《超寬帶沖激雷達技術與應用》主要包括兩大部分內(nèi)容:首部分(第1~3章),論述了超寬帶沖激雷達理論基礎與系統(tǒng)設計方法;第二部分(第4~9章),按照超寬帶沖激雷達系統(tǒng)體制從單發(fā)單收到多發(fā)多收的技術發(fā)展路線,分別介紹了反隱身雷達、探地雷達、雷達生命探測儀、穿墻雷達、雷達安檢門、醫(yī)學超寬帶雷達從軍事到民用的多個行業(yè)應用。
《超寬帶沖激雷達技術與應用》可作為從事超寬帶雷達工程應用開發(fā)的科研人員的工程指導書,也可作為雷達專業(yè)教師和研究生的參考書。
隨著寬帶射頻器件及高速處理芯片的不斷發(fā)展,超寬帶(UWB)沖激雷達技術日益進步,并獲得廣泛應用:反隱身雷達在探測隱身飛機等軍事目標以及無人機等“低、小、慢”目標方面具有天然的技術優(yōu)勢;探地雷達在地質(zhì)勘探、市政管線定位和考古發(fā)掘等方面已大量使用;雷達生命探測儀在地震、塌方等災害救援任務中逐漸普及:穿墻雷達正成為軍警巷戰(zhàn)、反恐等任務的重要工具;雷達安檢門為機場、高鐵等公共場所的人體非觸式安檢提供了可行的技術途徑;醫(yī)學超寬帶雷達將有望為人體生命體征非觸式監(jiān)測、醫(yī)學成像提供全新的技術發(fā)展方向。
本書融合作者在超寬帶雷達研究領域長期的技術積累和工程經(jīng)驗,對超寬帶沖激雷達的理論、設計及應用進行了詳細介紹,力求使讀者對超寬帶沖激雷達的理論與設計、發(fā)展與應用有清晰全面的了解,以促進該技術的持續(xù)進步,更好地為人類的生產(chǎn)、生活服務。
本書的主要內(nèi)容包括超寬帶沖激雷達理論基礎及各種行業(yè)應用兩大部分。第1章概括講述了超寬帶雷達的技術特點、分類和發(fā)展現(xiàn)狀。第2章詳細介紹了超寬帶沖激雷達目標探測理論,包括脈沖雷達信號的定義、數(shù)學分析方法、目標參數(shù)測量、時域脈沖雷達方程和系統(tǒng)設計步驟等內(nèi)容。第3章詳細介紹了超寬帶沖激霄達系統(tǒng)設計方法,包括發(fā)射機、接收機、天線和信號處理等內(nèi)容。第4-9章按照雷達系統(tǒng)體制從單發(fā)單收到多發(fā)多收、從軍事到民用的技術發(fā)展路線與歷史沿革,分別詳細介紹了反隱身雷達、探地雷達、雷達生命探測儀、穿墻雷達、雷達安檢門、醫(yī)學超寬帶雷達等行業(yè)應用。
在本書的寫作過程中,國防科技大學袁乃昌教授、張光甫教授,中國地質(zhì)大學(武漢)鄧世坤教授給予了專業(yè)支持,中南大學張鋒、容睿智、張巖松、趙旸、趙銳、金養(yǎng)昊、朱政亮、王亞夫等同學提供了大力幫助,在此一并表示衷心感謝!
由于作者水平有限,書中錯誤難免,望讀者不吝指正!
第1章 概述
1.1 超寬帶沖激雷達特點
1.2 超寬帶沖激雷達分類
1.3 超寬帶沖激雷達發(fā)展歷史及現(xiàn)狀
1.3.1 中遠距離超寬帶沖激雷達
1.3.2 近距離超寬帶沖激雷達
第2章 超寬帶沖激雷達目標探測理論
2.1 沖激脈沖雷達信號
2.1.1 單位沖激信號與系統(tǒng)沖激響應
2.1.2 實際應用中典型的脈沖雷達信號
2.2 沖激脈沖雷達信號的數(shù)學分析方法
2.2.1 時域分析方法
2.2.2 復頻域分析方法
2.2.3 時域數(shù)值方法與離散復頻域分析
2.3 目標參數(shù)測量
2.3.1 超寬帶測量基本原理
2.3.2 測量域分辨力耦合
2.3.3 超寬帶沖激雷達信號的模糊函數(shù)
2.4 時域沖激雷達方程
2.4.1 時域電磁輻射與達朗貝爾方程
2.4.2 時域沖激雷達方程
2.5 系統(tǒng)設計步驟
2.5.1 基本設計步驟
2.5.2 典型的設計算例
第3章 超寬帶沖激雷達系統(tǒng)工程設計
3.1 超寬帶沖激雷達系統(tǒng)組成
3.2 超寬帶沖激雷達發(fā)射機
3.2.1 發(fā)射機參數(shù)的規(guī)范化定義
3.2.2 脈沖源類型介紹
3.2 ,3高重頻固態(tài)脈沖源設計
3.2.4 大功率固態(tài)脈沖源設計
3.2.5 相干合成技術
3.3 超寬帶沖激雷達接收機
3.3.1 接收機參數(shù)的規(guī)范化定義
3.3.2 超寬帶沖激雷達時域最優(yōu)相關接收機理論
3.3.3 接收機類型介紹
3.3.4 高速等效采樣接收機設計
3.4 超寬帶沖激雷達天線
3.4.1 天線參數(shù)的規(guī)范化定義
3.4.2 時域超寬帶天線基本類型介紹
3.4.3 漸變開槽天線設計
3.4.4 蝴蝶結天線設計
3.4.5 平面TEM喇叭天線設計
3.4.6 時域天線陣列
3.4.7 時域波束掃描
3.5 超寬帶沖激雷達主控系統(tǒng)
3.5.1 超寬帶沖激雷達主控系統(tǒng)基本任務與組成
3.5.2 時序控制電路設計
3.6 超寬帶沖激雷達信號處理算法
3.6.1 超寬帶沖激雷達信號處理算法面臨的主要任務
3.6.2 時域射頻抑制算法
3..6.3時域雜波抑制算法
3.6.4 時域低信雜比檢測算法
第4章 反隱身雷達
4.1 隱身與反隱身的基本理論
4.1.1 雷達目標隱身的基本原理
4.1.2 超寬帶雷達的反隱身機理
4.2 反隱身雷達原理樣機系統(tǒng)設計
4.2.1 反隱身雷達的主要技術參數(shù)
4.2.2 反隱身雷達原理實驗樣機設計
4.2.3 反隱身雷達原理樣機的數(shù)據(jù)測量
4.3 反隱身雷達原理樣機數(shù)據(jù)處理
4.3.1 測距范圍與距離門搜索
4.3.2 距離解模糊
4.4 反隱身雷達應用與發(fā)展趨勢
4.4.1 反隱身雷達在戰(zhàn)場的成功應用
4.4.2 反隱身雷達的技術發(fā)展趨勢
第5章 探地雷達
5.1 探地雷達的基本理論
5.1.1 介質(zhì)中電磁場波動方程
5.1.2 介質(zhì)的電參數(shù)對電磁波傳播的影響
5.1.3 電磁波在多層介質(zhì)中的傳播
5.2 探地雷達的系統(tǒng)設計
5.2.1 探地雷達的主要技術參數(shù)
5.2.2 探地雷達的系統(tǒng)設計
5.2.3 探地雷達的野外測量方式
5.3 探地雷達數(shù)據(jù)處理與解釋
5.3.1 常規(guī)處理
5.3.2 偏移處理
5.3.3 雷達圖像的增強處理
5.3.4 數(shù)據(jù)解釋
5.4 探地雷達技術的應用與發(fā)展趨勢
5.4.1 探地雷達的工程應用
5.4.2 探地雷達的技術發(fā)展趨勢
第6章 雷達生命探測儀
6.1 雷達生命探測儀的基本理論
6.1.1 人體生命特征信號的時域多普勒效應
6.1.2 人體目標散射特性及影響因素
6.2 雷達生命探測儀的系統(tǒng)設計
6.2.1 雷達生命探測儀的主要功能及技術參數(shù)
6.2.2 雷達生命探測儀的系統(tǒng)設計
6.2.3 雷達生命探測儀的數(shù)據(jù)測量
6.3 雷達生命探測儀的數(shù)據(jù)處理
6.4 雷達生命探測儀的應用與發(fā)展趨勢
6.4.1 雷達生命探測儀在災害救援現(xiàn)場的應用
6.4.2 雷達生命探測儀的技術發(fā)展趨勢
第7章 穿墻雷達
7.1 穿墻雷達的基本理論
7.1.1 墻體材質(zhì)的介電性質(zhì)
7.1.2 電磁波穿墻傳播中的衰減和色散
7.1.3 穿墻雷達的基本工作原理
7.2 穿墻雷達的系統(tǒng)設計
7.2.1 穿墻雷達的主要功能及技術參數(shù)
7.2.2 穿墻雷達的系統(tǒng)組成
7.2.3 穿墻雷達的數(shù)據(jù)測量
7.3 穿墻雷達數(shù)據(jù)處理
7.3.1 穿墻雷達數(shù)據(jù)預處理
7.3.2 穿墻雷達成像基本算法
7.3.3 墻體參數(shù)估計
7.3.4 目標跟蹤與卡爾曼濾波
7.4 穿墻雷達技術的應用與發(fā)展趨勢
7.4.1 穿墻雷達的實際應用
7.4.2 穿墻雷達的技術發(fā)展趨勢
第8章 雷達成像安檢門
8.1 雷達成像安檢門的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
8.1.1 被動式毫米波成像雷達安檢門
8.1.2 主動式毫米波雷達安檢門
8.1.3 其他頻段的雷達安檢門
8.2 超寬帶雷達安檢門
8.2.1 超寬帶雷達安檢門構想
8.2.2 MIMO雷達陣列設計
8.2.3 MIMO-SAR雷達方程
8.2.4 MIMO-SAR成像原理
第9章 醫(yī)學超寬帶雷達
9.1 非接觸式超寬帶生命體征監(jiān)測雷達
9.1.1 生命體征及其檢測技術
9.1.2 非接觸式超寬帶生命體征監(jiān)測雷達原理
9.2 超寬帶微波成像乳腺癌檢測系統(tǒng)
9.2.1 乳房組織的介電特性
9.2.2 微波成像檢測乳腺癌的發(fā)展現(xiàn)狀
9.2.3 脈沖式微波成像乳腺癌檢測系統(tǒng)
9.3 超寬帶雷達醫(yī)學成像系統(tǒng)
9.3.1 超寬帶雷達醫(yī)學成像系統(tǒng)的構想
9.3.2 基于能量估計的分布目標微波成像算法
參考文獻