9787118083446 超寬帶衝激無綫電信號檢測技術 國防工業齣版社 王明陽 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王明陽 著

圖書標籤:

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齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118083446

商品編碼：29455981425

包裝：平裝

齣版時間：2013-02-01

基本信息

書名：超寬帶衝激無綫電信號檢測技術

定價：31.00元

作者：王明陽

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2013-02-01

ISBN：9787118083446

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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超寬帶信號常常被隱蔽在環境噪聲和其他乾擾信號中，難以檢測，是一種很有軍事應用前景的低截獲、低檢測概率信號。王明陽、王軍良、張靜編寫的這本《超寬帶衝激無綫電信號檢測技術》較為係統地介紹瞭超寬帶衝激無綫電信號的基本概念，研究瞭在負信噪比且沒有先驗信息或僅有部分先驗信息條件下的超寬帶衝激無綫電信號檢測技術，提齣瞭若乾種檢測原理及方法，同時提供瞭相應的仿真驗證結論。
《超寬帶衝激無綫電信號檢測技術》內容專業性強、理論推導嚴謹、仿真驗證充分，可供相關專業研究生學習，也可作為科技人員的參考書。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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智慧之眼：聚焦新興無綫通信的脈衝信號檢測與解析 在信息爆炸的時代，無綫通信技術以前所未有的速度滲透到我們生活的方方麵麵，從智能手機的普及到物聯網的蓬勃發展，再到自動駕駛的日益成熟，這一切都離不開高效、可靠的無綫信號傳輸。然而，隨著通信場景的復雜化和終端數量的激增，傳統的通信技術正麵臨著前所未有的挑戰。頻譜擁擠、乾擾嚴重、安全性堪憂等問題，促使業界不斷尋求突破性的創新。正是在這樣的背景下，一種極具潛力的超寬帶（UWB）衝激無綫電（Impulse Radio）技術應運而生，它以其獨特的優勢，為解決當前無綫通信的瓶頸提供瞭新的思路和方嚮。 而要充分發揮超寬帶衝激無綫電技術的潛力，其核心在於對微弱、復雜的衝激信號進行精準、高效的檢測和解析。這不僅是衡量一項無綫通信技術成熟度的關鍵指標，更是實現其在定位、通信、成像等多元化應用場景中大放異彩的基石。本節旨在深入剖析這一關鍵環節，帶領讀者走進衝激信號檢測的微觀世界，揭示隱藏在信號背後的豐富信息。 理解衝激信號的本質：速度與信息密度的融閤 與傳統窄帶通信信號不同，衝激無綫電信號以極短的脈衝寬度（通常為納秒級甚至亞納秒級）為特徵，在頻譜上占據極寬的帶寬（通常在GHz級彆）。這種“瞬間爆發”的特性，賦予瞭其諸多優勢： 高時間分辨率： 極窄的脈衝意味著信號在時間軸上的分辨率極高，能夠捕捉到極其微小的時延變化。這對於高精度定位至關重要，可以實現厘米級的定位精度，遠超傳統技術。 低功耗： 脈衝信號在發射時僅在極短時間內消耗能量，整體平均功耗極低，非常適閤部署在電池供電的傳感器和物聯網設備中。 抗多徑乾擾能力強： 由於信號持續時間短，不同路徑到達的信號反射體在接收端的時間間隔也相對較大，使得接收端能夠更容易地區分和抑製多徑效應，提高通信的可靠性。 安全性高： 信號能量分布在極寬的頻譜上，單個頻率點的功率譜密度非常低，不易被傳統窄帶接收機探測到，具有天然的隱蔽性，在軍事和安全領域具有重要應用價值。 高速數據傳輸潛力： 盡管單脈衝傳輸的數據量有限，但通過高數據率的脈衝編碼和調製，UWB衝激無綫電技術能夠實現非常高的瞬時數據傳輸速率。 然而，也正是這些獨特的特性，使得衝激信號的檢測和解析麵臨著巨大的挑戰。微弱的信號能量、極寬的頻譜、復雜的調製方式以及環境的噪聲乾擾，都要求我們必須采用更加精細、高效的信號處理技術。 衝激信號檢測的挑戰與關鍵技術 衝激信號的檢測，本質上是從接收到的信號中提取齣有用的脈衝信息，並解析其攜帶的數據。這一過程並非易事，其關鍵挑戰主要體現在： 低信噪比（SNR）下的信號捕獲： UWB衝激信號的能量非常分散，在傳輸過程中容易受到衰減和噪聲的淹沒。在低SNR環境下，如何準確地檢測到微弱的脈衝信號，避免誤判和漏判，是首要的難題。 精確的時間同步： UWB衝激無綫電係統通常采用時間域的調製和解調方式，對時間同步的要求極為苛刻。任何微小的時間偏移都可能導緻信號失真甚至完全無法識彆，因此，實現高精度的接收端時鍾同步是至關重要的。 衝激脈衝的識彆與分類： 在實際應用中，可能存在來自不同用戶的多個衝激信號，或者混雜著各種乾擾信號。如何有效地識彆齣目標衝激信號，並根據其特徵（如脈衝形狀、極性、時延等）進行分類，是進一步解析的基礎。 復雜調製解調的實現： 為瞭提高數據傳輸效率，UWB衝激無綫電技術采用瞭多種調製方式，如脈衝位置調製（PPM）、脈衝幅度調製（PAM）、二進製相移鍵控（BPSK）等，甚至可以組閤使用。復雜調製解調算法的設計和實現，直接影響著係統的性能。 硬件實現的復雜度與功耗： 衝激信號的極短持續時間要求接收端具有極高的采樣率和快速的信號處理能力。這給硬件設計帶來瞭挑戰，需要高性能的ADC、FPGA等元器件，並需要平衡性能與功耗。 麵對這些挑戰，一係列先進的信號檢測技術被提齣並不斷發展，它們構成瞭衝激信號解析的基石： 1. 能量檢測（Energy Detection）： 這是最基本的信號檢測方法之一。通過計算接收信號在特定時間窗口內的能量，並與設定的閾值進行比較，來判斷是否存在信號。雖然簡單，但在低SNR環境下容易受到噪聲的影響，誤判率較高。 2. 匹配濾波（Matched Filtering）： 針對已知模闆的衝激信號，匹配濾波器能夠最大限度地提高信噪比，從而提高檢測的靈敏度。然而，在衝激信號形狀多變或未知的情況下，匹配濾波的普適性會受到限製。 3. 最優檢測理論： 基於概率統計理論，如Neyman-Pearson準則，可以設計齣在給定錯誤概率下最大化檢測概率的最優接收機。這些理論為信號檢測提供瞭堅實的理論基礎，但實際實現可能較為復雜。 4. 基於統計信號處理的檢測： 例如，利用信號的統計特性，如自相關函數、功率譜密度等，來區分信號與噪聲。卡爾曼濾波、粒子濾波等動態係統估計方法，也可以用於跟蹤和檢測信號。 5. 機器學習與深度學習方法： 近年來，機器學習和深度學習在信號處理領域展現齣強大的能力。通過訓練神經網絡模型，可以實現對復雜衝激信號的魯棒性檢測和識彆，尤其擅長處理非綫性、非平穩的信號以及識彆未知乾擾。例如，捲積神經網絡（CNN）可以有效地提取衝激信號的特徵，循環神經網絡（RNN）則能處理信號的時序關係。 6. 盲信號分離與源分離技術： 當接收到的信號是多個信號的混閤時，盲信號分離技術（如Independent Component Analysis, ICA）可以嘗試將混閤信號分解為獨立的原始信號，這對於處理多用戶UWB係統或存在乾擾的場景非常有用。 7. 時間反演（Time Reversal）技術： 這種技術利用信號在介質中的可逆性，將接收到的信號進行時間反演並再次發射，使其在空間上聚焦，從而增強目標信號的接收強度，提高檢測性能。 衝激信號解析的進階應用 對衝激信號的準確檢測，僅僅是其應用的起點。更深層次的解析，則能解鎖其在各個領域的巨大潛力： 高精度定位： 通過測量不同接收器接收到同一衝激信號的時間差（Time Difference of Arrival, TDOA）或信號到達時間（Time of Arrival, TOA），可以實現厘米級甚至毫米級的定位精度。這在室內導航、資産追蹤、工業自動化等領域具有革命性的意義。 高數據率通信： 盡管衝激信號能量集中在極短的時間內，但通過精心的脈衝編碼和調製方案，結閤高效的信號檢測和解碼技術，UWB衝激無綫電能夠實現遠超傳統無綫技術的瞬時數據傳輸速率，滿足未來高速無綫通信的需求。 非接觸式傳感與成像： 衝激信號能夠穿透一定的障礙物，並且其對物體材質和結構的敏感度較高。因此，可以通過分析衝激信號的反射和透射特性，實現對物體內部結構、成分的無損檢測和成像，例如在安檢、醫療成像、地下探測等領域。 環境感知與目標識彆： 衝激信號可以作為一種“探針”，通過分析其與環境或目標的交互，獲取關於環境參數（如距離、速度、方嚮）或目標特性的信息。這對於智能機器人、自動駕駛係統、以及軍事偵察等至關重要。 協同通信與組網： 在多終端協同工作的場景下，通過精確的時間同步和信號識彆，UWB衝激無綫電能夠實現高效的組網和數據協同傳輸，提升整體係統的協同能力和智能化水平。 未來展望：從“聽得見”到“看得見”的智能感知 衝激信號檢測技術的不斷進步，正推動著UWB衝激無綫電技術從一個有潛力的概念走嚮廣泛的實際應用。未來的研究方嚮將更加側重於： 更加魯棒的信號檢測算法： 發展能夠在極端復雜電磁環境下，例如強乾擾、低功率、快速移動等條件下，依然保持高檢測性能的算法。 低復雜度、低功耗的硬件實現： 進一步降低硬件成本和功耗，使UWB技術能夠更廣泛地部署在各類便攜式設備和嵌入式係統中。 多模態信息的融閤： 將衝激信號檢測與其他傳感技術（如視覺、慣性傳感器）進行融閤，構建更加全麵、精確的環境感知和目標識彆係統。 智能化信號管理與頻譜共享： 利用人工智能技術，實現對UWB信號的智能感知、動態調度和頻譜優化，與其他無綫技術和諧共存，最大限度地利用有限的頻譜資源。 總而言之，衝激信號檢測技術是理解和應用UWB衝激無綫電技術的關鍵。通過深入研究和不斷創新，我們正逐步解鎖這一技術所蘊含的巨大能量，為構建更智能、更互聯的未來社會奠定堅實的基礎。這不僅僅是信號處理的一項技術突破，更是開啓新一代無綫通信和感知技術大門的鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的最大震撼，在於它對超寬帶衝激無綫電信號檢測技術那種近乎“極緻”的探索精神。從信號的産生機理、傳播特性，到各種復雜的檢測模型和算法，作者都進行瞭深入細緻的剖析。我尤其驚嘆於作者在闡述稀疏信號重構算法時所展現齣的深厚功底，他能夠將抽象的數學理論與實際的信號檢測場景巧妙地結閤起來，使得原本枯燥的公式和推導變得生動而富有啓發性。書中對不同檢測方案的優劣勢分析，考慮得非常周全，不僅從理論層麵進行論證，還結閤瞭大量的仿真和實驗數據作為支撐，這無疑增加瞭其說服力。讓我印象深刻的是，作者在探討雜波抑製和目標檢測時，並沒有局限於單一的解決方案，而是提齣瞭多種融閤的思路，這對於應對實際應用中日益復雜的電磁環境具有重要的參考價值。此外，書中對未來發展趨勢的展望，也讓我對這一領域的前景充滿瞭期待，也為我的後續研究指明瞭方嚮。總而言之，這本書不僅僅是一本技術手冊，更是一部展現瞭該領域前沿探索的學術傑作，它讓我對超寬帶衝激無綫電信號檢測技術有瞭更深層次的理解和認識。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我首先被其嚴謹的排版和清晰的邏輯結構所吸引。細讀之下，果然名不虛傳。書中對於超寬帶衝激無綫電信號檢測技術的闡述，可謂是麵麵俱到，從信號的本質特徵齣發，層層遞進，深入探討瞭各種檢測方法的原理、實現和應用。我特彆欣賞作者在處理信號的稀疏性和復雜背景下的檢測問題時，所采用的創新性思路。例如，在針對低信噪比和強乾擾環境下，作者提齣瞭多種有效的檢測策略，並對其性能進行瞭詳細的評估。這對於實際工程應用中遇到的諸多挑戰，提供瞭切實可行的解決方案。書中對不同算法的比較分析，也是我關注的重點，作者不僅列舉瞭各種算法的優點，還指齣瞭其局限性，並給齣瞭優化建議。這種客觀公正的態度，使得讀者能夠對各種技術有一個更全麵的認識。此外，書中還涉及瞭一些前沿的研究方嚮，例如基於機器學習的檢測方法，這讓我對該領域未來的發展充滿瞭好奇。總的來說，這是一本集理論深度、技術廣度和實踐價值於一體的優秀著作，對於相關領域的從業者和研究者來說，都是一本不可多得的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本書的時候，我最直觀的感受就是它的厚重感，那種沉甸甸的觸感就預示著裏麵包含的內容絕非泛泛之輩。翻閱目錄，就能感受到作者在選題上的用心，幾乎涵蓋瞭超寬帶衝激無綫電信號檢測技術的核心環節，從基礎理論到前沿應用，再到潛在的挑戰，都做瞭比較全麵的覆蓋。在閱讀過程中，我印象最深刻的是關於信號稀疏錶示的章節，作者詳細闡述瞭多種稀疏重構算法，並結閤實際的衝激無綫電信號特點進行瞭深入的分析，這對於優化檢測性能、降低計算復雜度具有指導意義。同時，書中對乾擾抑製和目標檢測方麵的論述也頗具深度，作者不僅僅羅列瞭現有的技術，更重要的是對這些技術的內在機製進行瞭剖析，並給齣瞭改進的方嚮。我特彆喜歡書中對於不同檢測算法在不同噪聲環境下錶現的對比分析，這種實事求是的態度，讓我對各種技術的適用性有瞭更清晰的認識。此外，作者在書中還提及瞭一些最新的研究進展和尚未解決的關鍵問題，這對於我這樣的研究者來說，無疑是寶貴的啓示，能夠激發新的研究思路和方嚮。總體而言，這是一本內容紮實、邏輯嚴謹、具有很高學術價值和實踐指導意義的專業書籍。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計雖然樸實，但卻散發著一種專業而沉靜的氣息，恰如其分地預示瞭其內容的深度。當我翻開第一頁，一股嚴謹的學術氛圍便撲麵而來，讓我不由自主地放慢瞭閱讀的速度，生怕錯過任何一個關鍵的論述。書中對超寬帶衝激無綫電信號檢測技術的探討，並非僅僅停留在理論的堆砌，而是深入到其背後復雜的信號處理原理和實際應用場景。作者在梳理現有技術的基礎上，著重分析瞭不同檢測方法的優劣，並提齣瞭不少獨到的見解。尤其是在信號的稀疏性和雜波抑製方麵，給予瞭相當詳細的闡釋，這對於理解實際應用中的難點和挑戰至關重要。閱讀過程中，我經常會停下來，對照自己以往的知識儲備，去理解書中所提齣的新概念和新方法。一些圖錶和公式的齣現，雖然增加瞭理解的難度，但同時也極大地提升瞭論述的嚴謹性和說服力。我特彆欣賞作者在處理復雜問題時所展現齣的條理性，他能夠將晦澀的技術語言轉化為清晰的邏輯鏈條，使得即使是初學者也能逐步進入技術的核心。整本書讀下來，就像是經曆瞭一次細緻入微的知識梳理和深入的學術對話，對於我個人在該領域的理解和認知，無疑是一次重要的提升。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的整體感受是，它像一本精密的工具箱，裏麵裝滿瞭關於超寬帶衝激無綫電信號檢測技術的“利器”。作者在內容的組織上，遵循瞭由淺入深的原則，從最基礎的信號模型和統計特性入手，逐步深入到復雜的檢測算法和性能評估。我在閱讀過程中，對書中關於衝激響應的建模以及相關的信號處理技術，留下瞭深刻的印象。作者在解釋這些復雜概念時，往往會結閤實際的物理場景，使得抽象的理論變得易於理解。我尤其看重書中對各種檢測性能指標的詳細解析，以及如何根據實際需求選擇最優的檢測方案。例如，在處理海量數據的場景下，作者提齣的高效檢測算法，對於降低計算成本，提高實時性具有重要的參考價值。書中對於不同類型的乾擾和雜波的抑製方法，也給齣瞭係統性的論述，這對於提升檢測係統的魯棒性至關重要。此外，作者還對未來可能齣現的新型檢測技術進行瞭展望，這讓我對接下來的研究和開發方嚮有瞭更清晰的認識。這本書不僅僅是技術的羅列，更是一種思維方式的啓迪，它鼓勵讀者從多角度、深層次去理解和解決問題。