具体描述
本书主要介绍高频电子技术的基本概念、分析方法和在实际中的应用。
本书的参考学时为60学时，主要内容包括小信号调谐放大器、高频功率放大器、频谱线性搬移电路、角度调制及解调、反馈控制电路、高频电子技术实训等。最后，介绍常用仿真软件EWB的使用，并对主要的高频电子线路进行了仿真。
本书在内容选择方面注意体现职业教育的特色，在论述上强调物理概念、注重实用性及后续课程的衔接，突出对集成电路的介绍，每章后均附有本章小结及思考题和习题。
本书为高职高专院校电子类、通信类专业的专业基础课教材，也可供相关工程技术人员参考。
磁力导航与空间定位技术：原理、应用与未来展望 本书籍深入探讨了磁场在导航和定位领域的基石性原理、多样化的应用技术以及未来的发展趋势，旨在为相关领域的科研人员、工程师和高级学生提供一个全面而深入的参考资料。全书内容聚焦于如何利用地球磁场、人工磁场以及磁传感器技术，实现高精度、高可靠性的空间位置确定，完全避开了电子电路、高频信号处理等与《高频电子技术》直接相关的内容。 --- 第一部分：磁场基础与传感原理 本书的开篇部分详尽阐述了磁学的基础理论，为理解后续的导航和定位应用打下坚实的基础。 第一章：经典电磁学回顾与导航视角 本章首先回顾了麦克斯韦方程组在静磁场和准静态场中的应用，重点解析了磁感应强度（$mathbf{B}$）和磁场强度（$mathbf{H}$）的概念及其在真空和介质中的关系。随后，内容转向导航的特定需求，详细分析了地球磁场的结构，包括地磁场的总场强度、地磁偏角（Declination）和地磁倾角（Inclination）的地理分布模型（如IAGA标准模型和最新世代的World Magnetic Model, WMM）。本章还讨论了磁场测量的基本单位、标准和环境干扰源，如铁磁性材料、交流电磁辐射对磁场测量的影响，并引入了如何量化这些干扰源的“磁扰度”概念。 第二章：磁传感器技术：原理与特性 这是本书的核心基础章节之一，系统地介绍了当前用于导航和定位的主要磁传感器类型。 磁力计分类与工作机制： 详细介绍了基于霍尔效应的磁传感器，包括线性和二维阵列的结构、灵敏度、线性度及温度漂移特性。接着，深入分析了磁阻抗（AMR）、巨磁阻（GMR）和隧道磁阻（TMR）传感器的物理基础、优势（如高灵敏度、低功耗）和局限性。 光泵磁力计与原子磁力计： 对于需要极高精度的应用，本章专门辟出章节讨论了基于碱金属原子（如铯、铷）的原子磁力计的工作原理，包括塞曼效应、光学泵浦和磁共振信号的捕获与解调过程。虽然这类传感器通常体积较大，但其纳特斯拉（nT）级别的分辨率是磁导航的基础。 传感器标定与误差模型： 重点讨论了磁传感器的实际应用中的系统误差，包括正交性误差、偏置误差（零偏）和比例因子误差。详细介绍了使用“球体标定法”（或称“八点标定法”）对三轴磁力计进行精确校准的数学模型和实施步骤，确保传感器输出数据能准确反映外部磁场方向。 --- 第二部分：磁导航系统与算法 本部分将理论基础应用于实际的定位与导航场景，侧重于数据处理和融合技术。 第三章：地磁导航技术（Magnetic Terrain Navigation, MT-Nav） MT-Nav是本书的重点应用领域。本章首先介绍了磁场特征图（Magnetic Feature Map）的构建方法。这包括： 特征提取： 如何从大范围的地球磁场数据中提取出具有空间唯一性的“地磁指纹”（如磁场梯度、局部异常的峰值与谷值）。 数据库生成： 讨论了利用航空磁测或地面勘测数据建立高分辨率、多维的磁场特征数据库的方法，以及数据压缩和索引技术。 匹配算法： 重点阐述了导航定位时的匹配滤波技术，包括基于最小二乘法的匹配、卡尔曼滤波（仅用于状态估计，不涉及高频信号处理）、以及拓扑匹配算法，用以在已知地磁图上确定载体位置。 第四章：惯性/磁力计融合定位 在许多实际应用中，单纯依赖磁力计的鲁棒性不足（易受局部干扰）。本章探讨了磁力计与其他导航传感器（如陀螺仪、加速度计，即IMU）的松耦合（Loosely Coupled）和紧耦合（Tightly Coupled）融合方法。 姿态参考： 如何利用三轴磁力计提供航向（Yaw）参考，结合陀螺仪数据进行姿态（Orientation）估计，特别是在GPS信号丢失或受限的环境中。 扩展卡尔曼滤波（EKF）应用： 详细构建了融合了磁力计的航位推算（Dead Reckoning）系统状态向量，分析磁力计作为观测更新源如何校正IMU漂移，尤其是在潜器和无人机（UAV）低速或悬停阶段的定位精度提升。 第五章：人工磁场源定位与传感 本章讨论了在特定、受控环境中，利用人工发射的磁场信号进行高精度定位的技术，与依赖地球背景场的MT-Nav形成对比。 超导量子干涉器件（SQUID）的应用： 尽管SQUID本身属于超导技术范畴，但其作为最灵敏的磁场探测器，被用于检测微弱的人造磁场源（如磁性信标）。本章分析了SQUID的物理限制和在特定科研环境下的应用场景。 多基站定位（Triangulation/Multilateration）： 讨论了部署多个已知位置的低频磁场发射器，通过测量接收端（如嵌入式传感器）接收到的磁场强度和相位信息，利用磁场衰减模型（基于距离的平方反比关系）进行二维或三维空间定位的几何和代数解法。 --- 第三部分：高级应用与未来挑战 本书最后一部分聚焦于前沿研究方向和工程实施中的关键挑战。 第六章：磁场异常检测与地下结构探测 本章将磁测量技术应用于地球物理勘探和基础设施监测。 磁异常源的逆向建模： 讨论如何利用磁力测量数据，通过反演算法（如有限元法辅助的反演）来推断地下是否存在金属管道、矿体或其他磁性异常物体的尺寸、深度和磁化强度。 无损检测（NDT）中的磁场应用： 探讨了如何通过检测材料缺陷（如应力集中导致的局部磁畴变化）产生的微弱磁场变化，用于结构健康监测。 第七章：磁导航的鲁棒性与未来趋势 本章总结了当前磁导航系统面临的关键工程挑战，并展望了未来的研究方向。 磁环境认知与抗干扰： 详细分析了城市环境中的“磁噪声源”（如地铁、大型钢结构建筑、电网）对导航精度的影响，并探讨了利用机器学习或先进滤波器分离背景场与目标特征信号的技术路径。 多传感器异构融合的下一代框架： 探讨了超越传统EKF的更高级状态估计框架，如粒子滤波（Particle Filter）在处理非线性、非高斯磁场观测数据时的潜力，以及如何更好地整合视觉里程计（VO）中提取的结构信息作为磁场异常区域的辅助约束。 新型磁性材料与传感器集成： 简要介绍了未来低功耗、高集成度磁传感器（如基于自旋电子学的新型结构）对缩小和提高磁导航设备性能的潜在影响。 --- 总结： 本书专注于磁场理论、传感器原理、地磁图匹配、以及与惯性导航的融合定位技术。内容严谨，侧重于物理机理和信号处理层面的算法应用，与高频电子学中的信号产生、传输与放大等议题无直接关联。通过对磁场导航这一独立领域的深入剖析，为读者提供了理解和设计复杂空间定位系统的坚实理论基础。
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