超宽带雷达应用与设计作 者: [美] James,D.,Taylor(詹姆斯,D.,泰勒) 著;胡明春 等 译出版时间: 2017内容简介 本书编者为IEEE超宽带雷达委员会主席。 全书汇集了多位作者的精辟文章,对超宽带雷达系统的特点和优势、发展历程、工作原理进行了简要介绍,针对超宽带雷达的多种应用领域(如医学、安全、工业、建造业和地理物理应用)进行了详尽阐述,并注重介绍超宽带雷达各项技术的*新进展和潜在方向(如考古、取证和运输管理等)。作者简介 James D. Taylor :IEEE超宽带雷达委员会主席。他于1963年获得弗吉尼亚军事学院获得电气工程学士学位。毕业之后,立即进入美国陆军服役,担任一名防空炮兵军官。他于1968年被调入美国空军,担任一名电子研究和开发工程师。1977年获得俄亥俄州怀特-帕特森空军基地美国空军技术学院控制理论硕士学位。他在美国空军航电实验室作为一名主管工程师的经历,让他接触到最先进的电子学概念和军事需求。他最后被任命为马萨诸塞州汉考斯空军基地美国空军电子系统部的一名远程技术规划主管,负责研究远程巡航导弹探测方案,并涉足超宽带雷达领域。1991年退役之后,他开始提供超宽带雷达咨询服务。 James D. Taylor :IEEE超宽带雷达委员会主席。他于1963年获得弗吉尼亚军事学院获得电气工程学士学位。毕业之后,立即进入美国陆军服役,担任一名防空炮兵军官。他于1968年被调入美国空军,担任一名电子研究和开发工程师。1977年获得俄亥俄州怀特-帕特森空军基地美国空军技术学院控制理论硕士学位。他在美国空军航电实验室作为一名主管工程师的经历,让他接触到最先进的电子学概念和军事需求。他最后被任命为马萨诸塞州汉考斯空军基地美国空军电子系统部的一名远程技术规划主管,负责研究远程巡航导弹探测方案,并涉足超宽带雷达领域。1991年退役之后,他开始提供超宽带雷达咨询服务。目 录第1章 超宽带雷达应用与设计导论1.1 引言和目的1.1.1 超宽带雷达的概念1.1.2 编者目的1.2 超宽带雷达的起源1.2.1 我与超宽带雷达的渊源1.2.2 带宽和雷达距离分辨率1.2.3 早期超宽带雷达演示计划1.3 超宽带雷达资源1.4 超宽带雷达的定义和条例1.4.1 超宽带雷达的早期历史1.4.2 超宽带雷达的标准定义1.4.3 带宽名称与定义1.5 超宽带雷达的时域和频域分析1.6 非正弦信号传播1.6.1 背景1.6.2 收发过程高斯脉冲转换样例1.6.3 高斯脉冲信号传播的结论1.7 超宽带雷达: 未来趋势与应用1.7.1 开放空间测量和监视1.7.2 材料穿透遥感应用1.7.3 医学测量和成像1.7.4 安保1.7.5 军事遥感应用1.8 超宽带雷达发展的未来方向1.8.1 超宽带天线阵列几何结构优化1.8.2 天线阵列信号同步1.8.3 接收机信噪比改进1.8.4 多基地雷达1.8.5 目标成像和识别的高阶信号处理1.9 未来超宽带雷达的架构1.10小结参考文献第2章 超宽带通信系统和雷达系统的发展2.1 引言2.2 超宽带通信的概念2.3 超宽带无线电通信系统的发展历史2.4 超宽带无线电通信系统的主要组成2.4.1 脉冲串的产生和发射2.4.2 脉冲调制2.4.3 脉冲检测和接收2.4.4 超宽带天线的效率2.5 超宽带信号的检测和放大2.5.1 Tektronix公司的系统2.5.2 Harmuth的系统2.5.3 Ross和Robbins的系统2.6 超宽带发射信号的相干测试技术难点2.7 超宽带发展的总体概述2.7.1 干扰问题2.7.2 超宽带通信系统的信道容量2.7.3 超宽带发射机2.7.4 超宽带辐射测量2.8 超宽带雷达传感器2.8.1 概述2.8.2 目标的超宽带响应特性2.8.3 雷达和传感器2.8.4 超宽带接收机2.8.5 能够穿墙、 穿透地面和植被的雷达2.8.6 俄罗斯的超宽带雷达系统2.9 高阶信号处理2.9.1 奇点展开法2.9.2 白噪声分析法2.9.3 高分辨率目标识别的时频分析法2.9.4 高分辨率目标检测的时频分析法2.10小结致谢参考文献第3章 超宽带系统波形变换: 起因和影响3.1 引言3.1.1 窄带和超宽带信号3.1.2 信号波形、 带宽和传播影响3.2 辐射过程中UWB信号波形变化3.2.1 UWB辐射分析: 简介和背景3.2.2 天线如何辐射UWB信号3.2.3 UWB天线远场辐射影响3.3 UWB天线的辐射图3.3.1 辐射波形如何随着感测角变化3.3.2 时域辐射的UWB域3.4 确定在接收和产生天线接收方向图过程中UWB信号波形的变化3.4.1 UWB脉冲波形如何随观测角变化3.4.2 UWB天线方向性3.5 UWB天线接收和发射方向图以及可逆性原理3.6 UWB信号检测中的特殊问题3.7 利用UWB信号的目标RCS测量3.8 UWB雷达距离方程: UWB雷达应用的局限性和特点3.9 实际应用的近程超宽带雷达设计3.9.1 用于病人心跳和呼吸频率24小时监测的超宽带雷达3.9.2 用于人体生理遥测的超宽带雷达3.9.3 用于穿墙探测人员的超宽带雷达3.10小结致谢参考文献第4章 美国及欧洲国家对于超宽带系统的有关规定4.1 简介4.1.1 背景4.1.2 本章目标4.1.3 警告4.2 美国关于超宽带设备的一些规定4.2.1 美国超宽带规定的来源4.2.2 U.S.C.第47条对超宽带设备的限制4.3 欧盟颁布的有关超宽带的条例4.3.1 简介4.3.2 欧盟条例的历史4.3.3 欧盟与超宽带相关条例的节选内容参考文献第5章 穿透材料超宽带系统的原理5.1 引言5.2 MPR的应用5.3 MPR系统架构和操作5.4 MPR系统设计5.5 固体媒介中的电磁波传播5.5.1 媒介特性5.5.2 MPR信号传播5.5.3 发射媒介特性和MPR设计5.6 MPR成像5.7 小结参考文献第6章 超宽带与随机信号雷达6.1 随机信号雷达介绍6.1.1 随机信号雷达概述6.1.2 随机信号雷达的历史6.1.3 随机信号雷达的实施架构6.1.4 随机信号雷达处理方案6.2 超宽带与随机信号雷达的联合6.2.1 随机信号的产生6.2.2 超宽带载波调制随机信号雷达6.2.3 超宽带无载波随机编码脉冲雷达6.3 超宽带随机信号雷达的优势6.3.1 抗射频干扰能力6.3.2 低截获概率6.3.3 电磁兼容性6.4 超宽带随机信号雷达的应用6.4.1 埋藏物的探测6.4.2 短距离SAR成像6.4.3 结构变化的远程监视6.4.4 随机信号雷达的未来可能应用参考文献第7章 地面介电常数自动测量与使用含局部对象响应的GPR图像的目标位置自动探测7.1 引言7.2 电容率测量7.3 Hough变换用于双曲线检测7.3.1 二元成像7.3.2 GPR信号的Hough变换7.3.3 加速Hough变换计算7.4 Hough空间对电容率误差的依赖性7.5 计算电容率的算法7.6 Hough变换方法的结论7.7 自动目标探测方法的性能数值评估7.8 目标探测方法的度量标准7.9 模拟GPR图像中的目标探测7.10试验GPR图像中的目标探测7.11小结参考文献第8章 均匀半空间附近目标的UWB后向散射8.1 引言8.2 具有地参数的分层半空间内的超宽带信号散射8.2.1 对象8.2.2 问题求解方法8.2.3 数值计算结果8.3 双基地情况下完全导电目标的脉冲特性8.3.1 问题解决方法8.3.2 椭圆体脉冲特性8.3.3 双基地情况下飞机模型的瞬态响应计算8.4 位于均匀半空间附近的完全导电体所散射的脉冲信号8.4.1 问题的公式与主要计算关系8.4.2 数值结果参考文献第9章 超宽带雷达的医学应用9.1 引言9.1.1 超宽带雷达医学成像的潜力与好处9.1.2 章节回顾9.2 电磁波与人体组织9.2.1 简介9.2.2 空军研究实验室Gabriel组织特性数据库9.2.3 生物组织的反射性9.3 采用UWB雷达进行心率和呼吸率测量9.3.1 遥控PMR9.3.2 生命征兆监测器9.4 用于胸腔和颅内创伤诊断的UWB雷达9.4.1 背景9.4.2 用于气胸检测的UWB雷达9.4.3 雷达对颅内出血的检测9.4.4 出血性中风的检测9.4.5 小结9.5 用于肿瘤检测的UWB雷达9.5.1 组织对比度和UWB雷达肿瘤检测9.5.2 雷达的肿瘤检测方法9.5.3 用于医学诊断的微波成像9.5.4 医学微波断层扫描9.5.5 UWB雷达成像和断层扫描技术的未来发展方向9.6 UWB雷达医学应用小结致谢参考文献第10章 大电流辐射器: 问题、 分析和设计10.1 引言10.2 LCR天线的基本原理10.3 LCR驱动信号发生器的设计10.3.1 含双极型晶体管的开关10.3.2 电子雪崩晶体管开关10.3.3 用S二极管作为开关10.3.4 硅场效应晶体管开关10.3.5 GaAs FET开关10.3.6 微波电路开关10.3.7 LCR激励小结10.4 辐射UWB脉冲电磁场的天线设计10.4.1 UWB LCR天线尺寸10.4.2 LCR天线近场和远场特性10.4.3 返回环路屏蔽是如何影响LCR辐射的10.4.4 如何降低辐射器感应10.4.5 多单元LCR辐射器的设计10.4.6 如何控制LCR辐射的脉冲持续时间10.5 小结10.6 致谢参考文献第11章 Novelda纳米脉冲雷达11.1 引言11.2 Novelda脉冲雷达概述11.3 Novelda纳米脉冲雷达CTBV信号获取系统11.3.1 通过CTBV编码获取信号11.4 Novelda雷达通过脉冲重复频率参差的扩大最大不模糊11.5 Novelda雷达――高速和低功耗创新11.6 Novelda雷达――流水线式数据输出11.7 Novelda雷达开发套件11.8 Novelda雷达天线11.9 小结致谢参考文献第12章 材料穿透UWB雷达成像的原理和方法12.1 引言12.2 工作和设计原理12.2.1 基于材料工作环境的分类12.2.2 材料穿透雷达的主要性能指标12.2.3 系统级设计的限制和权衡12.3 实施方法12.3.1 支持宽带工作的方法12.3.2 雷达目标特征测量12.3.3 天线工作条件12.4 雷达成像方法12.4.1 信号处理技术12.4.2 雷达图像显示技术12.4.3 图像判读12.5 SAR成像方案12.5.1 天线在远场条件工作的UWB SAR12.5.2 用于探测植被中物体的前视UWB SAR12.5.3 用于地雷探测的侧视UWB SAR12.6 逆SAR成像方案12.6.1 采用穿墙ISAR技术跟踪动目标12.6.2 用于旋转动目标高分辨成像的ISAR12.7 采用有限尺寸物理孔径进行成像12.8 医学UWB雷达干涉成像12.9 小结参考文献第13章 全息探地雷达技术与应用13.1 引言13.2 雷达的描述13.2.1 HSR的设计13.2.2 点散射体的理论分析13.2.3 验证低衰减介质的RASCAN图像13.3 HSR应用领域和示范13.3.1 RASCAN建筑结构测量13.3.2 建筑物浸水检测13.3.3 安保应用13.3.4 人道形式的探矿13.4 小结致谢参考文献第14章 Xaver穿墙超宽带雷达设计研究14.1 引言14.2 Xaver雷达设计目标14.2.1 功能: 提供建筑物内高质量的实时三维影像14.2.2 频率选择14.2.3 穿墙成像技术14.3 最先进的穿墙雷达14.4 设计Camero Xaver 400和800系列雷达穿墙系统14.4.1 Camero Xaver 800穿墙雷达14.4.2 Camero Xaver 400手持型穿墙雷达14.5 Camero Xaver雷达先进的设计特点14.5.1 天线系统模型14.5.2 基于信息理论测量天线质量14.5.3 天线信息容量的例子14.5.4 天线阵列配置小结14.6 Camero Xaver雷达的高分辨率穿墙成像14.6.1 背景与目标14.6.2 高分辨率实时雷达成像的技术问题14.7 高分辨率成像的实验结果14.7.1 Camero Xaver 800穿墙雷达系统14.7.2 时间延迟补偿效果14.8 小结致谢参考文献第15章 Camero公司信噪比改善的雷达信号采集系统15.1 引言15.2 SAS设计目标15.2.1 信号、 噪声和接收机的动态范围15.2.2 接收机的信噪比改善15.3 Camero公司, UWB雷达的信号采集系统和方法15.3.1 Camero公司SAS系统的组成和信号处理15.3.2 Camero公司的信号处理方法15.3.3 SAS系统对信噪比的改进15.3.4 Camero公司的SAS系统的设计15.3.5 Camero公司SAS系统的积分周期计算15.3.6 信号积分的替代方法15.3.7 Camero公司的SAS的通用工作原理15.4 小结参考文献第16章 Camero公司的用于距离单元同步的时间延迟校准系统16.1 引言16.2 多通道雷达系统的时间延迟问题16.3 多通道系统的相干配准16.4 Camero公司的时间延迟校准系统16.4.1 时延测量过程的目标16.4.2 时间延迟测量16.5 Camero TDCS的实际应用系统16.5.1 设计目标和要求16.5.2 时间延迟估算模块的设计16.5.3 TDCS的性能16.6 小结致谢参考文献第17章 Camero公司的检测隐藏武器的超宽带雷达17.1 引言17.2 先进的CWD系统17.2.1 人体扫描技术概述17.2.2 高分辨率的人体扫描仪17.2.3 低分辨率远距离筛选系统17.2.4 人体扫描功能概述17.3 Camero公司的超宽带雷达隐藏武器检测系统17.3.1 研究背景17.3.2 设计UWB隐藏武器成像雷达17.4 小结致谢参考文献 上一篇: 国防电子信息技术丛书 脉冲多普勒雷达 原理、技术与应用 [英] Clive Alabaster(C·阿拉巴斯特 下一篇: 国防电子信息技术丛书 阵列天线理论与工程应用 王建,郑一农,何子远 编著 2015年版