《超寬帶脈沖雷達(dá)接收技術(shù)》系統(tǒng)地講述了超寬帶脈沖雷達(dá)接收機(jī)的基本理論和關(guān)鍵技術(shù),主要內(nèi)容包括超寬帶脈沖雷達(dá)接收系統(tǒng)設(shè)計(jì)、穿墻雷達(dá)、生命探測雷達(dá)、探地雷達(dá)接收技術(shù)及接收信號(hào)處理方法。《超寬帶脈沖雷達(dá)接收技術(shù)》系統(tǒng)性強(qiáng),論述深入淺出,可作為電子科學(xué)與技術(shù)、信息與通信工程、電子通信工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電氣工程、控制科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的參考教材,也可作為電子信息領(lǐng)域科技工作者的參考書。
《超寬帶脈沖雷達(dá)接收技術(shù)》是作者對(duì)新型雷達(dá)即超寬帶脈沖雷達(dá)實(shí)用技術(shù)的研究總結(jié),非常實(shí)用!
現(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)隨著探測手段的演變和探測需求的提高不斷發(fā)展,而且,現(xiàn)代社會(huì)軍事及民用的環(huán)境越來越復(fù)雜,因此對(duì)雷達(dá)測量系統(tǒng)的分辨率和精度等性能要求越來越高。根據(jù)雷達(dá)信號(hào)基本理論,測量精度和距離分辨率主要取決于信號(hào)的帶寬,為提高測距精度和距離分辨率,就要求信號(hào)具有更大的帶寬。
超寬帶脈沖雷達(dá)技術(shù)順勢(shì)而生具有如下優(yōu)勢(shì):①測距分辨率可高達(dá)厘米量級(jí),可以獲得足夠高的分辨率;②具有能夠識(shí)別和區(qū)分各目標(biāo)的重要能力;③超寬帶生物雷達(dá)發(fā)射的脈沖包含許多頻率,因此它能夠突破窄帶吸波材料的吸波效應(yīng);④具有對(duì)單個(gè)或多個(gè)目標(biāo)的高分辨率成像能力;⑤具有較強(qiáng)的穿透植被、土壤和墻壁的能力;⑥能夠通過距離選通技術(shù)抑制雜亂回波和減少多徑干擾。且因其穿透性好、分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)以及系統(tǒng)復(fù)雜度低等優(yōu)越特性,超寬帶脈沖雷達(dá)技術(shù)廣泛應(yīng)用于中短程高速無線通信、醫(yī)學(xué)成像、防撞雷達(dá)、探地雷達(dá)、穿墻雷達(dá)等系統(tǒng)中。本書系統(tǒng)介紹了超寬帶脈沖雷達(dá)接收原理與技術(shù),介紹了超寬帶脈沖雷達(dá)在生命檢測、穿墻探測、對(duì)地探測應(yīng)用中的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及信號(hào)處理。
本書內(nèi)容分為6章:
第1章介紹雷達(dá)接收機(jī)基本原理及理論,給出雷達(dá)接收機(jī)結(jié)構(gòu),分析接收機(jī)設(shè)計(jì)中主要的技術(shù)指標(biāo);第2章介紹超寬帶脈沖雷達(dá)接收系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)關(guān)系及選值,給出系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例并分析關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)如何實(shí)現(xiàn);第3章介紹生命探測雷達(dá)接收機(jī)技術(shù),包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵指標(biāo)選取及具體系統(tǒng)案例分析;第4章介紹超寬帶穿墻雷達(dá)接收技術(shù),包括穿墻雷達(dá)關(guān)鍵指標(biāo)分Ⅳ 超寬帶脈沖雷達(dá)接收技術(shù)析、信號(hào)波形設(shè)計(jì)及選取、設(shè)計(jì)實(shí)例分析;第5章介紹超寬帶探地雷達(dá)接收機(jī)結(jié)構(gòu)、回波信號(hào)特性及工程探地雷達(dá)設(shè)計(jì)實(shí)例分析;第6章介紹現(xiàn)代超寬帶脈沖雷達(dá)信號(hào)處理新技術(shù),包括脈沖壓縮處理方法、雜波抑制技術(shù)、檢測技術(shù)及目標(biāo)識(shí)別技術(shù)。
本書內(nèi)容包括雷達(dá)接收機(jī)基礎(chǔ)、超寬帶脈沖雷達(dá)接收系統(tǒng)設(shè)計(jì)、生命探測雷達(dá)接收技術(shù)、穿墻雷達(dá)接收技術(shù)、探地雷達(dá)接收技術(shù)、超寬帶信號(hào)處理,可以作為從事雷達(dá)系統(tǒng)相關(guān)領(lǐng)域研究、制造、維護(hù)、使用的工程技術(shù)人員,以及高等學(xué)校電子通信相關(guān)專業(yè)研究生和高年級(jí)本科生的教科書或參考書。
本書在編寫過程中參考了大量國內(nèi)外相關(guān)論著,吸收了較多國內(nèi)外科研人員的先進(jìn)思想和研究成果,在此,謹(jǐn)向各位致以誠摯的感謝。在本書的編寫過程中,劉治平、邢先鋒、高茜等分別參加了全書各章的資料收集、插圖繪制等工作,機(jī)械工業(yè)出版社張俊紅給予了大力支持和辛勤指導(dǎo),在此表示衷心的感謝。
在編寫本書的過程中,作者參考了大量的學(xué)術(shù)專著和論文,由于所參考的學(xué)術(shù)論文過多,無法一一標(biāo)注和列出,對(duì)此特向這些文獻(xiàn)的作者表示歉意,同時(shí)向從事超寬帶脈沖雷達(dá)系統(tǒng)及信號(hào)處理的前輩專家、老師和同仁們表示由衷的敬意和感謝!
我們從事超寬帶脈沖雷達(dá)的研究,先后得到國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):2014BAK12B03)和湖南省教育廳自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):15A111)的資助,在此,一并表示謝意。
作者2018年3月于量子樓
前 言
第1章 雷達(dá)接收機(jī)基礎(chǔ)1
★ 1.1 雷達(dá)接收機(jī)的工作原理1
★ 1.2 雷達(dá)接收機(jī)的基本理論5
。.2.1 接收機(jī)噪聲5
1.2.2 匹配網(wǎng)絡(luò)10
。.2.3 采樣22
。.2.4 頻率穩(wěn)定度30
★ 1.3 雷達(dá)接收機(jī)結(jié)構(gòu)36
。.3.1 射頻前端36
1.3.2 中頻接收機(jī)37
。.3.3 數(shù)字模塊38
1.3.4 雷達(dá)顯示器40
★ 1.4 雷達(dá)接收機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)41
第2章 超寬帶脈沖雷達(dá)接收系統(tǒng)設(shè)計(jì)46
★ 2.1 超寬帶脈沖雷達(dá)基礎(chǔ)46
。.1.1 超寬帶概念46
。.1.2 超寬帶脈沖類型分析49
。.1.3 脈沖重復(fù)間隔設(shè)計(jì)55
。.1.4 超寬帶脈沖調(diào)制方式57
2.1.5 超寬帶脈沖雷達(dá)結(jié)構(gòu)61
Ⅵ 超寬帶脈沖雷達(dá)接收技術(shù)
。.1.6 超寬帶脈沖雷達(dá)特點(diǎn)與應(yīng)用61
★ 2.2 超寬帶脈沖雷達(dá)接收系統(tǒng)指標(biāo)65
★ 2.3 超寬帶脈沖雷達(dá)接收系統(tǒng)設(shè)計(jì)67
。.3.1 接收系統(tǒng)組成67
2.3.2 低噪聲設(shè)計(jì)67
。.3.3 大動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)71
★ 2.4 超寬帶脈沖雷達(dá)接收系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)74
2.4.1 關(guān)鍵技術(shù)74
。.4.2 關(guān)鍵技術(shù)的一般說明75
。.4.3 關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方案75
第3章 生命探測雷達(dá)接收技術(shù)81
★ 3.1 接收機(jī)體制概述81
★ 3.2 實(shí)時(shí)采樣83
★ 3.3 等效采樣85
。.3.1 采樣門87
3.3.2 采樣門的比較與選擇92
。.3.3 采樣脈沖發(fā)生器100
★ 3.4 接收機(jī)性能評(píng)估102
。.4.1 噪聲102
3.4.2 動(dòng)態(tài)范圍103
★ 3.5 時(shí)序產(chǎn)生電路106
。.5.1 斜坡比較106
。.5.2 芯片延時(shí)109
★ 3.6 典型的模擬等效采樣接收電路110
第4章 穿墻雷達(dá)接收技術(shù)111
★ 4.1 穿墻雷達(dá)工作原理111
★ 4.2 穿墻雷達(dá)典型產(chǎn)品113
目 錄、鳌
★ 4.3 穿墻雷達(dá)接收機(jī)技術(shù)117
。.3.1 接收信號(hào)傳播特性117
。.3.2 接收信號(hào)特征與探測距離120
★ 4.4 穿墻雷達(dá)接收機(jī)實(shí)例130
。.4.1 原型設(shè)計(jì)130
。.4.2 接收天線131
。.4.3 顯控設(shè)計(jì)132
。.4.4 算法設(shè)計(jì)133
第5章 探地雷達(dá)接收技術(shù)135
★ 5.1 探地雷達(dá)工作原理135
★ 5.2 探地雷達(dá)典型結(jié)構(gòu)136
★ 5.3 探地雷達(dá)接收機(jī)技術(shù)137
。.3.1 接收信號(hào)的傳播特性138
。.3.2 接收信號(hào)特征與探測深度143
。.3.3 接收信號(hào)采集技術(shù)146
★ 5.4 探地雷達(dá)接收機(jī)實(shí)例149
。.4.1 原型設(shè)計(jì)149
。.4.2 電路制作150
。.4.3 性能測試157
第6章 超寬帶接收信號(hào)處理170
★ 6.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理170
★ 6.2 基于壓縮感知的超寬帶接收信號(hào)成像處理171
6.2.1 后向投影算法171
。.2.2 壓縮感知理論174
。.2.3 壓縮感知成像算法179
參考文獻(xiàn)187