Radar Technology Encyclopedia

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出版者:Artech House
作者:David K. Barton
出品人:
页数:528
译者:
出版时间:1997-01-31
价格:USD 177.00
装帧:Paperback
isbn号码:9781580532594
丛书系列:
图书标签:
  • 雷达技术
  • 雷达系统
  • 电子工程
  • 信号处理
  • 无线通信
  • 微波技术
  • 遥感
  • 目标探测
  • 雷达应用
  • 雷达原理
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具体描述

《现代信号处理与系统设计精要》 图书简介 在信息爆炸的时代,信号无处不在,它们承载着物理世界的奥秘与工程技术的精髓。本书并非一部关于雷达技术的百科全书,而是深入探讨现代信号处理基础理论、核心算法及其在复杂系统设计中应用的权威指南。它旨在为电气工程、通信工程、计算机科学及相关领域的研究人员、高级工程师和研究生提供一个坚实而全面的理论框架与实践指导。 本书的结构设计旨在引导读者从基础的数学工具出发,逐步构建起对现代信号处理系统的深刻理解。我们摒弃了对特定应用(如雷达)的详尽描述,转而聚焦于那些驱动所有先进信息系统的通用原理和方法。 第一部分:离散时间信号与系统基础 本部分为后续复杂主题奠定必要的数学和理论基础。我们首先回顾了连续时间信号与系统的基本概念,随后迅速过渡到数字世界的核心——离散时间信号与系统。 傅里叶分析的深化: 我们详尽阐述了离散时间傅里叶变换(DTFT)及其在周期信号分析中的应用,并重点介绍了离散傅里叶变换(DFT)的性质、计算方法(FFT算法的优化与复杂度分析),以及其在频谱泄漏和栅栏效应等实际问题中的理论解释与规避策略。 Z变换及其应用: Z变换被视为处理线性时不变(LTI)系统的强大工具。本书详细解析了单边和双边Z变换的收敛域(ROC)概念,如何利用Z变换推导系统的脉冲响应、频率响应,以及如何通过部分分式分解法求解差分方程的闭合形式解。 线性时不变(LTI)系统的设计与分析: 这一章深入探讨了因果性、稳定性判据,并着重分析了FIR(有限脉冲响应)和IIR(无限脉冲响应)滤波器的结构与性能对比。我们不仅讨论了滤波器时域的卷积特性,还深入探讨了它们在频域的特性,包括过渡带、阻带衰减和相位线性度等关键指标的量化。 第二部分:数字滤波器设计与实现 滤波器是所有信号处理链条中的核心组件,本部分专注于系统的构建和优化。 窗函数设计法(FIR): 我们系统地比较了矩形窗、汉宁窗、海明窗等经典窗函数,分析了它们在时间和频率分辨率之间的权衡。更进一步,我们引入了频率采样法和优化方法,以实现特定过渡带宽和最小通带纹波的设计目标。 模拟原型法与频率变换(IIR): 对于IIR滤波器,本书详尽介绍了如何从连续时间系统的巴特沃沃斯、切比雪夫(I型和II型)和椭圆滤波器原型出发,利用双线性变换法(Bilinear Transform)精确地映射到离散时间域,并讨论了预畸变(Pre-warping)在频率匹配中的重要性。 自适应滤波理论引言: 鉴于环境的动态性,我们引入了自适应滤波的概念。重点分析了最小均方误差(LMS)算法的工作原理、收敛速度的理论分析,以及其在噪声消除和信道均衡等任务中的应用潜力,强调了其与固定系数滤波器的本质区别。 第三部分:随机过程与最优估计 本部分将信号处理提升到处理不确定性数据的层面,这是现代通信、控制和感知系统的基石。 随机过程的数学描述: 我们建立了严格的随机过程数学模型,涵盖了平稳性(宽带和平稳)、遍历性以及高斯过程的特性。功率谱密度(PSD)的定义、维纳-辛钦定理的严谨推导,为理解噪声和随机干扰至关重要。 线性最小均方误差(LMMSE)估计: 卡尔曼滤波的前身——LMMSE估计是现代状态空间分析的核心。我们详细推导了LMMSE估计器的结构,并探讨了其在已知噪声统计特性下的最优性证明。 维纳-霍夫曼滤波: 针对无限长的平稳随机过程,本书推导了最优线性滤波器的设计准则——维纳-霍夫曼方程。这为理解如何设计最优平滑器、预测器和卡尔曼滤波器的稳态版本提供了关键的理论基础。 第四部分:现代参数估计与阵列信号处理导论 本部分关注从有限数据样本中提取系统参数的先进技术,并引入了空间信息处理的概念。 经典参数估计方法: 我们比较了频率估计的经典方法,如周期图法(Periodogram)的局限性,并深入探讨了更高分辨率的方法,如多重信号分类(MUSIC)和子空间法(Subspace Method)的基本原理,强调了特征值分解在分离信号子空间和噪声子空间中的作用。 阵列处理基础: 阵列信号处理是理解空间选择性的关键。本书介绍了阵列流形向量、导向向量的概念,以及如何利用空间信息实现波束形成(Beamforming)。我们区分了经典波束形成(如延迟相加)和现代自适应波束形成(如空间域的MVDR——最小方差无偏响应)的技术差异和性能优势。 结论 本书的宗旨是提供一个清晰、严谨且不被特定应用技术所束缚的信号处理知识体系。它侧重于那些跨越不同工程领域的“硬核”理论和通用设计工具,是构建高级数字系统和进行前沿研究的必备参考资料。读者在掌握这些基础后,将能够灵活地将信号处理的强大能力应用于无线通信、图像分析、生物医学工程、以及任何需要从噪声中提取有用信息的领域。全书穿插了大量的数学推导和工程实例(非雷达相关),旨在培养读者分析和解决复杂信号问题的能力。

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读后感

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用户评价

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《雷达技术百科》中的部分内容,尤其是在探讨雷达在航空航天领域的应用时,让我感到非常震撼。书中详细介绍了雷达在飞机导航、空中交通管制、目标跟踪以及气象监测等方面的关键作用。我一直对飞行安全和高效的空中交通管理系统充满好奇,而雷达正是这些系统得以高效运转的基石。书中关于天气雷达的描述,让我对如何预测和应对恶劣天气有了更直观的理解。例如,书中可能提到多普勒雷达如何探测风暴的移动速度和方向,以及如何通过反射强度来判断降雨的强度。这些信息对于我这样经常需要出行的人来说,无疑增加了安全感和对现代科技的信心。此外,书中对合成孔径雷达(SAR)在卫星成像方面的应用进行了深入的阐述,这让我了解到即使在云层遮蔽的情况下,SAR雷达也能“穿透”云层,获取地表的高分辨率图像。这对于国土测绘、资源勘探、灾害评估等领域都具有不可估量的价值。这本书让我看到了雷达技术不仅仅是冰冷的仪器,更是连接我们与广阔天地、守护我们安全飞行的智慧之眼。

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总的来说,《雷达技术百科》是一本极其详实且内容丰富的参考书。它不仅涵盖了雷达技术的方方面面,从基本原理到复杂应用,从历史发展到未来趋势,都进行了深入的探讨。书中严谨的学术风格和清晰的逻辑结构,让我能够循序渐进地学习和理解。即便我不是雷达领域的专业人士,也能从中获得大量的知识和启发。我尤其欣赏书中对不同技术之间相互联系和作用的阐述,这让我能够从一个更宏观的视角去理解雷达技术在整个科技体系中的地位和价值。这本书的价值不仅仅在于知识的传递,更在于它能够激发读者对科技探索的兴趣,并培养严谨的科学思维。无论是对于雷达专业的研究人员,还是像我一样的科技爱好者,这本书都绝对是一本值得珍藏的宝贵财富。它就像一座知识的宝库,等待着你去挖掘和探索。

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《雷达技术百科》中关于雷达的抗干扰技术部分,给我留下了非常深刻的印象。在现代战场上,电子对抗是至关重要的一个环节,而雷达作为重要的传感器,自然也是电子干扰的重点目标。书中对各种电子干扰手段,例如欺骗干扰、饱和干扰、箔条干扰等的介绍,以及相应的应对措施,如频率捷变、波形设计、低截获概率(LPI)技术等,都让我感到非常震撼。我一直觉得,在军事技术领域,攻防往往是同步发展的,一方的技术进步,必然会引发另一方相应的反制措施。雷达抗干扰技术的发展,正是这种“矛与盾”较量的生动体现。书中对这些技术的详细阐述,让我看到了科研人员在面对复杂威胁时,是如何运用智慧和创新来保障雷达系统的有效性。这种对技术细节的深入剖析,也让我对现代军事电子战有了更深刻的理解,并认识到技术优势在现代战争中的决定性作用。

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迫不及待地开始阅读《雷达技术百科》,其中关于雷达发展历程的部分,让我对这项技术有了全新的认识。从最初简单的脉冲雷达,到如今日益复杂的数字雷达和人工智能赋能的雷达系统,每一步的进步都凝聚了无数科研人员的心血和智慧。书中细致地描绘了二战时期雷达在战场上的关键作用,以及冷战时期双方在雷达技术上的不断较量和突破。这种历史的纵深感,让我不仅仅是学习一项技术,更是在感受科技发展的脉络和力量。尤其令我印象深刻的是,书中对不同国家在雷达技术发展上的贡献和特色进行了分析,这让我看到了国际科技合作与竞争的复杂交织,也体会到技术创新是如何驱动全球格局变化的。我一直觉得,了解一项技术的过去,是理解它现在和预测它未来的重要基础。这本书在这方面做得非常出色,它不仅仅罗列了技术名词和参数,更重要的是通过历史的叙事,让枯燥的技术变得生动起来,充满了故事性和人情味。我可以想象,在那个信息不发达的年代,能够成功研发出早期雷达系统,需要克服多少技术和资源的难题。

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刚拿到这本《雷达技术百科》,翻开目录就让我眼前一亮。虽然我不是雷达专业的,但对科技发展一直怀有极大的兴趣,而雷达作为现代军事和民用领域都至关重要的技术,其复杂性和深远影响一直让我好奇。这本书的篇幅很厚重,内容显然极其详实,从雷达的基本原理、不同类型的雷达系统,到雷达在各个领域的应用,似乎都囊括其中。我特别期待其中关于现代雷达技术发展趋势的部分,例如相控阵雷达、合成孔径雷达(SAR)以及近年来备受关注的低空慢速小目标(CLSS)探测技术,这些名词听起来就充满科技感,让人忍不住想深入了解它们是如何工作的,又为我们的生活带来了哪些改变。此外,书中对雷达系统设计、信号处理、抗干扰技术等技术层面的探讨,虽然我可能无法完全消化其中的专业术语,但从作者的梳理中,我希望能窥见这项精密技术背后所蕴含的科学智慧和工程挑战。这本书的出现,无疑为我这样一个科技爱好者提供了一个系统学习和深入了解雷达技术的绝佳途径。我甚至设想,未来在观看战争片或者新闻报道中关于雷达的片段时,能够带着更专业的视角去理解其作用和价值,而不仅仅是停留在表面的军事装备描述。

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我一直认为,任何一项先进技术的背后,都离不开扎实的理论基础和精密的工程实现,《雷达技术百科》在这方面也给我留下了深刻的印象。书中对雷达工作原理的详细讲解,例如脉冲压缩、多普勒效应、信号调制与解调等,虽然部分内容对我来说是全新的领域,但我能感受到作者在尽可能地用清晰易懂的方式来阐述复杂的物理原理。我尤其欣赏书中对不同雷达体制的比较和分析,这让我能够理解为什么在不同的应用场景下,需要选择不同的雷达技术。例如,连续波(CW)雷达和脉冲多普勒(PD)雷达在目标探测和速度测量上的优势和劣势,让我对雷达设计的“权衡”有了更直观的认识。此外,书中对天线设计、发射与接收模块、信号处理单元等硬件组成部分的介绍,也让我看到了一个完整的雷达系统是如何协同工作的。这种对技术细节的深入挖掘,让我更加佩服雷达工程师们的专业素养和创新能力,也让我对这项技术的复杂性有了更深的体会。

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在翻阅《雷达技术百科》时,我对书中关于海军舰船和潜艇探测的章节尤其感兴趣。雷达在海洋环境下工作,面临着海面杂波、大气干扰以及电磁环境的复杂性,其设计和应用难度可想而知。书中可能详细介绍了海上搜索雷达、火控雷达以及反舰导弹末端制导雷达等不同类型的雷达系统,以及它们如何在复杂的海况下精准定位和跟踪目标。我一直觉得,在茫茫大海中,尤其是恶劣天气下,能够准确发现潜藏的威胁,是海军作战能力的关键。书中对这些技术的阐述,让我对海军装备的先进性有了更深刻的认识。另外,书中关于潜艇探测的讨论,也让我对声纳和雷达在水下环境中的协同作用有了初步的了解。虽然潜艇主要依靠声纳,但雷达在水面和空中侦察,以及对潜艇浮出水面时的探测,仍然发挥着重要作用。这本书的全面性,让我能够从一个更宏观的角度去理解海洋领域的安全和技术挑战,也让我看到了雷达技术在维护国家海洋权益方面的不可替代的作用。

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《雷达技术百科》的出版,对于我这样一个对地面交通和城市管理感兴趣的读者来说,也提供了很多意想不到的视角。书中可能提到了雷达在交通监控、速度检测、车辆识别等方面的应用,这让我意识到,我们每天驾驶或乘坐的车辆,以及我们经过的道路,都可能与雷达技术紧密相连。书中对于智能交通系统的介绍,让我对未来的城市生活有了更美好的想象。例如,通过雷达监测交通流量,优化信号灯配时,减少拥堵;或者利用雷达检测行人,确保交通安全;甚至在自动驾驶汽车中,雷达作为重要的传感器之一,能够感知周围环境,实现安全可靠的驾驶。我之前只知道警察会使用测速雷达,但没想到雷达的应用范围如此广泛,而且在城市管理和提升生活便利性方面也扮演着如此重要的角色。这本书让我看到了科技如何悄无声息地融入我们的日常生活,并不断地改善我们的生活质量,这种“润物细无声”的科技进步,同样令人心生敬意。

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在阅读《雷达技术百科》的过程中,我发现书中关于雷达信号处理的章节,虽然专业性很强,但却是我最想深入了解的部分之一。雷达系统捕捉到的原始信号往往包含大量的噪声和干扰,如何从中提取出有用的信息,是雷达技术的核心挑战。书中可能详细介绍了数字信号处理(DSP)技术在雷达中的应用,例如滤波、采样、量化、傅里叶变换以及自适应信号处理等。我之前对信号处理的概念只有模糊的认识,但这本书的出现,让我看到了它在提升雷达探测精度、降低误警率、增强抗干扰能力方面所发挥的关键作用。例如,书中可能提到如何在复杂的电磁环境下,利用先进的信号处理算法来分辨出微弱的目标信号,并将其与背景噪声区分开来。这就像是在一个嘈杂的环境中,找出一个人清晰的声音一样困难。我对这些算法的精妙之处感到非常好奇,也意识到信号处理技术是现代雷达能够实现高性能的关键。

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我特别喜欢《雷达技术百科》中关于雷达未来发展趋势的章节。随着人工智能、机器学习、大数据等新兴技术的不断涌现,雷达技术也正在经历着前所未有的变革。书中可能对基于人工智能的雷达信号处理、自适应波形优化、自主探测与跟踪等方面的研究进展进行了展望。我一直对人工智能在各个领域的应用充满期待,而雷达作为一项高度依赖数据和计算的技术,与人工智能的结合无疑将带来巨大的潜力。例如,通过机器学习来识别和分类不同的目标,或者利用AI来优化雷达系统的运行参数,提高探测效率和智能化水平。书中对这些前沿技术的探讨,让我看到了雷达技术发展的光明前景,也让我对未来雷达系统在军事、民用等各个领域所能发挥的作用充满了想象。这本百科全书不仅仅是对现有技术的总结,更是对未来科技发展的一次精彩预演。

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