現代相控陣雷達陣列處理技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

鬍航著 著

圖書標籤:

• 相控陣雷達
• 陣列信號處理
• 雷達技術
• 現代雷達
• 信號處理
• 雷達係統
• 電子工程
• 通信工程
• 雷達陣列
• 自適應波束形成

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118112047

商品編碼：23847189824

齣版時間：2017-10-01

作  者:鬍航 著 定  價:79 齣 版 社:國防工業齣版社 齣版日期:2017年10月01日 頁  數:254 裝  幀:精裝 ISBN:9787118112047 ●第1章緒論
●第2章陣列處理的基本模型與結構
●2.1陣列設計
●2.2子陣的設計方法
●2.3加權方案
●2.4處理結構與模型
●第3章靜態方嚮圖的子陣級旁瓣抑製方法
●3.1引言
●3.2抑製差波束旁瓣的子陣級加權：解析方法
●3.2.1權值近似
●3.2.2方嚮圖近似
●3.2.3仿真結果
●3.3抑製差波束旁瓣的子陣級加權：遺傳優化
●3.4基於一種模擬加權的和差波束旁瓣的同時抑製方法：綫陣
●3.4.1模擬加權
●3.4.2數字加權
●3.4.3仿真分析
●3.5基於一種模擬加權的和差波束旁瓣的同時抑製方法：平麵陣
●3.6基於凸規劃的差波束形成及旁瓣約束
●3.7本章小結
●部分目錄

內容簡介

《現代相控陣雷達陣列處理技術》為將子陣級數字陣列處理應用於相控陣雷達提供理論依據與技術儲備，為工程應用提供參考依據，對推動子陣級機載相控陣雷達的研發具有積極意義。書中的理論成果可用於機載、彈載、艦載星載等平颱。

穿越時空的漣漪：聲波成像的奧秘與未來 前言 在浩瀚的宇宙中，信息是存在的基石。我們賴以生存的地球，從微觀的粒子世界到宏觀的星係結構，無時無刻不在傳遞著各種信息。然而，許多重要的信息，尤其是隱藏在物質內部或遙遠空間的信號，對我們而言是無形的。如何“看”到這些隱藏的景象，如何捕捉那些稍縱即逝的訊息，一直是人類探索的終極目標之一。聲波，作為一種古老而強大的信息載體，以其獨特的穿透性和對介質的敏感性，為我們打開瞭通往未知世界的大門。本書將深入探討聲波成像的原理、技術及其在各個領域的應用，揭示聲波如何化身為我們觀察世界的“眼睛”，以及這項技術如何不斷突破界限，塑造我們對現實的認知。 第一章：聲波的語言——基礎理論與傳播機製 聲波，簡而言之，是介質中質點振動産生的機械波。它們像漣漪一樣在空氣、水、固體等介質中傳播，承載著振幅、頻率、相位等豐富的信息。理解聲波的本質，是掌握聲波成像技術的基石。本章將從聲波的基本概念齣發，深入剖析其傳播的物理機製。 波的本質與特性： 我們將從牛頓力學和波動理論的視角，解析聲波的産生——介質的壓縮與稀疏，以及其傳播的動力學過程。振幅、波長、頻率、聲速等關鍵參數將被詳細闡述，並探討它們如何共同決定聲波的性質。 聲波的傳播介質與影響： 不同介質對聲波的傳播特性有著顯著影響。我們將研究聲波在空氣、水、生物組織、金屬等不同介質中的傳播速度、衰減規律以及反射、摺射、衍射等現象。這些現象不僅是聲波成像的物理基礎，也是理解成像過程中信號失真的重要環節。 聲波的發生與探測： 聲音的産生離不開聲源，而聲波成像則依賴於精確的聲波探測。本章將介紹不同類型的聲波發生器（如換能器、壓電晶體）和聲波探測器（如麥剋風、水聽器、超聲探頭），並解釋它們的工作原理，為後續的成像技術奠定基礎。 傅裏葉變換與聲波信號分析： 復雜的聲波信號往往可以分解為不同頻率的正弦波的疊加。傅裏葉變換作為一種強大的數學工具，將幫助我們理解如何將時域的聲波信號轉換到頻域，從而揭示信號的頻率成分、能量分布等關鍵信息，這對於信號處理和圖像重建至關重要。 第二章：捕捉迴聲的藝術——迴聲定位與成像原理 迴聲定位，即通過發射聲波並分析其反射迴來的信號來感知周圍環境，是聲波成像的直接體現。從蝙蝠的導航到潛艇的偵察，迴聲定位技術早已在自然界和人類活動中展現齣非凡的能力。本章將深入探討迴聲定位的核心原理，並在此基礎上構建聲波成像的理論框架。 時間飛行（Time of Flight, ToF）原理： 聲波的傳播速度在已知介質中是恒定的。通過測量聲波從發射到接收反射信號所需的時間，我們可以計算齣聲波傳播的距離，進而推斷齣目標的位置。我們將詳細闡述ToF原理在簡單場景下的應用。 多普勒效應與速度測量： 當聲波源或反射體相對於觀察者移動時，接收到的聲波頻率會發生變化，這就是多普勒效應。本章將介紹如何利用多普勒效應來測量目標的徑嚮速度，這在運動目標檢測和跟蹤中具有重要意義。 聲波的反射、散射與衍射： 聲波在遇到障礙物時會發生反射、散射等現象。聲波的反射強度、散射模式以及衍射特性都蘊含著關於目標形狀、材質和錶麵特性的信息。我們將分析這些物理過程如何影響迴聲信號，並為圖像重建提供依據。 成像的基本框架： 聲波成像的本質是將接收到的迴聲信號轉化為可視化的圖像。本章將介紹成像係統的基本組成部分：聲源、換能器陣列（或單個換能器）、信號采集與處理單元以及圖像顯示係統。我們將闡述如何通過掃描和數據處理來構建二維或三維的聲波圖像。 關鍵成像算法初探： 為瞭從復雜的迴聲數據中提取有用的圖像信息，需要一係列的成像算法。本章將初步介紹一些基礎的成像算法，例如延遲疊加（Delay-and-Sum, DAS）算法，它通過對不同路徑的迴聲信號進行時間校正和疊加來形成圖像，這是許多高級成像技術的基礎。 第三章：從信號到圖像——聲波成像的關鍵技術 將聲波信號轉化為清晰、準確的圖像，是聲波成像技術的核心挑戰。本章將聚焦於實現這一轉化的關鍵技術，包括信號處理、圖像重建和增強等環節。 信號采集與預處理： 精確的信號采集是成像的第一步。我們將探討高采樣率、動態範圍和抗乾擾能力對信號質量的影響。同時，本章將介紹去噪、濾波、增益控製等常用的信號預處理技術，以去除噪聲、增強有用信號，為後續處理奠定基礎。 波束形成技術： 在使用換能器陣列時，波束形成技術能夠將接收到的信號聚焦，以提高成像的分辨率和信噪比。我們將介紹綫性波束形成、自適應波束形成等技術，並探討它們在抑製旁瓣、提高目標探測能力方麵的作用。 圖像重建算法詳解： 圖像重建是聲波成像的核心。本章將深入介紹不同成像模式下的關鍵重建算法，例如： 脈衝迴波成像（Pulse-Echo Imaging）： 這是最常用的聲波成像方式，通過發射脈衝並接收迴聲來構建圖像。我們將詳細分析其原理和圖像形成過程。 閤成孔徑聲呐（Synthetic Aperture Sonar, SAS）： 這種技術通過平颱在空間上的移動，利用多次接收的信號閤成一個虛擬的大孔徑，從而獲得極高的分辨率。我們將探討SAS的原理、數據采集方式以及圖像處理流程。 全波形反演（Full Waveform Inversion, FWI）： FWI是一種更高級的成像技術，它利用整個接收到的波形信息來反演介質的聲學參數，能夠提供更精細的地質結構信息。 圖像增強與可視化： 原始的聲波圖像可能存在對比度低、細節模糊等問題。本章將介紹圖像增強技術，如直方圖均衡化、對比度拉伸、邊緣增強等，以及各種可視化方法，如灰度映射、僞彩色顯示等，以提高圖像的可讀性和信息量。 第四章：穿透迷霧的眼——聲波成像在海洋領域的應用 海洋，作為地球上最大的未知領域，孕育著豐富的資源和神秘的景象。聲波成像技術，尤其是聲呐，是人類探索深海、研究海洋環境不可或缺的工具。本章將聚焦於聲波成像在海洋領域的廣泛應用。 海洋測繪與導航： 聲呐係統在海底地形測繪、航道標示、船舶導航等方麵發揮著至關重要的作用。我們將探討多波束測深儀、側掃聲呐等設備的工作原理及其在繪製精確海底地圖中的應用。 水下目標探測與識彆： 無論是軍事用途的潛艇探測，還是科學研究的海洋生物追蹤，聲呐都是水下目標探測的關鍵手段。本章將介紹不同類型聲呐在探測、識彆和跟蹤水下目標方麵的能力，以及目標信號的特性分析。 海洋地質勘探： 聲波能夠穿透海水，深入海底沉積層，為我們揭示海底地質結構、油氣資源分布等重要信息。我們將探討淺地層剖麵儀、層析聲呐等在海洋地質勘探中的應用。 海洋環境監測： 聲波成像技術也被用於監測海洋環境變化，例如測量海水溫度、鹽度、洋流，以及探測水下汙染物等。 聲學遙感與海洋學研究： 利用聲學遙感技術，我們可以間接研究海洋的物理、化學和生物過程。本章將介紹聲學遙感在研究海冰、浮遊生物分布、海洋噪聲等方麵的應用。 第五章：微觀世界的透視鏡——生物醫學聲波成像 生物醫學領域，精確的診斷和治療離不開對人體內部結構的非侵入性觀察。超聲成像，作為聲波成像在醫學領域最成功的應用之一，以其安全、實時、經濟的優勢，成為現代醫學的重要支柱。本章將深入探討生物醫學聲波成像的原理、技術及其臨床應用。 醫用超聲成像原理： 我們將詳細闡述醫用超聲換能器的發射與接收機製，以及超聲波在人體組織中的傳播特性，包括衰減、散射和迴聲的形成。 脈衝迴波超聲成像： 這是最基礎的醫用超聲成像模式。本章將重點介紹B型（亮度調製）、M型（運動模式）和A型（幅度調製）超聲成像原理，以及它們在不同醫學診斷中的應用。 多普勒超聲： 利用多普勒效應，超聲成像能夠可視化血流的速度和方嚮，這對於診斷血管疾病至關重要。我們將介紹連續波多普勒、脈衝多普勒以及彩色多普勒超聲技術。 三維超聲成像與彈性成像： 隨著技術的發展，三維超聲成像能夠提供更全麵的器官結構信息，而彈性成像則能夠評估組織硬度，為疾病診斷提供新的視角。 超聲造影與治療： 超聲造影劑能夠增強超聲信號，提高診斷的敏感性。此外，高強度聚焦超聲（HIFU）等技術正逐漸應用於腫瘤治療等領域。 臨床診斷應用： 本章將列舉超聲成像在婦産科、腹部、心髒、乳腺、骨骼肌肉等各科室的廣泛臨床應用，以及其在疾病篩查、診斷和治療監測中的重要作用。 第六章：探索未知疆域——工業與非破壞性檢測中的聲波成像 除瞭海洋和醫學領域，聲波成像技術在工業生産和非破壞性檢測（Non-Destructive Testing, NDT）中同樣扮演著關鍵角色，幫助我們保障産品質量、預防設備故障，並探索隱藏的結構。 材料缺陷檢測： 聲波在遇到材料內部的裂紋、氣孔、夾雜等缺陷時會發生反射、散射。通過分析這些迴聲信號，我們可以精確地定位和評估材料的內部缺陷，防止因材料缺陷導緻的安全事故。 結構健康監測： 在橋梁、建築、飛機等重要結構中，聲波成像技術被用於實時監測結構的健康狀況，檢測微小裂紋的擴展，預測潛在的結構風險。 管道內檢測： 對於輸送流體或氣體的管道，內部腐蝕、結垢等問題會嚴重影響其安全性和效率。管道內爬行機器人搭載的聲波成像設備能夠深入管道內部，進行全麵的檢測。 無損檢測技術： 本章將介紹超聲波探傷儀、渦流探傷儀等常用的無損檢測設備，並分析它們在不同工業材料（金屬、塑料、復閤材料）上的應用。 聲發射技術（Acoustic Emission, AE）： AE技術是被動地監測材料在受到應力作用時産生的瞬態彈性波。通過分析AE信號，可以識彆材料的損傷機製和發展過程。 工業成像與過程監控： 在一些工業生産過程中，聲波成像技術也被用於實時監測生産參數、優化工藝流程，例如在食品加工、化工生産等領域。 第七章：未來的迴響——聲波成像技術的前沿發展與展望 技術革新永無止境，聲波成像領域也在不斷突破傳統界限，邁嚮更加智能、高效和廣闊的應用前景。本章將探討聲波成像技術的最新研究進展和未來發展趨勢。 人工智能與機器學習在聲波成像中的應用： AI和機器學習正在深刻地改變聲波成像領域。我們將探討如何利用深度學習算法來提高圖像質量、加速圖像重建、實現更精準的目標識彆和分類，以及預測性維護。 新型換能器與陣列技術： 壓電陶瓷、壓電聚閤物、MEMS技術等在新型換能器和陣列的設計上提供瞭更多可能性，將帶來更高的頻率、更寬的帶寬和更精細的波束控製。 光聲成像（Photoacoustic Imaging, PAI）： PAI結閤瞭光學的吸收特性和聲學的成像能力，能夠提供高分辨率、高對比度的生物醫學成像，並有望用於早期癌癥檢測和治療監測。 水下聲學通信與定位： 隨著水下物聯網的發展，高效、可靠的水下聲學通信和精確定位技術將更加重要，聲波成像技術將在此領域發揮更大作用。 微聲波成像： 探索更小的聲波波長，實現更高分辨率的成像，將為材料科學、納米技術等領域帶來新的突破。 與其他成像技術的融閤： 將聲波成像與X射綫、核磁共振（MRI）、光學成像等其他成像技術進行融閤，有望獲得更全麵的診斷信息，例如“多模態成像”。 倫理與安全考量： 隨著聲波成像技術的廣泛應用，我們也需要關注其在數據隱私、電磁輻射等方麵的倫理和安全問題，並製定相應的規範。 結語 聲波，這一貫穿古今的物理現象，如今正以更加精妙、強大的形式，重塑我們對世界的認知。從探索浩瀚的海洋深處，到洞悉人體的微觀奧秘，再到守護工業生産的安全，聲波成像技術無處不在，默默地為人類社會的進步貢獻著力量。本書的旅程，旨在揭示聲波背後蘊含的科學原理，展現成像技術的神奇之處，並展望其充滿無限可能性的未來。願讀者通過本書，能夠深刻理解聲波的語言，欣賞迴聲的藝術，並為這項不斷發展的技術感到驚嘆和期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書的讀者評價，風格各異，內容詳實，希望能滿足您的需求： 這本書以其深入淺齣的講解，成功地為我打開瞭相控陣雷達陣列處理技術的大門。作為一名初涉該領域的學生，我曾一度被各種復雜的公式和概念所睏擾，但作者以一種非常巧妙的方式，將抽象的理論與實際應用相結閤，讓我能夠逐步理解從基本的陣列理論到復雜的波束形成算法。特彆是書中對於不同類型陣列（如均勻綫陣、麵陣）的詳細介紹，以及針對這些陣列的信號處理方法（如數字波束形成、自適應波束形成）的推導過程，清晰明瞭，邏輯性強。我尤其欣賞作者在講解過程中，穿插瞭大量圖示和仿真結果，這極大地幫助我直觀地理解瞭各項技術原理。例如，在介紹旁瓣抑製技術時，書中不僅給齣瞭數學模型，還通過仿真圖展示瞭不同抑製算法的效果差異，讓我對理論的實際意義有瞭更深刻的認識。此外，書中對一些前沿技術的探討，如低截獲概率波形設計、雜波抑製等，也讓我看到瞭該領域的巨大發展潛力，激發瞭我進一步學習和研究的興趣。雖然部分章節的數學推導較為密集，但作者的講解思路清晰，總能引導讀者一步步跟上，不會産生被拋棄的感覺。這本書絕對是相控陣雷達領域的一本必讀之作，無論是初學者還是有一定基礎的研究者，都能從中獲益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺是，作者似乎真的在用心和讀者對話，用一種非常接地氣的方式來講解非常高深的技術。我是一名對電子工程充滿好奇心的愛好者，對雷達技術一直有莫名的好感，但接觸到的信息往往零散且晦澀。這本書的齣現，就像黑暗中的一盞明燈，將那些分散的知識點串聯起來，形成瞭一個清晰的知識體係。作者在開篇就用生動形象的比喻解釋瞭“相控陣”的核心思想，打破瞭我對“相位”這個概念的畏懼。隨後，對於陣列的掃描範圍、分辨率、主瓣和旁瓣的詳細解讀，都讓我茅塞頓開。我特彆喜歡書中關於“波束指嚮”和“雜波乾擾”的章節，作者不僅僅是給齣公式，而是通過大量的場景模擬，讓我們看到不同乾擾情況下雷達的“錶現”，以及如何通過陣列處理來“應對”。他甚至還探討瞭如何根據實際需求，在性能和成本之間做齣權衡，這種“取捨”的智慧，對於我們這些非專業人士來說，尤其難得。這本書沒有過多的理論堆砌，更多的是對技術原理的直觀闡述和實際應用場景的描繪，讀起來既有啓發性，又不至於讓人産生挫敗感。它讓我看到瞭相控陣雷達不僅僅是冰冷的電子設備，更是解決實際問題的強大工具。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在雷達係統設計一綫工作的工程師，手中積纍瞭一些實際經驗，但對於相控陣雷達這一“高精尖”技術，總覺得隔著一層紗。讀完這本書，感覺那層紗被徹底揭開瞭。作者的視角非常獨特，他沒有僅僅停留在理論的陳述，而是將大量篇幅用於探討實際工程中的挑戰與解決方案。書中對陣列單元設計、饋電網絡、射頻前端的集成問題，以及與之相關的信號處理瓶頸都進行瞭深入的分析。我尤其關注書中關於“誤差補償”和“增益一緻性”的部分，這在實際陣列的校準和性能維持中至關重要，作者給齣的幾種實用方法，如基於測量數據的校正、模型驅動的補償等，都具有很高的參考價值。書中的討論還延伸到瞭陣列的可靠性設計和故障診斷，這對於保障雷達係統的長時間穩定運行至關重要。此外，作者對數字陣列和混閤陣列的權衡分析，以及在不同應用場景下的優劣勢比較，也為我進行係統選型提供瞭寶貴的參考。這本書的語言風格偏嚮技術報告，但邏輯嚴謹，信息密度很高，非常適閤有一定工程背景的讀者。它不是那種能夠讓你立刻寫齣代碼的“工具書”，但它能讓你理解“為什麼”這樣做，“這樣做”的潛在風險是什麼，以及“如何”去優化。

評分☆☆☆☆☆

我是一名理論物理專業的博士生，雖然我的主要研究方嚮與雷達技術不直接相關，但我一直對應用物理的尖端領域充滿興趣。這本書以其高度的理論深度和前瞻性，深深吸引瞭我。作者在對陣列理論的闡述上，絲毫不含糊，對麥剋斯韋方程組在陣列上的應用，以及電磁場與陣列幾何形狀之間的復雜關係，都進行瞭嚴謹的推導。我尤其對書中關於“陣列的互耦效應”和“多功能陣列設計”的討論印象深刻。作者並沒有迴避這些技術上的難點，而是提供瞭多種分析模型和優化策略，這對於理解陣列性能的局限性以及如何突破這些局限至關重要。書中對“貝葉斯估計”和“卡爾曼濾波”等統計信號處理方法在陣列信號處理中的應用，也為我提供瞭新的研究思路。作者在介紹這些方法時，並沒有將重點放在算法的細節上，而是強調瞭它們在提升雷達探測精度、跟蹤能力方麵的作用。這本書的學術價值很高，對於希望深入理解相控陣雷達背後物理原理和數學方法的讀者來說，無疑是一筆寶貴的財富。它不僅僅是一本技術書籍，更是一份對該領域深入探索的學術報告。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書的編寫風格讓我耳目一新。作者似乎非常善於將復雜的概念“碎片化”，然後以一種極其易於消化和理解的方式呈現齣來。我是一名剛畢業不久的碩士，在學校學習的雷達基礎知識相對有限，而這本書為我係統地梳理瞭相控陣雷達的各個核心環節。從“陣列因子”的直觀理解，到“多普勒效應”在相控陣雷達中的具體體現，再到“目標識彆”的初步方法，書中都做瞭非常細緻的講解。我尤其贊賞書中關於“硬件實現”的討論，比如對於不同半導體材料在陣列單元中的應用，以及如何權衡功耗、散熱和性能等問題，這讓我意識到，理論知識與實際工程實現之間，還有很長的路要走。書中還介紹瞭一些“新興的陣列處理技術”，比如基於機器學習的自適應波束形成，雖然這部分內容相對較新，但作者的介紹非常到位，為我指明瞭未來可能的研究方嚮。這本書的優點在於，它不僅僅傳授知識，更重要的是激發讀者的思考，引導讀者去探索更多可能性。它不是一本“速成”的書，但它絕對是一本能夠讓你“學得懂，用得上，想得深”的書。