现代声学科学与技术丛书：声呐信号处理引论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

李启虎 著

图书标签:

• 声呐
• 信号处理
• 现代声学
• 声学科学
• 声学技术
• 引论
• 水声
• 雷达
• 电子工程
• 通信工程

出版社： 科学出版社有限责任公司

ISBN：9787030348333

版次：1

商品编码：11896222

包装：平装

丛书名： 现代声学科学与技术丛书

开本：16开

出版时间：2012-06-01

用纸：胶版纸

页数：322

字数：407000

正文语种：中文

内容简介

　　《现代声学科学与技术丛书：声呐信号处理引论》内容提要：声呐是目前用来进行水下观测、定位、识别和通信的主要设备，它在海洋开发中日益得到广泛的应用；而声呐工作状态的优劣，很大程度上取决于海洋水声环境和声呐信号处理技术。
　　《现代声学科学与技术丛书：声呐信号处理引论》以简明扼要的方式，向读者介绍声呐信号处理的基本原理及一些具有实用价值的热点课题。
　　《现代声学科学与技术丛书：声呐信号处理引论》内容分为三篇：第1篇预备知识，介绍了声呐信号处理中常用的基本知识，从信号与系统理论入手，进一步介绍估计与检测理论：第二篇声呐系统与波束成形理论，介绍了声呐系统设计的一般概念，对波束成形和数字式声呐的信号处理技术作了详细的描述；第三篇，用专题选讲的方式，针对水声工程技术的特点，就人们感兴趣的新技术和新概念作了简单介绍。
　　《现代声学科学与技术丛书：声呐信号处理引论》内容广泛、语言简练、层次分明，适合从事声呐系统研究的设计师、工程技术人员，以及有关专业的技术人员参阅，也可作为水声专业高年级学生的参考书。

内页插图

目录

第一篇 预备知识
第一章 概率论
一、样本空间与概率
二、随机变量与分布函数
三、随机变量的数字特征
四、大数定理和中心极限定理
五、随机过程简介
参考文献
第二章 信号与系统理论
一、信号与频谱
二、线性系统
三、信号的非线性运算
四、最佳估计理论与检测理论介绍
参考文献

第二篇 声呐系统与波束成形理论
第三章 声呐系统设计的一般概念
一、声呐系统的构成及特点
二、声呐方程
三、水声信道
四、海洋噪声
五、海洋中的混响
六、舰艇辐射噪声
七、声呐信号的最佳检测问题
三、圆阵与圆弧阵
四、加权与加档
五、基元离散分布的空间基阵
六、连续分布的基阵
七、普通波束成形的实现
参考文献
第五章 数字式声呐的信号处理
一、引言
二、采样与分层
三、数字滤波
四、快速傅里叶变换（FFT）
五、数字多波束系统
六、时域上波束成形的新方法
七、频域上的波束成形
八、自适应波束成形
参考文献。

第三篇 专题选讲
第六章 目标方位角、距离和速度的估计
一、声呐系统中的参数估计问题
二、线阵与圆弧阵的分裂波束定向
三、互谱法精确定向系统
四、目标测距与测速的实现
五、被动测距声呐原理
六、对目标参数的自动判决
七、水声信道的起伏对主动声呐检测的影响
参考文献
第七章 声呐设计中的计算机模拟
一、系统的计算机模拟的必要性
二、随机信号的模拟
三、声呐环境场的模拟
四、波束成形的计算机模拟
五、后置积累的计算机模拟
六、其他常用算法
参考文献

附录
1 常用数据
2 1／K倍频程
3 速度换算
4 长度换算
5 常用分贝换算
6 正态分布
7 sinc（x）函数表
8 贝塞尔函数J0（x）和J1（x）

《现代声学科学与技术丛书》已出版书目

前言/序言

现代声学科学与技术丛书：声呐信号处理引论 图书简介 本书是一部关于声呐信号处理领域的入门级专业著作，旨在为相关领域的科研人员、工程技术人员以及高等院校研究生提供一个全面而深入的学习平台。声呐（SONAR，Sound Navigation and Ranging），作为一种利用声波进行探测、定位、导航和通信的先进技术，其信号处理是实现这些功能的核心环节。从军事应用到海洋科学研究，从工业检测到医疗成像，声呐技术无处不在，而理解和掌握其背后的信号处理原理，则是驾驭这一强大工具的关键。 本书并非简单罗列各种算法，而是力求构建一个完整的知识体系，将复杂的声呐信号处理过程分解为一系列逻辑清晰、循序渐进的环节。我们将从声呐系统的基本构成出发，详细阐述声波在介质中的传播特性，以及声呐设备在收发过程中产生的各类信号。在此基础上，本书将深入探讨声呐信号处理的几个核心方面： 第一部分：声呐系统基础与信号模型 在正式进入信号处理之前，我们首先需要建立对声呐系统整体的认知。本部分将系统介绍各类声呐的类型，包括主动声呐与被动声呐，以及它们各自的工作原理和应用场景。我们将详细解析声呐系统的硬件组成，例如换能器、发射机、接收机、信号处理器以及显示设备等，并重点关注声波在水下或空气等传播介质中的物理特性，如衰减、折射、反射、散射等现象。 接着，我们将引入声呐信号的数学模型。这包括对回声信号、噪声信号的建模。我们将探讨不同类型的信号，如脉冲信号、连续波信号、调频信号等，并分析它们在时域和频域的特性。特别地，我们将深入研究水声信道对信号的影响，包括多径效应、多普勒效应、信道衰落等，这些都是声呐信号处理面临的挑战。 第二部分：信号的采集与预处理 声呐信号的质量直接影响后续处理的效果。因此，信号采集与预处理是至关重要的一步。本部分将详细介绍声呐信号的数字化过程，包括采样定理、量化误差等。我们将分析不同类型的传感器（如压电换能器、光纤传感器等）及其信号采集特性。 预处理阶段，我们将重点介绍降噪技术。在声呐应用中，噪声是无处不在的，包括环境噪声（如海洋生物噪声、船舶噪声）、设备噪声以及人为干扰噪声。我们将系统介绍经典的滤波算法，如Butterworth滤波器、Chebyshev滤波器、FIR滤波器和IIR滤波器等，并讨论如何根据噪声的特性选择合适的滤波器。此外，我们还将介绍更先进的降噪技术，例如维纳滤波、小波降噪等。 第三部分：目标检测与估计 在预处理后的信号中，如何准确地检测出目标的回声并估计其关键参数，是声呐信号处理的核心任务。本部分将围绕目标检测展开。我们将从统计信号处理的角度出发，介绍经典的检测器，如匹配滤波器，以及它在脉冲信号检测中的应用。我们将深入分析最大似然检测器（MLD）和最大后验概率检测器（MAPD）等最优检测理论，并讨论在实际应用中的权衡。 除了检测，我们还需要对目标进行参数估计，例如距离、速度、方位角、俯仰角等。本部分将介绍一系列参数估计算法。对于距离估计，我们将讨论基于时延测量的方法，如互相关法。对于速度估计，我们将讨论基于多普勒频移测量的方法。对于方位角和俯仰角估计，我们将介绍波束形成技术，包括延迟求和波束形成、自适应波束形成（如LCMV、MVDR）等。我们将详细阐述这些算法的原理、优缺点以及在不同场景下的适用性。 第四部分：目标识别与分类 当多个目标存在时，如何区分并识别出特定的目标，是声呐系统进一步提升性能的关键。本部分将聚焦于目标识别与分类技术。我们将从目标散射特性的角度出发，分析不同目标（如潜艇、水雷、鱼群、海底地形等）产生的回声信号在时域、频域和空间域上的差异。 我们将介绍基于特征提取的方法。这包括提取信号的时域特征（如包络、瞬时频率）、频域特征（如频谱、共振频率）以及空间域特征（如波束图、散射强度等）。在此基础上，我们将介绍多种分类器，如支持向量机（SVM）、K近邻算法（KNN）、决策树、神经网络等。我们将详细阐述这些分类器的构建过程，包括特征选择、模型训练和性能评估。 第五部分：先进声呐信号处理技术 随着声呐技术的不断发展，越来越多的先进信号处理技术被引入。本部分将对一些前沿技术进行介绍。 自适应信号处理： 针对时变和非平稳的声呐信号，自适应算法能够实时调整其参数以适应环境变化，例如自适应滤波、自适应波束形成。 机器学习与深度学习在声呐中的应用： 近年来，机器学习和深度学习在声呐信号处理领域取得了显著进展。我们将介绍如何利用深度神经网络（DNN）、卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）等模型来实现更精确的目标检测、识别和分类。 分布式与协同声呐： 随着传感器网络的发展，分布式和协同声呐成为研究热点。我们将探讨如何利用多个声呐传感器进行协同探测和信息融合，以提升探测范围和精度。 信号处理在水声通信中的应用： 声呐技术也广泛应用于水下通信。本部分将简要介绍水声信道的特点以及在通信系统中应用的信号处理技术，如调制解调、均衡等。 第六部分：实验与仿真 理论知识的学习离不开实践。本部分将引导读者进行声呐信号处理的实验与仿真。我们将介绍常用的声呐信号处理软件工具，如MATLAB、Python等，并提供一些经典的仿真案例，例如脉冲信号检测仿真、波束形成仿真、目标识别仿真等。我们还将讨论如何设计和进行实际的声呐实验，并对实验结果进行分析。 本书特色： 理论与实践相结合： 本书不仅深入阐述了声呐信号处理的理论基础，还提供了丰富的实例和仿真指导，帮助读者将理论知识应用于实践。 系统性与全面性： 本书构建了一个完整的声呐信号处理知识体系，涵盖了从基础概念到前沿技术的各个方面。 循序渐进的教学方法： 本书从易到难，由浅入深，适合不同背景的读者学习。 面向工程应用： 本书紧密结合声呐技术的实际应用需求，旨在培养具备解决实际工程问题能力的专业人才。 通过学习本书，读者将能够深刻理解声呐信号的产生、传播、接收以及处理的全过程，掌握各种先进的信号处理算法，并能够将其应用于实际的声呐系统设计、开发和优化中。本书将是您深入探索声呐科学与技术世界的宝贵指南。

评分☆☆☆☆☆

我一直对海洋科学充满了敬畏和好奇，而声呐作为海洋探索不可或缺的工具，其背后的技术对我来说一直是个谜。读了这本书，我感觉自己像是经历了一次“海底探险”，不仅看到了声呐是如何工作的，更深入了解了那些“幕后英雄”——信号处理技术。书中的第一部分，对于声呐系统基本组成和工作原理的介绍，就如同是给我的“海底地图”，让我对整个声呐的运作流程有了一个大致的了解。特别是关于声波在水中的传播特性，比如回声的产生和接收，以及各种影响因素，都被解释得条理清晰。然后，当我进入信号处理的部分，简直是大开眼界。从简单的滤波技术，到复杂的自适应算法，作者都用通俗易懂的语言和形象的比喻进行讲解。我曾经以为信号处理是很枯燥的数学游戏，但这本书让我发现，它其实是在和“水下的信息”进行一场精彩的博弈，如何从嘈杂的环境中“捞出”有用的信息，就像是在海底寻宝。书中还提到了很多实际的应用场景，比如海洋生物的声音识别、海底地形测绘等，这些都让我觉得声呐信号处理离我们并不遥远，而是与我们的生活息息相关。这本书让我对声呐技术充满了新的认识，也激起了我进一步探索的欲望。

评分☆☆☆☆☆

作为一名即将踏入科研领域的研究生，我一直在寻找一本能够系统性地介绍声呐信号处理的教材。经过多方比较，我选择了这本《声呐信号处理引论》。读过之后，我只能说，我的选择是正确的，甚至可以说是极其幸运的。这本书的结构设计非常合理，从最基础的声学物理原理出发，逐步深入到信号的产生、接收、传输以及各种复杂的处理技术。书中对声学基本理论的阐述，比如传播损耗、多径效应等，都清晰易懂，为后续的信号处理打下了坚实的基础。我特别赞赏书中对信号时域和频域分析方法的详细讲解，这两种分析方法是声呐信号处理的基石，作者通过丰富的图例和数学推导，让我能够深刻理解信号的特征以及如何从信号中提取有用的信息。此外，书中关于目标检测与识别的部分，详细介绍了各种经典的算法，如匹配滤波、能量检测等，并对它们的性能进行了比较分析。这一点对于我进行相关的研究项目非常有帮助。让我印象深刻的是，书中不仅介绍了传统的信号处理方法，还涉及了一些前沿技术，如自适应滤波、神经网络在声呐信号处理中的应用等，这让我对该领域的未来发展有了更广阔的视野。总体而言，这本书内容翔实，逻辑严谨，论述深入浅出，非常适合作为声呐信号处理的入门及进阶教材，为我的学术研究提供了坚实而可靠的支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，简直是为我这种对声呐技术充满好奇，却又苦于无从下手的人量身定做的。我一直对海洋世界和水下探测很着迷，声呐作为水下“眼睛”，其背后的科学原理和技术应用，对我来说就像一个充满神秘感的黑箱。这本书的名字，"声呐信号处理引论"，就像一把钥匙，承诺着能为我揭开这个黑箱的秘密。我期待的是，它能用一种我这个门外汉也能理解的方式，深入浅出地讲解声呐信号是如何产生的，又是如何被接收、被处理的。比如，我一直很好奇，声呐是如何区分海底的岩石、沉船和鱼群的？信号的微弱和干扰又该如何克服？这本书的“引论”二字，让我相信它不会上来就抛出一堆高深的公式和理论，而是会有一个循序渐进的学习路径，从最基础的概念讲起，逐步深入到信号的时域、频域分析，再到各种滤波、去噪、目标识别的技术。我特别希望能看到一些实际的声呐应用案例，比如搜救、地质勘探，甚至军事侦察，这样能让我更好地理解书中的理论知识是如何转化为实际能力的。如果书中还能配以清晰的图示和案例分析，那就更完美了，能帮助我更直观地理解那些抽象的信号处理过程。总而言之，我对这本书抱有极高的期望，希望它能点燃我对声呐科学的兴趣，并为我今后的深入学习打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前对声呐这个领域知之甚少，只知道它大概是用于水下探测的。翻开这本书，我本以为会看到一些枯燥的技术说明，但很快就被其内容所吸引。作者在开篇就巧妙地引入了一些引人入胜的场景，比如潜艇如何在茫茫大海中“看见”敌人，或者科学家如何利用声呐绘制出前所未有的海底地貌图。这些生动的故事让我立刻对声呐信号处理产生了浓厚的兴趣。书中对于信号的产生原理，从换能器的基本工作方式到声波在水中的传播特性，都做了非常详尽的介绍，这让我对声呐工作的基础有了更清晰的认识。更令我惊喜的是，书中对于信号处理的讲解，并非只是罗列算法，而是从解决实际问题的角度出发，详细阐述了各种处理方法背后的逻辑和优缺点。例如，在讲解噪声抑制时，作者不仅介绍了各种滤波器，还分析了不同场景下哪种滤波器更有效，甚至还提到了机器学习在其中的应用，这让我感受到了声呐技术发展的脉搏。而且，书中还穿插了一些数学公式，但作者的讲解非常到位，让人即使对数学不是特别精通，也能理解其核心思想。这本书给我最深的感受是，它并非一本纯粹的技术手册，而是一本能够激发读者思考，引导读者探索的学术读物，让我觉得声呐信号处理不仅仅是一门技术，更是一门充满智慧的艺术。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的惊喜，在于它能够将一个相对专业和复杂的领域——声呐信号处理，以一种如此生动和富有启发性的方式呈现出来。我起初抱着了解一下的心态翻开，结果却被深深吸引。作者在开篇就设置了一个引人入胜的引子，通过描述声呐在实际应用中的重要作用，迅速抓住了我的注意力。接着，书中对于声呐信号产生和传播过程的讲解，一点也不显得晦涩难懂，反而充满了趣味性。我尤其喜欢作者在讲解信号处理中的各种概念时，所使用的类比和实例。比如，在解释去噪技术时，作者会将其比作在嘈杂的环境中辨别朋友的声音，这种生动形象的比喻，让我一下子就抓住了核心思想。书中对于信号的频谱分析，以及各种滤波器的原理和应用，都做了深入浅出的介绍。我之前对这些概念总是感觉很模糊，但通过这本书的讲解，我仿佛看到了信号的“内在结构”，理解了它们是如何被“塑形”和“净化”的。更令我兴奋的是，书中还探讨了一些更高级的主题，比如目标跟踪和分类，以及一些新兴的声呐技术，这让我看到了声呐信号处理广阔的发展前景。总的来说，这本书不仅提供了丰富的专业知识，更重要的是，它激发了我对这个领域的浓厚兴趣，让我觉得学习声呐信号处理是一件既有挑战又充满乐趣的事情。

评分☆☆☆☆☆

书不错，快看完了

评分☆☆☆☆☆

晒单未看

评分☆☆☆☆☆

是需要的书

评分☆☆☆☆☆

书不错，快看完了

评分☆☆☆☆☆

挺专业，不错，用上了，有帮助。

评分☆☆☆☆☆

还不错，嗯

评分☆☆☆☆☆

还不错，嗯

评分☆☆☆☆☆

不错，看了目录暂时，是我所需要的。

评分☆☆☆☆☆

还不错，嗯