考文献
第17章 Camero公司的检测隐藏武器的超宽带雷达
17．1 引言
17．2 先进的CWD系统
17．2．1 人体扫描技术概述
17．2．2 高分辨率的人体扫描仪
17．2．3 低分辨率远距离筛选系统
17．2．4 人体扫描功能概述
17．3 Camero公司的超宽带雷达隐藏武器检测系统
17．3．1 研究背景
17．3．2 设计UWB隐藏武器成像雷达
17．4 小结
致谢
参考文献

前言/序言

　　《超宽带雷达应用与设计》编委会

　　翻译委员会

　　主　任：胡明春

　　副主任：孙　俊

　　委　员：金　林　吴道庆　周志鹏　李　明　邢文革　夏贤江　范义晨

　　吴　迤　贾中璐　尹德成　李大圣　陈勇华　杨予昊　周海林

　　燕　飞　张建设　遇　实　蔡晓睿　韩长喜　陈　丽　邵余红

　　薛　慧　李　筠　林　晶　倪迎红　冯晓磊　王　虎　张　昊

　　刘　平

　　校对委员会

　　主　任：王建明

　　副主任：陈　玲　邓大松

　　委　员：邵春生　倪国新　谢勇光　杨剑飞　彭　为　袁　刚　史国庆

　　傅有光　王秀春　吴明敏　伍光新　方能航　朱宝明　张　蕾

　　沙　舟　张春雁

　　中国电子科技集团公司智能感知技术重点实验室

　　智能感知技术重点实验室是由中国电子科技集团公司于２０１４年１０月批复设立的首批集团重点实验室之一，被列为中国电科集团示范实验室建设行列。

　　作为国内预警探测领域首个系统级创新研究型实验室，智能感知技术重点实验室的主要任务是面向未来复杂作战环境下武器装备发展信息化、体系化的新需求，建设一流研发平台，吸引国内外优势学术资源，从事智能感知体系、先进探测系统和基础技术研究，牵引专业技术发展，促进探测技术多学科融合，引领国家探测领域技术发展方向，提升国家探测领域自主创新能力，是技术创新体系重构的重要组成部分。

　　智能感知技术重点实验室始终坚持人才是科技创新的第一资源。目前，实验室已形成一支初具规模、结构合理、素质优良的人才队伍。其中，具有研究员与高级工程师职称的人员占比达７０％以上，具有硕博学位的人员占比达８５％以上。

　　“惟创新者进，惟创新者强，惟创新者胜”。智能感知技术重点实验室将瞄准国际前沿，面向国家重大需求，努力整合联合内外部优势力量，布局具有战略性、前瞻性、基础性科技创新资源，努力将实验室打造成聚集国内外一流人才的科技创新高地。

　　

　　译　者　序

　　超宽带雷达（ＵＷＢＲ）概念自１９９０年提出以来，在国际上备受重视，美国国防部曾连续多年将超宽带雷达作为高灵敏度雷达技术研究项目的重点方向。

　　最初，超宽带雷达的研究目标仅为了改善雷达的探测距离分辨率，从而获取复杂目标的细微特征。随着超宽带技术经历２５年的飞速发展，其获取目标和环境信息的能力在频域大幅扩展，同时激励目标瑞利区、谐振区及光学区散射特性，一方面可有效抑制杂波和干扰，另一方面通过更灵活的信息处理手段提取更为丰富的目标特征，全面提升雷达系统性能，在极高距离分辨率、高精度成像、目标识别、穿透能力等方面具有常规窄带雷达无法比拟的优势，因而在目标探测、成像识别、反恐作战、安保、医疗、灾后救援等军用和民用领域均具有广泛应用价值。

　　作为ＩＥＥＥ超宽带雷达委员会主席，ＪａｍｅｓＤ．Ｔａｙｌｏｒ见证了超宽带雷达技术的诞生与飞速发展，编写了《ＩＥＥＥ标准－１６７２，超宽带雷达定义》。《超宽带雷达应用与设计》是该作者前两本专著《超宽带雷达系统导论》（１９９５年）、《超宽带雷达技术》（２０００年）的深入修订版，紧跟超宽带雷达技术的发展潮流，全面、深入地阐述了超宽带雷达相关理论、特点优势、前沿技术及未来发展方向，针对材料穿透、全息探地、穿墙、隐蔽武器探测等领域应用进行了详尽阐述，对相关领域的研究人员具有非常高的指导价值。

　　本书由中国电子科技集团公司智能感知技术重点实验室组织翻译，胡明春、王建明、孙俊、陈玲、邓大松、蔡晓睿、韩长喜、倪迎红等参与了翻译，并得到了中国电子科技集团公司第十四研究所各部门领导及专家的大力支持和帮助，在此一并感谢。由于水平和经验有限，翻译错误与不妥之处在所难免，敬请读者批评指出，以便今后进一步完善，不胜感激！

　　

　　主编简介

　　ＪａｍｅｓＤ．Ｔａｙｌｏｒ见证了电子技术从真空管发展到高速集成数字电路。他用一把计算尺获得了科学学士学位，并用穿孔卡片在ＦＯＲＴＲＡＮ语言上完成了ＣＤＣ大型计算机硕士论文。他曾在美国空军担任工程师的经历，显示他一直处于电子技术的前沿。

　　在高智商父母的祝福中，他成长在马里兰州华盛顿特区银泉市郊。作为美国农业部线虫学调查主管，他的父亲ＡｌｂｅｒｔＬ．Ｔａｙｌｏｒ引导他进入了科学的殿堂，让他不知疲倦地追寻万物工作的原因。他的母亲ＪｏｓｅｐｈｉｎｅＳ．Ｔａｙｌｏｒ是一名助理雷达工程师，在约翰霍普金斯大学应用物理实验室担任秘书和办公室主管。他的母亲激发了他对雷达的兴趣，并在早年让他学会了心算、盲打和清晰写作。

　　他的电子学知识来自于阅读Ｍａｒｃｕｓ和Ｍａｒｃｕｓ书籍《无线电元素》，以及后来为科学实验项目建造的无线电台和设备。他在弗吉尼亚军事学院获得电气工程学士学位。１９６３年毕业之后，他立即进入美国陆军服役，担任防空炮兵军官的职务。在美国陆军防空学校的两次轮训为他提供了雷达和制导导弹系统的理论和实践知识。在被分配到德国以及美国第１０１机械师之后，他于１９６８年被调入美国空军，担任电子研究和开发工程师的职务。

　　他的空军职业生涯始于在美国新墨西哥州霍洛曼空军基地中央惯导测试基地作为一名高速火箭滑轨测试项目工程师。他继续研究生学业，并在１９７７年获得俄亥俄州怀特帕特森空军基地美国空军技术学院控制理论硕士学位。他在美国空军航空电子实验室作为一名主管工程师的经历，让他接触到最先进的电子学概念和军事需求。他最后被任命为马萨诸塞州汉考斯空军基地美国空军电子系统部的一名远程技术规划主管，负责研究远程巡航导弹探测方案，并涉足超宽带雷达领域。

　　１９９１年退役之后，他开始提供超宽带雷达咨询服务。他为ＣＲＣ出版社撰写并编辑了《超宽带雷达系统》（１９９５年）和《超宽带雷达技术》（２０００年）。他的小说《信号追逐》显示了超宽带雷达在军事上应用的可能性。他曾在美国、苏格兰、意大利和俄罗斯讲授短期课程。他曾担任ＩＥＥＥ超宽带雷达委员会主席，并编辑了ＩＥＥＥ标准———１６７２“超宽带雷达定义”。目前，他生活在佛罗里达州盖恩斯维尔，是一名工程师、咨询师和主编。

　　

　　前　　言

　　如果我写了一本书，大学二年级的学生质疑我，傻瓜谴责我，教区牧师指责我的异端，酒商切断我的信用。那每个晚上我都祈祷，“亲爱的上帝，请带我脱离写书的渴望”。

　　Ｖｏｌｔａｉｒｅ（１６８５－１７７８）

　　超宽带雷达应用与设计历史

　　近２５年来，我一直关注超宽带（ＵＷＢ）雷达技术的发展。我的前两本专著《超宽带雷达系统导论》（ＣＲＣ出版社，１９９５年）和《超宽带雷达技术》（ＣＲＣ出版社，２０００年），介绍了超宽带雷达技术的最新发展状况、系统演示和理论。本以为我已经脱离了该领域，直到ＣＲＣ出版社的编辑问我是否修订从前的两本专著。认真审视了超宽带雷达技术的发展及其潜在的应用之后，决定撰写一本书，以介绍超宽带雷达的最新进展。

　　人们并不是购买技术，而是购买书中的技术所带来的好处。鉴于超宽带雷达的潜在好处，我相信超宽带雷达技术将继续演变，并随着更多实际应用领域的发现，而获得重视。从冲厕传感器到癌症探测器等应用的提议为雷达的潜在应用提供了一些思路。２００２年美国和欧盟辐射频谱标准的问世以及集成电路技术的发展，促进了超宽带雷达在安保和医药等领域的新应用。最后，我们可能在家用、公共场所、汽车、诊所、医院、飞机、军事和警务等领域发现超宽带雷达传感器的身影。

　　在本书中，会发现超宽带雷达的理论、应用和设计在现实中的样例，涵盖雷达精确测距在材料穿透、成像和医疗领域中应用的历史、政府法规、传播理论和样例等。读者会发现有关材料属性和传播理论方面的数据。

　　衷心感谢我的打字员，感谢他们配合我的大篇幅校订和修正。

　　

　　本书概要

　　第１章“超宽带雷达应用与设计导论”由Ｊ．Ｄ．Ｔａｙｌｏｒ协会的ＪａｍｅｓＤ．Ｔａｙｌｏｒ撰写，总结了超宽带雷达的特点和优点。该章节首先给出一些定义，并介绍“超宽带”这一术语的演变史。ＩＥＥＥ和政府条例中给出的超宽带定义各有不同。读者会发现本书对这些定义进行了汇总，并指出各种定义之间的异同。过去２０年间出现了很多超宽带雷达著作，本书给出了一份有用书籍的清单。

　　要想理解超宽带雷达信号，需要转变大多数电子学书籍所涵盖的传统频域稳态分析的思维。超宽带信号的脉冲宽度小，因此需要在时域进行考虑和分析，从而把握瞬时效应。本章的最后部分总结了超宽带雷达的潜在应用领域。最后，本章描绘了一个理想的未来系统，该系统采用了所有最新的小目标探测技术。

　　第２章“超宽带通信系统和雷达系统的发展”由ＴｅｒｅｎｃｅＷ．Ｂａｒｒｅｔｔ撰写，介绍超宽带无线电和雷达的完整发展史。本章介绍对超宽带雷达基础理论和技术发展做出贡献的很多人，并给出了曾在２００１年《微波杂志》和《射频设计杂志》上发表文章的最新版本。此外，读者还将发现更多超宽带相关的参考书目。

　　第３章“超宽带系统波形变换：起因和影响”由莫斯科航空学院的ＩｇｏｒＹ．Ｉｍｍｏｒｅｅｖ撰写。Ｉｍｍｏｒｅｅｖ博士长年从事超宽带传播理论研究。超短（纳秒、皮秒）脉宽（或具有较短自动相关功能）的超宽带无线信号在发射和接收时会出现巨大的波形变化，这种情况在窄带信号上并不会出现。当超宽带信号的物理长度ｃτ等于或短于辐射和接收的天线和／或雷达目标尺寸时，给出了信号波形如何在发射、接收和反射过程中发生变化。信号波形的变化不能采用传统的信号相关接收方法，需要采用新的信号处理方法。Ｉｍｍｏｒｅｅｖ博士开发了一种理论，展示了可以预测信号波形如何改变雷达系统特性的多种分析方法。这些变化需要一种新的雷达方程，仅采用表征雷达能量特性天线能量方向性因数和表征目标能量的雷达横截面（ＲＣＳ）。他还展示了天线发射和接收方向图如何变化，这意味着天线发射方向图与天线接收方向图不同，因此无法使用类似的可逆性原理。他在超宽带信号波形如何变化以及为什么变化方面的理论研究有助于优化系统设计，并发现具有丰富信息量信号的各种优点。

　　第４章“美国及欧洲国家对于超宽带系统的有关规定”由ＪａｍｅｓＤ．Ｔａｙｌｏｒ撰稿，简要介

精准洞察，万物尽显：新一代雷达技术的颠覆之旅 在信息爆炸的时代，对环境的感知能力已成为各行各业实现突破的关键。从自动驾驶汽车的“眼睛”到工业制造的“触角”，再到医疗诊断的“透视”，精准、高效的探测技术正以前所未有的速度改变着我们的世界。而在这场由感知驱动的变革浪潮中，一种新兴的雷达技术正以其独特的优势，悄然释放出颠覆性的力量，它便是以其宽广的带宽和精细的探测能力而著称的超宽带（UWB）雷达。 本书并非直接聚焦于“超宽带雷达应用与设计”这一特定主题，而是将视角放宽，深入探讨一种超越传统雷达范畴的、更为广阔且极具前瞻性的感知技术体系。我们将一同踏上一段探索之旅，发掘如何通过多维度、跨领域的感知手段，构建一个更为智能、互联的未来。这本书将引导您领略那些构建新一代智慧系统的基石，理解它们如何协同工作，最终实现我们对周边环境前所未有的“洞察力”。 第一章：感知智能的演进——从模糊到清晰的飞跃 本章将首先回顾感知技术的历史脉络。我们追溯从最早的视觉、听觉等生物感知能力，到早期光学、声学探测设备的出现，再到现代雷达、激光雷达（LiDAR）、超声波传感器等技术的蓬勃发展。我们将重点关注这些技术在分辨率、精度、探测距离、抗干扰能力以及信息丰富度方面的逐步提升。在此过程中，我们将探讨传统技术的局限性，例如光学在恶劣天气下的失效，声学信号的衰减问题，以及传统雷达在目标精细特征提取方面的不足。 随后，本章将引入“感知融合”这一核心概念。我们不再将单一的传感器视为孤立的个体，而是将其视为构成一个庞大感知网络的节点。感知融合的意义在于，通过整合来自不同传感器（包括但不限于视觉、红外、激光、声纳、甚至生物信号等）的信息，能够克服单一传感器的固有缺陷，形成一个更为全面、鲁棒且信息丰富的环境模型。我们将探讨不同感知模态的信息如何被提取、对齐、关联，并最终融合，以生成超越任何单一传感器所能提供的洞察。 第二章：信息的维度——拓展我们对世界的理解 在这一章，我们将跳出单一的信号处理框架，深入探索“信息维度”这一概念。传统上，我们可能更关注雷达的距离、速度信息，或者相机的颜色、纹理特征。然而，现代感知技术的目标是提取更丰富、更深层次的信息。 我们将探讨以下几个关键的信息维度： 时域与频域的精细化分析： 传统的雷达可能只关注信号的整体幅度或频率。而更先进的技术则能够解析信号在时间上的细微变化，例如信号的瞬态特征、脉冲的波形细节，甚至对信号进行极精细的频谱分析，以揭示目标的材料属性、内部结构甚至动态行为。 极化信息： 许多材料和结构会对电磁波的极化状态产生独特的响应。通过分析信号的极化散射特性，我们可以辨别目标材料（如金属、塑料、水、生物组织等），甚至推断出目标的形状和表面粗糙度。 多普勒谱与高分辨多普勒： 除了平均速度，目标在运动过程中可能存在更复杂的振动、旋转等动态行为。高分辨多普勒技术能够解析这些细微的速度变化，为识别目标类型、状态（如车辆的引擎振动、行人的步态特征）提供关键信息。 近场与远场成像： 不同的探测距离和探测模式会产生截然不同的成像效果。近场技术能够捕捉到目标极其细微的局部特征，而远场成像则能提供宏观的整体轮廓。理解并结合这两种模式，能够实现更全面的目标识别。 三维（3D）与四维（4D）信息： 传统的二维图像或点云信息正在被更丰富的多维信息所取代。三维成像能够精确还原目标的几何形状，而四维信息（例如在三维基础上加入时间维度）则能捕捉目标的运动轨迹、形变以及动态过程，极大地提升了我们对场景的理解深度。 第三章：智能化的基石——算法与模型的革新 感知技术的飞跃离不开算法和模型的巨大进步。本章将聚焦于那些驱动感知能力提升的核心技术。 机器学习与深度学习在感知中的应用： 我们将探讨如何利用海量数据训练机器学习模型，以实现自动化目标识别、场景分割、行为分析等任务。特别是深度学习在图像识别、信号分类、特征提取等方面的突破性进展，以及它们如何被应用于处理复杂的、高维度的感知数据。 先进信号处理技术： 除了传统的傅里叶变换和匹配滤波，本章还将介绍包括稀疏表示、压缩感知、高阶统计量分析等在内的先进信号处理技术。这些技术能够从噪声干扰严重或数据量有限的场景中提取出关键信息。 多传感器数据融合算法： 如何有效地融合来自异构传感器的数据是实现感知智能的关键。我们将探讨诸如卡尔曼滤波及其变种、粒子滤波、贝叶斯推理、以及基于深度学习的融合方法，这些算法能够将不同模态的信息进行有机整合，产生一致且准确的环境模型。 目标跟踪与行为预测： 理解目标的运动轨迹、意图和未来行为是构建智能系统的核心。本章将介绍先进的目标跟踪算法，以及如何利用历史数据和场景信息来预测目标的未来行为，为决策提供支持。 认知感知（Cognitive Sensing）： 我们还将展望更高级的感知范式，即认知感知。这种范式强调感知系统的主动性、自适应性和学习能力，能够根据任务需求和环境变化动态调整感知策略，实现最优的资源分配和信息获取。 第四章：赋能的领域——跨界融合的无限可能 感知技术的进步并非孤立的技术发展，而是深刻地影响着几乎所有领域。本章将通过一系列生动而具体的案例，展示新兴感知技术如何赋能各行各业，驱动创新。 智能交通与自动驾驶： 从高精度环境感知，到障碍物检测、车道线识别、交通标志识别、行人检测，再到复杂场景下的融合感知与决策，我们将深入探讨如何利用多维度感知技术来构建安全可靠的自动驾驶系统。 智慧工业与自动化制造： 在工业生产中，精确的尺寸测量、缺陷检测、产品质量控制、以及生产过程的实时监控，都依赖于先进的感知技术。我们将分析如何利用高精度成像、三维扫描、以及实时状态监测来提升生产效率和产品质量。 智慧医疗与生命科学： 从非侵入式的医学成像，到实时生理信号监测，再到辅助诊断与手术机器人，感知技术在医疗领域的应用前景广阔。我们将探讨如何利用先进的成像和传感技术来实现疾病的早期诊断、精准治疗以及个性化健康管理。 安防监控与智慧城市： 在城市管理和公共安全领域，高精度监控、人脸识别、异常行为检测、以及环境监测等需求日益增长。我们将展示如何利用融合感知技术来提升城市的安全性和管理效率。 新兴应用探索： 除了上述领域，我们还将触及其他前沿应用，例如地质勘探、考古研究、环境监测、虚拟现实/增强现实（VR/AR）的交互感知等，展现感知技术作为基础性能力的广泛适用性。 第五章：挑战与未来——迈向更深邃的感知边界 在探索感知智能的强大力量的同时，我们也必须认识到其中存在的挑战，并展望未来的发展方向。 数据处理与存储的挑战： 随着感知信息维度的增加和采样率的提升，海量数据的处理、存储和传输成为了巨大的挑战。我们将探讨高效的数据压缩、分布式计算以及边缘计算等解决方案。 算法的鲁棒性与可解释性： 在实际应用中，感知系统需要应对各种复杂多变的环境，对算法的鲁棒性提出了极高的要求。同时，理解算法决策的依据，即算法的可解释性，对于信任和优化至关重要。 跨领域协同与标准化： 实现不同系统、不同传感器之间的无缝协同，需要跨领域的技术标准和协议。我们将讨论建立统一的感知信息描述与交换格式的重要性。 伦理与隐私问题： 随着感知能力的不断增强，如何平衡技术发展与个人隐私保护，以及如何确保技术的伦理使用，将是未来社会需要共同面对的重要课题。 下一代感知技术展望： 我们将展望未来可能出现的颠覆性感知技术，例如量子传感、生物启发式感知、以及更加智能化的自适应感知系统。 本书旨在为读者提供一个宏大而深刻的视角，理解现代感知技术是如何通过多维度信息采集、先进算法模型以及跨领域融合，构建起一个前所未有的“智慧之眼”。它将帮助您认识到，我们正处在一个感知技术飞速发展，并深刻改变着我们与世界交互方式的时代。通过对这些核心技术和应用场景的深入剖析，您将能够更好地把握未来科技发展的脉搏，并为自身的创新和实践提供坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，无疑为超宽带雷达（UWB）领域的研究者和工程师们提供了一本极其宝贵的参考资料。我是一名在雷达系统设计领域工作了近十年的工程师，过去在实际项目中接触过不少UWB技术相关的资料，但很多都零散且不够深入。当我拿到这本《超宽带雷达应用与设计》时，首先吸引我的是其严谨的结构和详尽的论述。书中从UWB雷达的基本原理出发，详细阐述了其独特的信号特性，如极宽的带宽、短脉冲、高时域分辨率等，以及这些特性如何转化为实际应用中的优势，例如目标检测、成像、定位等。我尤其欣赏书中对UWB信号生成与处理技术的深入探讨，包括但不限于 Chirp 信号、脉冲压缩、匹配滤波等经典算法在UWB场景下的具体实现和优化。此外，书中对各种UWB天线的设计与优化也进行了详细的讲解，这对于理解UWB系统的整体性能至关重要。我特别关注了其中关于UWB雷达在穿透性成像方面的应用案例，比如在建筑检测、考古勘探等领域的潜力，这与我目前正在进行的几个项目有着高度的契合度。书中对于不同应用场景下UWB雷达系统参数选择的指导，以及对各种干扰和噪声的处理方法的介绍，都让我受益匪浅，为我解决实际工程问题提供了清晰的思路和有效的方法。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对新兴技术充满好奇的研究生，我一直对超宽带雷达（UWB）的潜力感到着迷，尤其是在非视距（NLOS）通信和高精度测距方面的应用。拿到《超宽带雷达应用与设计》这本书后，我发现它为我打开了一个全新的视角。书中不仅仅是理论的堆砌，更是将UWB技术与实际应用场景巧妙地结合在一起。我特别喜欢它对UWB雷达在车载应用中的论述，例如碰撞预警、盲点监测和自动泊车辅助等，这些都是我们日常生活中已经开始普及的功能，而UWB技术在其中扮演着至关重要的角色。书中对这些应用的系统架构、关键技术以及性能评估方法都进行了细致的分析，让我对这些技术的实现原理有了更深刻的理解。此外，书中对UWB雷达在医疗健康领域的应用也进行了展望，例如生命体征监测、人体运动分析等，这些前沿的应用方向让我看到了UWB技术的广阔前景，也激发了我未来研究的灵感。书中穿插的案例分析和图示，使得抽象的理论变得更加直观易懂，对于我这样还在学习阶段的学生来说，无疑是极大的帮助。它不仅巩固了我对UWB基础知识的掌握，更引导我思考UWB技术在未来社会发展中的更多可能性。

评分☆☆☆☆☆

在接触《超宽带雷达应用与设计》之前，我对UWB雷达的认知主要停留在一些基础的科普概念，例如穿墙能力和高精度定位。然而，这本书却彻底颠覆了我以往的理解，让我看到了UWB雷达更深层次的技术内涵和更广阔的应用前景。我被书中关于UWB雷达在军事和安防领域的应用所震撼，例如目标识别、隐蔽目标探测以及战场态势感知等，这些应用充分展示了UWB技术在提升国家安全和国防能力方面的价值。书中对UWB雷达的抗干扰能力、低截获概率等特性的分析，让我深刻理解了其在复杂电磁环境下的优势。我尤其对书中关于UWB雷达在三维成像和目标特性分析方面的论述印象深刻，这些技术对于精确目标分类和威胁评估至关重要。此外，书中对UWB雷达在工业自动化领域的应用，如设备状态监测、生产过程控制等，也为我打开了新的视野。这本书不仅仅是一本技术手册，更是一部关于UWB技术发展趋势的预言书，它清晰地勾勒出了UWB雷达在未来军事、安防、工业等领域的发展蓝图，让我对这项技术充满信心和期待。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对智能家居和物联网领域充满热情的开发者，我一直在寻找能够提升室内感知和交互能力的技术。偶然间接触到《超宽带雷达应用与设计》这本书，我被它所描述的UWB雷达在室内环境中的广泛应用深深吸引。书中对UWB雷达在手势识别、人流统计、跌倒检测等方面的详细阐述，让我看到了它在构建更智能、更安全的居住空间方面的巨大潜力。我尤其关注书中关于UWB雷达如何穿透非金属障碍物进行精确测量的技术细节，这对于室内定位和环境感知至关重要。书中对室内UWB网络的设计、多传感器融合以及数据处理的讲解，为我开发相关的智能家居产品提供了宝贵的参考。例如，书中关于利用UWB雷达实现非接触式生命体征监测的技术，对于构建无感知的健康监测系统具有颠覆性的意义。这本书不仅让我对UWB技术在室内环境中的应用有了全面的认识，更激发了我将这些技术转化为实际产品的创新思维。它提供了一套完整的技术路线图，帮助我理解如何将UWB雷达的独特优势应用于解决现实生活中的实际问题，为未来的智能家居生态系统提供了新的可能性。

评分☆☆☆☆☆

从纯粹的学术角度来看，《超宽带雷达应用与设计》这本书无疑是UWB领域的一部里程碑式著作。我是一名在信号处理领域深耕多年的学者，对于如何从信号的本质出发，挖掘其蕴含的信息，始终保持着高度的关注。这本书在信号理论方面给予了我极大的启发。它深入探讨了UWB信号的时域和频域特性，以及如何利用这些特性来提高雷达系统的分辨率和探测能力。书中对UWB信号的生成、建模和传播特性的数学推导严谨而清晰，尤其是在复杂多径环境下的信号传播模型，为理解UWB雷达在实际应用中的性能瓶颈提供了坚实的基础。我特别欣赏书中关于UWB信号的脉冲压缩和参数估计算法的深入讲解，这些是实现高精度测量的关键。书中对各种估计器（如最大似然估计、最小均方误差估计）在UWB场景下的性能分析，以及对参数辨识误差的理论界限探讨，都为我进一步的研究提供了重要的理论依据和方法论指导。这本书的出版，无疑为UWB信号处理的研究者提供了一个全面而深入的参考框架，有助于推动该领域的理论创新和技术突破。

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好 好 好

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挺不错的，正版书籍。

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书籍深入浅出，翻译精准到位。

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书很不错，物流很快，推荐购买！

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专业书籍，买来翻一翻，还是有些用的

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