Passive Millimeter-Wave Imaging Technology II pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Society of Photo Optical

作者:Smith, Roger M. (EDT)/ Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (COR)

出品人:

页数:178

译者:

出版时间:

价格:60

装帧:Pap

isbn号码:9780819428271

丛书系列:

图书标签:

• 毫米波成像
• 无源毫米波
• 成像技术
• 无线电频率
• 遥感
• 安全检测
• 医学成像
• 工业检测
• 微波技术
• 信号处理

毫米波成像技术的进步与应用：超越被动探测的疆界 本书聚焦于当前主动式和新型被动式毫米波成像技术的发展前沿、关键挑战及其在多个领域的深入应用。它旨在为从事高频电磁波研究、先进传感系统设计以及非接触式检测领域的工程师、研究人员和高级学生提供一个全面、深入且侧重于创新解决方案的知识平台。 本书结构严谨，从基础理论的巩固开始，逐步深入到最前沿的系统架构与信号处理方法，特别强调了如何克服传统毫米波成像（尤其是被动式系统）固有的分辨率限制和环境噪声干扰。 --- 第一部分：主动式与新型被动式系统的基础理论重构 本部分首先对现有的被动毫米波成像原理（如基于自然热辐射的系统）进行了简要回顾，但核心内容集中于主动式系统（如调频连续波LFM、脉冲超宽带UWB）在实现高分辨率成像方面的理论基础。 1. 毫米波频段电磁波传播特性与材料交互： 深入探讨了 30 GHz 至 300 GHz 频段内电磁波在大气、非金属介质（如塑料、陶瓷、复合材料）以及人体组织中的传播衰减、散射和穿透机制。详细分析了不同目标物体的介电常数和电导率对回波信号的影响，为设计高穿透力成像系统奠定理论基础。 2. 超宽带（UWB）与调频连续波（FMCW）雷达系统设计： 详细剖析了UWB脉冲的瞬态特性及其在时间域分辨率上的优势。针对FMCW系统，重点阐述了如何通过精确的调频斜率控制和混合器设计来优化距离分辨率和速度测量精度。书中包含了实现高线性度调频信号的电路级技术分析。 3. 阵列成像与合成孔径技术（SAR/ISAR）： 超越了传统的单站探测模式，本部分深入探讨了MIMO（多输入多输出）毫米波雷达系统的波束形成算法。详细介绍了如何通过虚拟阵列扩展等效孔径，以提高方位角分辨率。对于合成孔径雷达（SAR），阐述了在近距离、低空速（如无人机载荷）条件下的运动补偿技术和图像重建算法。 --- 第二部分：先进信号处理与图像重建算法 本部分是本书的核心，专注于如何将采集到的原始雷达数据（IQ数据、延迟线数据）转化为具有实际意义的高质量图像，重点突破了噪声、多径效应和散射限制。 4. 稀疏采样与压缩感知（Compressed Sensing, CS）在成像中的应用： 鉴于毫米波数据采集成本高昂，本章详细介绍了如何利用信号的稀疏性，采用L1范数最小化或基于迭代阈值的算法，在远低于奈奎斯特速率的条件下实现高保真度的图像重建。重点讨论了如何为特定的目标场景构建恰当的字典矩阵。 5. 基于深度学习的抗噪与目标识别： 本书系统性地引入了卷积神经网络（CNN）和生成对抗网络（GAN）在毫米波图像增强中的应用。内容涵盖： 去噪与伪影抑制： 使用深度网络模型学习和去除由多径反射和系统噪声引入的伪影。 目标分类与语义分割： 构建用于识别隐藏在非金属外壳下的异常物体（如管道缺陷、武器轮廓）的专用模型，并讨论了迁移学习在小样本数据集上的应用。 6. 层析成像与三维重建技术： 针对穿透性成像应用，重点介绍了层析成像（Tomography）方法，例如线性反演（Filtered Back Projection, FBP）和迭代重建算法（如BP-ART, SART）。详细分析了如何通过多角度或多频率扫描来优化层析成像中的角度覆盖不全问题，实现高精度的深度剖面图。 --- 第三部分：关键应用领域与系统集成 本部分将理论和算法应用于实际工程场景，讨论了系统集成中的工程挑战和优化策略。 7. 工业无损检测（NDT）与结构健康监测（SHM）： 在材料科学和土木工程领域，本书讨论了利用毫米波技术检测复合材料内部的空隙、分层和水侵入的详细方法。重点案例研究包括： 飞机蒙皮损伤检测： 如何在保持高扫描速度的同时，区分表面粗糙度和结构缺陷。 混凝土内部钢筋腐蚀监测： 利用穿透特性识别早期腐蚀导致的介电变化。 8. 高速交通流监测与环境感知： 探讨了毫米波雷达在智能交通系统（ITS）中的应用，特别是在恶劣天气（雨、雾）条件下替代光学传感器。内容包括： 多目标跟踪（Multiple Target Tracking, MTT）： 结合卡尔曼滤波和粒子滤波技术，实现对高密度交通流中车辆轨迹的鲁棒跟踪。 速度剖面测量： 利用多普勒频移分析实现对不同车道车辆的瞬时速度分布建模。 9. 医疗诊断与生物成像的新兴方向： 本书关注了毫米波在非接触式生物体征监测中的潜力，例如呼吸和心跳监测。讨论了如何通过高灵敏度的超外差接收机设计，从背景噪声中提取极微弱的生物运动信号。同时，也简要探讨了利用介电特性差异辅助早期癌症筛查的可能性，强调了数据处理对区分正常与病变组织的极端重要性。 --- 总结： 本书避免了对现有被动技术的简单复述，而是将重点完全放在主动探测能力的提升、数据处理复杂度的降低以及前沿机器学习算法在实际系统中的工程化落地上。通过对这些先进技术的深入解析，读者将能够掌握设计下一代高性能毫米波成像系统的关键知识和工具。

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