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微弱信號檢測技術及系統

  • 作者:編者:王海燕//申曉紅//董海濤|責編:孟宇
  • 出版社:電子工業
  • ISBN:9787121493461
  • 出版日期:2025/07/01
  • 裝幀:平裝
  • 頁數:313
人民幣:RMB 79.8 元      售價:
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內容大鋼
    本書以水聲微弱信號檢測系統為主線進行教學內容設計與編排,以水中弱小目標自主檢測為應用背景,突出系統的總體概念,從不同的角度揭示微弱信號檢測的機理並給出實現方法。教材內容共分5部分,12個章節,包含微弱信號檢測的基本概念及基礎理論、濾波理論、經典檢測方法、其他檢測方法以及微弱信號檢測系統設計。本書旨在令學生掌握微弱信號檢測技術及系統必備的基礎理論知識,體會和領悟系統的設計方法與設計原則,使學生初步具備解決實際問題的能力。
    本書可作為兵器科學與技術、信息與通信工程、檢測技術與自動化裝置、機械電子工程、水聲工程等相關專業的研究生和高年級本科生的教材,也可供有關聲吶、雷達、通信、醫學、生命科學、故障診斷等領域專業工程技術人員自學參考。

作者介紹
編者:王海燕//申曉紅//董海濤|責編:孟宇

目錄
第1章  概論
  1.1  微弱信號檢測的基本概念及檢測系統的組成
  1.2  微弱信號檢測的特點
  1.3  本書各章節安排及教學建議
  習題
第2章  信號統計檢測的基本理論
  2.1  信號統計檢測的基本模型
    2.1.1  二元假設檢驗
    2.1.2  似然比檢驗
    2.1.3  二元信號統計檢測的模型
  2.2  判決準則
    2.2.1  貝葉斯準則
    2.2.2  最小錯誤概率準則
    2.2.3  最大似然準則
    2.2.4  極小化極大準則
    2.2.5  奈曼-皮爾遜準則
  2.3  信號統計檢測的性能討論
    2.3.1  二元統計檢測的一般步驟
    2.3.2  檢驗統計量
    2.3.3  檢測性能與信噪比的關係
    2.3.4  接收機工作特性在不同準則下的解
    2.3.5  檢測性能與檢驗統計量、概率分佈之間的關係
  2.4  蒙特卡羅性能評估
  習題
第3章  信號、干擾的模型及特徵
  3.1  接收機觀測樣本模型
  3.2  水聲通道的模型與特徵
  3.3  檢測中信號的模型與特徵
    3.3.1  常用主動檢測系統發射信號與特徵
    3.3.2  主動檢測中目標回波信號的模型與特徵
    3.3.3  被動檢測中艦船輻射聲信號的模型與特徵
  3.4  檢測中雜訊及干擾的模型與特徵
    3.4.1  海洋環境雜訊的特徵
    3.4.2  艦船、潛艇、魚雷的自雜訊
    3.4.3  海洋中的混響特徵
    3.4.4  目標檢測中典型雜訊模型
  3.5  觀測樣本的表示方法及信噪比定義
    3.5.1  解析信號
    3.5.2  窄帶信號的複數表示
    3.5.3  信號的數字表示
    3.5.4  微弱信號檢測的信噪比及信噪比增益
  3.6  微弱信號檢測的內容體系
  習題
第4章  微弱信號檢測的時域濾波
  4.1  匹配濾波器
    4.1.1  最大輸出信噪比模型
    4.1.2  白雜訊背景下的匹配濾波器
    4.1.3  白雜訊背景下匹配濾波器的信噪比增益
    4.1.4  色雜訊背景下的廣義匹配濾波器
    4.1.5  匹配濾波器的檢測性能

    4.1.6  匹配濾波器的適應性
    4.1.7  兩種常用主動發射信號匹配濾波器的輸出特性
  4.2  相關濾波器
    4.2.1  自相關濾波器與互相關濾波器
    4.2.2  相關濾波器與匹配濾波器的關係
    4.2.3  相關函數的估計方法
    4.2.4  相關函數的演算法實現
  4.3  相干濾波器
    4.3.1  相干濾波器的工作原理
    4.3.2  低通濾波與積分器之間的關係
  4.4  梳狀濾波器——時域同步平均
    4.4.1  白雜訊時域同步平均濾波器的信噪比增益
    4.4.2  色雜訊時域同步平均濾波器的信噪比增益
    4.4.3  時域同步平均濾波器的頻域描述
    4.4.4  時域同步平均與譜分析的區別
    4.4.5  信號周期的估計
  *4.5  維納濾波器與自適應濾波器
    4.5.1  最小均方誤差的維納濾波器
    4.5.2  自適應濾波器
    4.5.3  最小均方自適應濾波演算法
    4.5.4  基於最小均方演算法的自適應譜線增強器
  習題
第5章  微弱信號檢測的其他域濾波
  5.1  頻域濾波——傅里葉變換
    5.1.1  離散傅里葉變換
    5.1.2  線性調頻Z變換
    5.1.3  離散傅里葉變換頻域濾波的信噪比增益
  *5.2  空域濾波——波束形成
    5.2.1  波束形成的基本原理
    5.2.2  線列陣波束的形成
    5.2.3  環形陣與多波束
    5.2.4  基於最小均方演算法的空域窄帶波束的形成
    5.2.5  空域濾波的信噪比增益
  *5.3  空時通道濾波——時間反轉
    5.3.1  時間反轉聚焦的基本概念
    5.3.2  時間反轉的信噪比增益
  習題
第6章  高斯背景中確知信號的檢測
  6.1  帶限高斯白雜訊中確知信號的檢測
    6.1.1  最佳接收機的設計
    6.1.2  最佳接收機的檢測性能
  6.2  高斯白雜訊中具有未知參量信號的廣義似然比檢測
    6.2.1  廣義似然比方法原理
    6.2.2  高斯白雜訊中未知到達時間信號的檢測
    6.2.3  高斯白雜訊中幅度未知信號的檢測
    6.2.4  高斯白雜訊中單調信號的檢測
    6.2.5  周期圖譜估計對單頻信號的檢測性能
  6.3  艦船輻射雜訊的線譜檢測方法
    6.3.1  隨機過程和隨機序列的功率譜
    6.3.2  經典功率譜的估計方法

    6.3.3  艦船輻射雜訊包絡譜的獲取
    6.3.4  線譜檢測中譜峰的獲取方法
    6.3.5  干擾背景的平滑處理
  習題
第7章  高斯背景中隨機信號的檢測
  7.1  高斯分佈信號方差已知的檢測
    7.1.1  帶限白譜信號的檢測
    7.1.2  非白不相關信號的檢測
    7.1.3  非白相關信號的檢測
  7.2  高斯分佈信號方差未知的檢測
    7.2.1  信號方差頻域估計與最佳接收
    7.2.2  帶限白譜的預選濾波器的輸出信噪比
    7.2.3  任意譜預選濾波器的輸出信噪比
    7.2.4  積分器的信噪比增益
    7.2.5  實用能量檢測器的檢測性能
  習題
*第8章  時變高斯背景的恆虛警檢測
  8.1  高斯分佈時變背景中的恆虛警門限
    8.1.1  高斯分佈隨機過程的歸一化方法及點估計
    8.1.2  方差已知時均值的置信區間估計
    8.1.3  方差未知時均值的置信區間估計
    8.1.4  Neyman-Pearson準則自動門限與上置信限的關係
  8.2  慢時變背景中的時域自動門限形成技術
    8.2.1  均勻加權平均與指數加權平均
    8.2.2  連續滑動平均與自動門限
  8.3  混響背景中浮動門限恆虛警檢測及性能
    8.3.1  混響自回歸模型
    8.3.2  預白化匹配濾波
    8.3.3  自適應浮動門限檢測
    8.3.4  檢測性能分析
  習題
*第9章  廣義匹配隨機共振檢測理論與方法
  9.1  隨機共振的基本理論
    9.1.1  隨機共振的內涵與模型
    9.1.2  雙穩態隨機共振系統
    9.1.3  絕熱近似理論
    9.1.4  線性響應理論
  9.2  雜訊增強的隨機共振檢測理論:添加雜訊增強次優檢測器「上界」
  9.3  廣義匹配隨機共振檢測理論模型:多自由度的動態非線性濾波器
  9.4  過阻尼雙穩態匹配隨機共振的微弱信號增強檢測方法
    9.4.1  雙穩態隨機共振系統的數值求解
    9.4.2  動態過阻尼雙穩態匹配隨機共振的線譜增強檢測方法
    9.4.3  基於峰值信噪比的匹配隨機共振甚低頻線譜優化檢測方法
    9.4.4  非高斯脈衝雜訊下的匹配隨機共振檢測性能分析
  習題
第10章  基於高階統計量的信號檢測
  10.1  高階矩和高階累積量的概念
    10.1.1  單個隨機變數的高階矩和高階累積量
    10.1.2  多個隨機變數的高階矩和高階累積量
    10.1.3  平穩隨機過程的高階矩和高階累積量

  10.2  高斯隨機過程的高階矩和高階累積量
    10.2.1  單個變數的高階矩和高階累積量
    10.2.2  高斯隨機過程的高階矩和高階累積量
  10.3  高階矩譜和高階累積量譜
    10.3.1  高階矩譜和高階累積量譜的概念
    10.3.2  雙譜的性質
    10.3.3  雙譜估計方法
    10.3.4  累積量譜的一維切片
    10.3.5  1譜的估計方法與對雜訊的抑制
  10.4  基於高階累積量譜的信號檢測
    10.4.1  雙譜的信號檢測模型
    10.4.2  雙譜估計的信號檢測性能模擬
  10.5  基於高階矩的信號檢測
    10.5.1  三階矩的信號檢測模型
    10.5.2  三階矩的檢測性能模擬
  習題
第11章  預警(值更)輕量化檢測方法
  11.1  時變背景帶限信號的檢測
  11.2  二項檢測方法
    11.2.1  二項檢測方法的原理
    11.2.2  二項檢測與雙門限的關係
  11.3  過零檢測方法
    11.3.1  過零檢測方法的原理
    11.3.2  時變背景的過零檢測方法
  11.4  極性相關方法
  11.5  強隨機脈衝干擾的符合檢測方法
  11.6  序列檢測
  11.7  檢測系統平均功耗與預警檢測可靠性的關係
  習題
第12章  水聲微弱信號檢測系統的設計
  12.1  聲吶參數與聲吶方程
    12.1.1  聲吶參數
    12.1.2  主動聲吶方程
    12.1.3  被動聲吶方程
    12.1.4  應用聲吶方程的說明
  12.2  水聲檢測系統總體設計與參數計算
    12.2.1  兩種主動聲吶方程的選擇
    12.2.2  信號接收機的分類與構成
    12.2.3  主動回聲檢測的聲源級計算
    12.2.4  主動聲吶的空化現象與近場效應
    12.2.5  被動聲檢測的聲源譜級計算
    12.2.6  海洋環境雜訊級與混響級的計算
    12.2.7  回聲強度級的計算
    12.2.8  接收機檢測閾和門限值
    12.2.9  接收機靈敏度的計算
  12.3  水聲低雜訊接收機的電路設計
    12.3.1  放大器的概述
    12.3.2  放大器的雜訊指標與雜訊特性
    12.3.3  放大器的有源器件選擇
    12.3.4  常用的晶體管放大電路

    12.3.5  負反饋運算放大器電路
    12.3.6  接收機的阻抗匹配
    12.3.7  低雜訊接收機的電源與接地
  12.4  接收機的頻帶選擇與增益控制
    12.4.1  水聲最佳工作頻率
    12.4.2  接收機的通頻帶
    12.4.3  接收機常用有源濾波器的設計
    12.4.4  兩類常用有源濾波器電路的拓撲結構
    12.4.5  接收機自動增益控制電路的原理及指標
    12.4.6  接收機自動增益控制電路的實現方式
    12.4.7  典型水聲低功耗接收機的自動增益控制電路設計
  習題
附錄A 一些常用隨機變數的分佈
附錄B 檢測中常用隨機過程的特徵
參考文獻

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