《超寬帶脈沖雷達接收技術(shù)》系統(tǒng)地講述了超寬帶脈沖雷達接收機的基本理論和關(guān)鍵技術(shù),主要內(nèi)容包括超寬帶脈沖雷達接收系統(tǒng)設計、穿墻雷達、生命探測雷達、探地雷達接收技術(shù)及接收信號處理方法!冻瑢拵}沖雷達接收技術(shù)》系統(tǒng)性強,論述深入淺出,可作為電子科學與技術(shù)、信息與通信工程、電子通信工程、計算機科學與技術(shù)、電氣工程、控制科學與技術(shù)等專業(yè)高年級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。
《超寬帶脈沖雷達接收技術(shù)》是作者對新型雷達即超寬帶脈沖雷達實用技術(shù)的研究總結(jié),非常實用!
現(xiàn)代雷達技術(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)代社會軍事及民用的環(huán)境越來越復雜,因此對雷達測量系統(tǒng)的分辨率和精度等性能要求越來越高。根據(jù)雷達信號基本理論,測量精度和距離分辨率主要取決于信號的帶寬,為提高測距精度和距離分辨率,就要求信號具有更大的帶寬。
超寬帶脈沖雷達技術(shù)順勢而生具有如下優(yōu)勢:①測距分辨率可高達厘米量級,可以獲得足夠高的分辨率;②具有能夠識別和區(qū)分各目標的重要能力;③超寬帶生物雷達發(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;④具有對單個或多個目標的高分辨率成像能力;⑤具有較強的穿透植被、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、抗干擾能力強以及系統(tǒng)復雜度低等優(yōu)越特性,超寬帶脈沖雷達技術(shù)廣泛應用于中短程高速無線通信、醫(yī)學成像、防撞雷達、探地雷達、穿墻雷達等系統(tǒng)中。本書系統(tǒng)介紹了超寬帶脈沖雷達接收原理與技術(shù),介紹了超寬帶脈沖雷達在生命檢測、穿墻探測、對地探測應用中的系統(tǒng)設計及信號處理。
本書內(nèi)容分為6章:
第1章介紹雷達接收機基本原理及理論,給出雷達接收機結(jié)構(gòu),分析接收機設計中主要的技術(shù)指標;第2章介紹超寬帶脈沖雷達接收系統(tǒng)主要技術(shù)指標關(guān)系及選值,給出系統(tǒng)設計實例并分析關(guān)鍵技術(shù)指標如何實現(xiàn);第3章介紹生命探測雷達接收機技術(shù),包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計、關(guān)鍵指標選取及具體系統(tǒng)案例分析;第4章介紹超寬帶穿墻雷達接收技術(shù),包括穿墻雷達關(guān)鍵指標分Ⅳ 超寬帶脈沖雷達接收技術(shù)析、信號波形設計及選取、設計實例分析;第5章介紹超寬帶探地雷達接收機結(jié)構(gòu)、回波信號特性及工程探地雷達設計實例分析;第6章介紹現(xiàn)代超寬帶脈沖雷達信號處理新技術(shù),包括脈沖壓縮處理方法、雜波抑制技術(shù)、檢測技術(shù)及目標識別技術(shù)。
本書內(nèi)容包括雷達接收機基礎、超寬帶脈沖雷達接收系統(tǒng)設計、生命探測雷達接收技術(shù)、穿墻雷達接收技術(shù)、探地雷達接收技術(shù)、超寬帶信號處理,可以作為從事雷達系統(tǒng)相關(guān)領(lǐng)域研究、制造、維護、使用的工程技術(shù)人員,以及高等學校電子通信相關(guān)專業(yè)研究生和高年級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)外科研人員的先進思想和研究成果,在此,謹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,機械工業(yè)出版社張俊紅給予了大力支持和辛勤指導,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術(shù)專著和論文,由于所參考的學術(shù)論文過多,無法一一標注和列出,對此特向這些文獻的作者表示歉意,同時向從事超寬帶脈沖雷達系統(tǒng)及信號處理的前輩專家、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的研究,先后得到國家科技支撐計劃項目(項目編號:2014BAK12B03)和湖南省教育廳自然科學研究重點項目(項目編號: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 雷達接收機基礎1
★ 1.1 雷達接收機的工作原理1
★ 1.2 雷達接收機的基本理論5
。.2.1 接收機噪聲5
。.2.2 匹配網(wǎng)絡10
。.2.3 采樣22
。.2.4 頻率穩(wěn)定度30
★ 1.3 雷達接收機結(jié)構(gòu)36
1.3.1 射頻前端36
。.3.2 中頻接收機37
1.3.3 數(shù)字模塊38
。.3.4 雷達顯示器40
★ 1.4 雷達接收機的主要技術(shù)指標41
第2章 超寬帶脈沖雷達接收系統(tǒng)設計46
★ 2.1 超寬帶脈沖雷達基礎46
。.1.1 超寬帶概念46
。.1.2 超寬帶脈沖類型分析49
2.1.3 脈沖重復間隔設計55
。.1.4 超寬帶脈沖調(diào)制方式57
。.1.5 超寬帶脈沖雷達結(jié)構(gòu)61
Ⅵ 超寬帶脈沖雷達接收技術(shù)
。.1.6 超寬帶脈沖雷達特點與應用61
★ 2.2 超寬帶脈沖雷達接收系統(tǒng)指標65
★ 2.3 超寬帶脈沖雷達接收系統(tǒng)設計67
2.3.1 接收系統(tǒng)組成67
。.3.2 低噪聲設計67
。.3.3 大動態(tài)設計71
★ 2.4 超寬帶脈沖雷達接收系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)74
。.4.1 關(guān)鍵技術(shù)74
2.4.2 關(guān)鍵技術(shù)的一般說明75
。.4.3 關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)方案75
第3章 生命探測雷達接收技術(shù)81
★ 3.1 接收機體制概述81
★ 3.2 實時采樣83
★ 3.3 等效采樣85
3.3.1 采樣門87
。.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 接收機性能評估102
。.4.1 噪聲102
3.4.2 動態(tài)范圍103
★ 3.5 時序產(chǎn)生電路106
。.5.1 斜坡比較106
。.5.2 芯片延時109
★ 3.6 典型的模擬等效采樣接收電路110
第4章 穿墻雷達接收技術(shù)111
★ 4.1 穿墻雷達工作原理111
★ 4.2 穿墻雷達典型產(chǎn)品113
目 錄 Ⅶ
★ 4.3 穿墻雷達接收機技術(shù)117
。.3.1 接收信號傳播特性117
。.3.2 接收信號特征與探測距離120
★ 4.4 穿墻雷達接收機實例130
4.4.1 原型設計130
。.4.2 接收天線131
。.4.3 顯控設計132
。.4.4 算法設計133
第5章 探地雷達接收技術(shù)135
★ 5.1 探地雷達工作原理135
★ 5.2 探地雷達典型結(jié)構(gòu)136
★ 5.3 探地雷達接收機技術(shù)137
。.3.1 接收信號的傳播特性138
。.3.2 接收信號特征與探測深度143
5.3.3 接收信號采集技術(shù)146
★ 5.4 探地雷達接收機實例149
。.4.1 原型設計149
。.4.2 電路制作150
。.4.3 性能測試157
第6章 超寬帶接收信號處理170
★ 6.1 數(shù)據(jù)預處理170
★ 6.2 基于壓縮感知的超寬帶接收信號成像處理171
。.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187