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出版者:國防工業齣版社

作者:中航雷達與電子設備研究院

出品人:

頁數:359

译者:

出版時間:2005-1

價格:20.00元

裝幀:平裝(無盤)

isbn號碼:9787118037050

叢書系列:

圖書標籤:

• 雷達
• 雷達係統
• 信號處理
• 電磁波
• 目標探測
• 無綫電工程
• 電子工程
• 軍事技術
• 通信工程
• 遙感技術

好的，這是一本名為《數字信號處理基礎與應用》的圖書簡介，內容力求詳實且自然流暢： --- 《數字信號處理基礎與應用》圖書簡介 導言：跨越模擬與數字的橋梁 在當代工程技術領域，無論是通信、聲學、圖像處理，還是生物醫學工程，數字信號處理（Digital Signal Processing, DSP）都是不可或缺的核心技術。它不僅是連接物理世界模擬信號與計算機數字世界的關鍵橋梁，更是實現高效信息獲取、分析、傳輸和存儲的基石。本書《數字信號處理基礎與應用》旨在為讀者提供一個全麵、深入且具有實踐指導意義的DSP學習路徑，使讀者能夠紮實掌握理論精髓，並熟練應用於實際工程問題之中。 本書並非聚焦於特定的雷達係統原理，而是將視角投嚮瞭支撐所有現代信號分析技術的一般性、通用性框架。我們相信，理解瞭信號的本質及其在離散域中的變換規律，纔能真正駕馭任何復雜的應用場景。 第一部分：離散信號與係統的理論基石 本書的前半部分著重構建堅實的數學和理論基礎。我們從信號的本質齣發，詳細闡述瞭連續時間信號如何被精確地離散化，以及采樣定理（如著名的奈奎斯特-香農采樣定理）在理論和實際操作中的重要性與局限性。 1. 離散時間信號的錶示與性質： 我們深入探討瞭離散時間信號的錶示形式，包括序列的錶示、時移、尺度變換以及周期性分析。關鍵的章節會詳細剖析序列的能量、功率概念，並引入重要的基本序列，如單位衝激序列和單位階躍序列，這些是構建所有復雜信號和係統的基本單元。 2. 離散時間係統的分析： 係統是信號處理的核心對象。本書係統地介紹瞭綫性時不變（LTI）係統的基本特性——綫性、時不變性、因果性與穩定性。通過捲積和差分方程，我們展示瞭如何通過係統的脈衝響應完全刻畫一個LTI係統。特彆地，對於因果穩定性的判斷標準，我們提供瞭詳細的推導和豐富的案例分析。 3. 離散時間傅裏葉變換（DTFT）與Z變換： 理解信號在頻域的分布是處理信號的關鍵。我們詳盡闡述瞭DTFT的定義、性質及其在分析係統頻率響應中的作用。隨後，Z變換作為DTFT的推廣和更強大的工具，被給予瞭核心地位。我們不僅覆蓋瞭單邊和雙邊Z變換的求解技巧，更重要的是，我們深入分析瞭Z平麵上的極點和零點如何直接決定係統的動態特性和穩定性邊界，這是從理論走嚮設計的第一步。 第二部分：變換域的深度挖掘與快速實現 本部分轉嚮實際操作層麵，聚焦於離散傅裏葉變換（DFT）及其高效實現——快速傅裏葉變換（FFT）。 4. 離散傅裏葉變換（DFT）： DFT被視為DTFT在有限樣本下的周期性離散近似。本書詳細解釋瞭DFT與周期延拓、頻譜混疊（Aliasing）之間的內在聯係。我們不僅介紹瞭DFT的定義，更重要的是，探討瞭其計算復雜性——$O(N^2)$的復雜度對於現代實時處理的瓶頸。 5. 快速傅裏葉變換（FFT）算法： 為瞭剋服DFT的計算瓶頸，FFT算法應運而生。本書不僅介紹瞭最常見的按時間抽取（Cooley-Tukey）FFT算法，還涉及瞭蝶形運算圖的構建和不同分解方式（如按時間抽取和按頻率抽取）的原理。我們提供瞭清晰的流程圖和僞代碼，幫助讀者理解如何從數學公式轉化為高效的計算實現，強調瞭其在實際數據處理中的效率優勢。 第三部分：濾波器設計與實際應用 理論的最終目的是指導實踐，濾波器設計是DSP應用中最核心的環節之一。本書區分並詳細介紹瞭IIR（無限脈衝響應）和FIR（有限脈衝響應）兩種主流濾波器結構。 6. FIR 濾波器設計： FIR 濾波器因其本質上的綫性相位特性（即不引入相位失真）而在許多對精度要求極高的應用中占據主導地位。我們詳細介紹瞭直接設計法、頻域法，重點闡述瞭窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗等）的選擇標準、截斷效應分析及其對通帶和阻帶紋波的影響。此外，我們也涵蓋瞭頻率采樣法和最優濾波器設計（如Parks-McClellan算法的原理概述）。 7. IIR 濾波器設計： IIR 濾波器以其較低的階數實現陡峭的過渡帶而著稱。本書係統地介紹瞭模擬濾波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）的設計原理。隨後，我們詳細講解瞭從連續時間係統到離散時間係統的雙綫性變換法和脈衝響應不變法的推導過程，並分析瞭這兩種方法在頻率映射上的特性和潛在的頻率壓縮問題。 第四部分：高級主題與係統實現考量 本書的最後一部分將理論知識與現代DSP係統實現的需求相結閤。 8. 隨機信號處理基礎： 我們引入瞭隨機過程的基本概念，如寬平穩隨機過程和遍曆性。重點分析瞭隨機過程通過LTI係統的輸齣自相關函數和功率譜密度（PSD）的變化，這對於理解噪聲對信號處理的影響至關重要。維納-霍夫曼方程和功率譜估計的基本思想也在此章節有所涉及。 9. 多相濾波與抽取濾波器組： 對於現代通信和多媒體處理，高效的濾波和采樣率轉換是必需的。本書詳細討論瞭多相分解的概念，它如何簡化高階濾波器的實現，以及如何利用抽取和插值濾波器實現精確的采樣率轉換，確保信號在不同采樣率係統間無損交互。 總結與展望 《數字信號處理基礎與應用》力求成為一本從原理到實踐的綜閤指南。本書的結構經過精心設計，確保讀者能夠循序漸進地建立起對信號、係統、變換和設計方法的深刻理解。學習本書後，讀者將具備分析和設計復雜信號處理算法所需的堅實理論基礎，能夠自信地應對如音頻壓縮、圖像增強、通信係統基帶處理等諸多工程挑戰。本書的內容覆蓋瞭DSP領域的經典核心，為後續深入研究更前沿的特定應用領域（如自適應濾波、語音識彆或特定傳感器數據分析）打下瞭堅不可摧的根基。 ---

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我曾嘗試將這本書推薦給我的幾位剛畢業的同事，但反饋普遍是“太難啃瞭”。這本《雷達係統》的難度麯綫幾乎是垂直上升的。它似乎假設讀者已經具備瞭紮實的電磁場理論基礎，並且對信號處理的概念瞭如指掌。書中關於目標跟蹤算法的介紹，如卡爾曼濾波和擴展卡爾曼濾波的應用，雖然是經典的章節，但講解方式更像是直接展示結論，而非循序漸進地引導讀者理解其在多目標跟蹤場景下的局限性與改進方嚮。讀完這部分，我依然不太清楚，在麵對大量假目標和真實目標混閤齣現時，究竟該如何調整濾波器的初始參數以達到最優的虛警率與漏檢率平衡。這本書的價值在於它提供瞭一個極其堅實的理論框架，讓你知道“為什麼是這樣”，但對於“在特定工程限製下，我該怎麼做”的實用指導，則顯得捉襟見肘。它更像是一部哲學著作，指導思想是宏大的，但實際操作層麵的“招式”則需要讀者自行去其他更偏嚮工程實踐的資料中挖掘和補充。

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翻開這本《雷達係統》，我首先注意到的是它那略顯老舊的排版和插圖風格，這讓我一度懷疑是不是買到瞭早期的影印版。不過，一旦進入正題，那種嚴謹的理工科邏輯便占據瞭主導地位。這本書最齣彩的地方在於它對雷達方程的剖析，簡直做到瞭細緻入微、無懈可擊。作者沒有簡單地拋齣那個著名的方程，而是花瞭大量的篇幅解釋瞭其中每一個參數——從係統噪聲係數到目標雷達截麵積（RCS）的統計分布——是如何在實際環境中被測量和估算的。尤其是關於RCS建模的部分，書中列舉瞭多種幾何形狀的散射特性，配以大量的錶格數據，對於需要進行係統級仿真設計的工程師來說，簡直就是一本“工具書”。但說實話，這種對細節的極緻追求，也使得全書的閱讀節奏非常緩慢，很多時候，我需要對照著書中的圖錶，在草稿紙上重新推導一遍纔能真正消化吸收。閱讀體驗上，如果能配閤一些現代化的仿真工具的演示或鏈接，那就更完美瞭，純文字和二維圖錶在理解三維空間中的波束賦形時，總覺得隔著一層紗。

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這本書給我的感覺，就像是走進瞭一間堆滿瞭精密儀器的實驗室，一切都井然有序，但又帶著一股子沉重的曆史感。對於我這種主要負責硬件集成和係統維護的人員來說，這本書的理論深度顯然超齣瞭我的日常需求範疇。我真正需要的是關於如何在高濕熱環境下保證微波模塊的長期可靠性，或是如何優化饋電網絡以減少功耗的實際經驗分享。這本書對此幾乎沒有涉及，它更像是一本為理論物理學傢或需要設計全新體製的研發人員準備的“武功秘籍”。書中的數學推導和物理模型構建非常優美，尤其是在解釋超視距（OTH）雷達的工作原理時，作者巧妙地結閤瞭大氣波導效應，讓人嘆服於早期科學傢的洞察力。但問題是，在實際操作中，很多理想化的假設條件（比如均勻大氣、標準目標）在現實中難以滿足，而這本書對於這些“非理想情況”的討論，顯得相對保守和不足。它教會瞭你如何建造一個完美的雷達，卻沒怎麼告訴你，當現實世界的乾擾無處不在時，該如何打補丁。

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這本《雷達係統》的厚度著實令人望而生畏，但一旦翻開，那種撲麵而來的專業氣息，仿佛把我直接拽進瞭一個充滿電磁波和復雜算法的迷宮。我花瞭整整一個周末纔勉強啃完前三章，最大的感受是，作者在理論基礎的構建上可謂是煞費苦心。從麥剋斯韋方程組的娓娓道來，到各種天綫陣列的幾何布局，每一個公式的推導都清晰得像是數學教科書的典範。不過，對於一個更側重應用層麵的工程師來說，這種純粹的理論堆砌，初看之下確實有些枯燥乏味，很多章節讀起來需要不斷地查閱高等數學參考書纔能跟上作者的思路。我特彆欣賞其中關於多普勒效應在目標速度測量中的精妙應用的闡述，那部分文字描述得極為生動，仿佛能親眼看到信號如何在接收端被精確地調製和解調，從而揭示齣運動體的奧秘。然而，關於現代閤成孔徑雷達（SAR）的高級成像技術，似乎著墨不多，或許是為瞭控製篇幅，但在當前遙感和測繪領域日益重要的背景下，這點略顯遺憾。總而言之，這是一本紮實的理論基石，但閱讀過程對讀者的數學功底要求極高，絕非輕鬆的“快餐讀物”。

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說實話，我是在朋友的極力推薦下纔購入這本《雷達係統》的，本來是抱著學習新技術的期待，沒想到裏麵內容更偏嚮於“曆史迴顧與經典迴顧”。整本書的寫作風格非常古典，行文流暢，但似乎缺乏一些對前沿熱點問題的關注。比如，對於近幾年大熱的基於機器學習的雷達信號處理，書中隻是在最後幾頁作為腳注提瞭一句，這讓我這個渴望瞭解AI如何賦能雷達的新手大失所望。我更感興趣的是那些能夠迅速應用到實際項目中的算法優化和工程實現細節，比如如何有效處理海雜波、如何降低旁瓣泄露等“髒活纍活”。這本書在傳統脈衝多普勒雷達的原理分析上確實無可挑剔，那些關於雜波抑製和目標檢測的經典方法，講解得層層遞進，非常適閤作為入門級教材的補充閱讀。但總感覺，它像是一位德高望重的老教授在迴顧他一生的研究成果，雖然精湛，但少瞭些與時代接軌的活力。如果想瞭解最新的固態發射、相控陣技術的發展趨勢，這本書可能無法提供你想要的“爆點”。

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