光控相控阵雷达 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:张明友

出品人:

页数:262

译者:

出版时间:2008-4

价格:30.00元

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isbn号码:9787118054606

丛书系列:

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• 雷达
• 激光雷达
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• 相控阵
• 光控
• 电子对抗
• 信号处理
• 微波技术
• 目标探测
• 跟踪
• 军事技术
• 雷达系统

好的，这是一本关于深度学习在气象预报中的应用的图书简介。 --- 《深度学习赋能：新一代气象预报模型构建与实践》 作者： 张伟，李芳，王明 出版社： 科学技术出版社 出版日期： 2024年10月 字数： 约 55 万字 定价： 168.00 元 内容简介 随着全球气候变化日益显著，极端天气事件频发，对高精度、高时效性的气象预报系统的需求比以往任何时候都更为迫切。传统数值天气预报（NWP）模型虽然在物理机制描述方面具有坚实基础，但在处理复杂非线性、高维数据以及快速演变的中小尺度天气系统时，依然面临计算负荷大、模式误差累积等挑战。 近年来，以深度学习（Deep Learning, DL）为代表的人工智能技术，凭借其强大的数据拟合能力和特征提取优势，正在深刻地革新气象科学领域。本书《深度学习赋能：新一代气象预报模型构建与实践》正是在这一背景下应运而生，它系统、深入地探讨了如何将前沿的深度学习技术无缝集成到现代气象预报业务流程中，旨在构建更加智能、高效、准确的新一代气象预报系统。 本书不仅面向气象学、大气科学及相关领域的科研人员、高校师生，也对希望在气象、环境、能源等领域应用深度学习技术的工程师和数据科学家具有极高的参考价值。全书内容结构严谨，理论与实践紧密结合，力求为读者提供一套清晰、可操作的深度学习气象预报技术路线图。 --- 第一部分：理论基础与数据准备 (The Foundation) 本书的开篇部分为深度学习在气象预报中的应用奠定了坚实的理论和数据基础。 第1章：现代气象预报的挑战与机遇 本章首先回顾了数值天气预报（NWP）的核心原理及其局限性，重点分析了当前预报业务中存在的“预报瓶颈”，如对流尺度预报精度不足、次季节至季节尺度预测困难等。随后，引入深度学习作为解决这些挑战的潜在工具，阐述了其在处理海量观测数据、模拟复杂物理过程方面的独特优势。 第2章：气象数据基础与预处理 气象数据具有时空耦合性强、维度高、非平稳性等特点。本章详细介绍了气象领域常用的数据集类型，包括再分析资料（如ERA5）、卫星遥感数据、雷达观测数据以及地面观测数据。重点讨论了数据清洗、插值、归一化以及时空张量化的关键技术，为后续模型输入做好准备。特别强调了如何利用数据同化思想指导深度学习模型的输入特征工程。 第3章：深度学习核心算法回顾 本章精炼回顾了深度学习的核心架构，确保读者对后续模型的理解。内容涵盖了基础的多层感知机（MLP）、用于序列建模的循环神经网络（RNN）及其改进型LSTM/GRU，以及在图像处理中表现卓越的卷积神经网络（CNN）。此外，还引入了图神经网络（GNN）在处理非结构化气象网络数据中的初步应用。 --- 第二部分：深度学习核心模型构建 (Core Modeling) 本书的核心部分聚焦于构建和优化针对不同气象要素和时间尺度的深度学习预报模型。 第4章：基于CNN的空间特征提取与短临预报 针对强对流天气预报中对雷达回波、卫星云图等图像数据的处理需求，本章深入讲解了U-Net、残差网络（ResNet）等在气象图像超分辨率和运动矢量估计中的应用。重点展示了如何利用深度卷积网络实现高分辨率、高时效性的即时降水预报（Nowcasting），并探讨了如何评估其在突发事件中的鲁棒性。 第5章：序列建模与中长期预报 气象预报本质上是一个时间序列预测问题。本章详细介绍了如何运用Encoder-Decoder架构结合注意力机制（Attention Mechanism）来捕捉大气运动的长期依赖关系。内容涵盖了对全球集合预报后处理模型的构建，以及如何使用Transformer架构替代传统的RNN，提高对遥相关和ENSO等大尺度气候模态的预测能力。 第6章：数据驱动的气候模型替代（AI-NWP） 这是本书最具前沿性的章节之一。它探讨了如何利用深度学习模型直接替代或辅助传统NWP中的物理参数化过程。本章展示了如何利用生成对抗网络（GANs）来生成具有物理一致性的高分辨率预报场，以及如何利用深度强化学习（DRL）来优化模式的初始条件设置，从而提升整体预报的准确性和效率。 --- 第三部分：模型评估、集成与业务化 (Deployment and Validation) 先进的模型必须经过严格的验证和可靠的部署才能真正发挥作用。 第7章：气象预报模型的特有评估指标 传统机器学习的评估指标（如MSE, MAE）往往无法全面反映气象预报的质量。本章深入讲解了气象领域专用的评估方法，如结构相似性指数（SSIM）、高风险事件的POD/FAR分析、以及针对概率预报的Brier Score等。同时，讨论了如何构建物理约束下的损失函数，以确保模型输出结果符合大气基本定律。 第8章：模型集成与不确定性量化 单一模型往往存在系统性偏差。本章介绍了模型集合（Model Ensemble）的思想在深度学习时代的重构，包括基于贝叶斯深度学习的不确定性量化方法，以及如何利用Stacking或Blending技术融合多源、多尺度的深度学习模型和NWP模型的预报结果，以获得更稳健的综合预报。 第9章：深度学习气象模型的业务化部署 理论模型到实际业务之间存在巨大鸿沟。本章侧重于工程实践，讲解了如何优化深度学习模型的推理速度，以满足短临预报对毫秒级响应的要求。内容包括模型压缩（如知识蒸馏）、GPU/FPGA加速技术的应用，以及在高性能计算（HPC）集群中实现模型并行化部署的架构设计。 --- 全书特色 1. 理论与实践并重： 每一章节均配有详尽的Python（TensorFlow/PyTorch）代码示例和真实的气象数据集案例分析，读者可即刻上手操作。 2. 前沿覆盖全面： 紧跟国际最新研究热点，系统介绍了Transformer、GNNs在气象学中的应用进展。 3. 聚焦业务落地： 专门设立章节讨论模型评估和业务部署中的工程挑战，提供从数据到决策的全流程指导。 通过阅读本书，读者将全面掌握利用深度学习技术构建新一代气象预报系统的核心理论、先进算法和关键实践，为推动气象预报的智能化转型提供强有力的技术支撑。

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对于《光控相控阵雷达》这本书，我只能说，它是一本真正意义上的“硬核”技术著作。我尝试着去阅读其中的章节，尤其是关于光学调制和电磁波干涉的讨论，即便我拥有一定的理工科基础，也需要反复研读，并对照着相关的参考文献才能勉强理解。书中涉及的数学模型和仿真分析，对于我来说，其复杂度和深度都超出了我的预期。我看到了作者在阐述每一个技术细节时，都力求精确和严谨，仿佛每一个公式、每一个参数都经过了无数次的验证和优化。这种钻研精神令人钦佩，也让我深刻体会到，在先进雷达技术领域，一点点的误差都可能导致整个系统的失效。我尤其对书中关于如何克服环境干扰和提高探测精度的部分印象深刻，那需要对物理世界有着极为深刻的洞察力和控制力。虽然我无法完全消化书中的所有内容，但我可以肯定的是，这本书对于该领域的科研人员和工程师来说，无疑是一本宝贵的参考资料，是理解和掌握光控相控阵雷达技术的关键。

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阅读《光控相控阵雷达》这本书，对我来说是一次充满挑战但又极具启发性的体验。我尤其关注书中对于“激光”、“光纤”以及“相位调制”等关键词的运用，它们勾勒出了一种全新的雷达工作模式。作者通过对光学器件物理特性的深入分析，阐述了如何利用光的波长和频率的精确控制，来实现对雷达波束的快速、灵活调整。我尝试理解书中关于“相控阵原理”和“光学移相器”的结合，这其中的精妙之处在于，将光学的优势引入到传统的电子扫描雷达中，从而克服了传统雷达的一些固有弊端。书中对于“多功能性”和“高分辨率”的强调，也让我看到了这项技术在民用领域的巨大潜力，比如在自动驾驶、气象监测等方面。尽管书中的数学推导和物理模型让我感到吃力，但我依然能感受到作者严谨的科学态度和对技术创新的执着追求，这本书无疑为我打开了一扇认识光电集成技术在先进雷达领域应用的大门。

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我最近偶然翻到了一本叫做《光控相控阵雷达》的书，虽然我完全不是这个领域的专家，甚至连雷达的基本原理都有些模糊，但书名本身就带着一种科技前沿的神秘感，让我忍不住好奇地翻阅了一下。初看之下，我被书中的一些图示和示意图所吸引，那些复杂的光路和电磁波叠加的图形，即便不懂其中的奥秘，也能感受到其中蕴含的智慧和精妙。书中的文字部分，我承认很多专业术语让我望而却步，例如“阵元”、“馈电网络”、“波束合成”之类的词汇，对我而言就像是天书。然而，我依然能从中感受到作者对于整个系统运作的严谨逻辑和对细节的极致追求。我尤其对书中描述的光学元件如何与电子系统相结合来控制相控阵的扫描方式产生了浓厚的兴趣，这其中的跨学科融合，实在令人惊叹。尽管我无法深入理解其中的技术细节，但这本书无疑在我心中种下了一颗关于先进雷达技术的种子，让我开始对这个神秘领域有了初步的向往和敬畏。它就像是一扇通往未来科技的窗户，虽然我只能窥视一角，但已经足够让我感受到其背后强大的驱动力和无限的可能性。

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这次读完《光控相控阵雷达》这本书，我最大的感受就是，它真的把一个原本可能非常枯燥的技术话题，讲得有声有色，引人入胜。作者在开篇就用了一个非常形象的比喻，将雷达的扫描过程类比成“用光在天空中画出看不见的图画”，瞬间就抓住了我的注意力。虽然接下来的内容涉及了大量的工程学原理和物理学公式，但作者并没有简单地堆砌概念，而是通过一步步的推导和实例分析，层层剥茧，让读者能够逐渐理解其中的逻辑。我特别喜欢书中关于“相控”这一概念的讲解，它让我明白了雷达波束是如何通过精确控制来实现指向的，这就像是在指挥一支庞大的乐队，每一个“乐器”（阵元）都需要按照特定的“乐谱”（相位）精准地协同工作，才能奏出最和谐的“乐章”（目标探测）。书中的图表也设计得非常用心，每一个关键步骤都有对应的示意图，帮助我这个非专业人士更好地理解那些抽象的概念。总而言之，这本书不仅是一本技术指南，更像是一次精彩的科技科普之旅，让我领略到了光电技术在雷达领域的巨大潜力。

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我之前对雷达的认知，大多停留在科幻电影里那些巨大的碟形天线，而《光控相控阵雷达》这本书，彻底颠覆了我的固有印象。我没想到，小巧的光学元件竟然能够如此精妙地控制着如此庞大的雷达系统。书中关于“阵列孔径”和“波束形成”的讲解，让我对现代雷达的智能化和小型化有了全新的认识。作者似乎非常注重从实际应用场景出发，举例说明了光控相控阵雷达在目标跟踪、电子对抗等方面的独特优势，这让原本晦涩的技术原理变得更加贴近生活，也让我看到了这项技术广阔的应用前景。我尤其被书中对“电子扫描”和“机械扫描”的对比所吸引，光控相控阵雷达的无机械转动设计，带来了前所未有的灵活性和响应速度，这在瞬息万变的战场环境中，无疑是至关重要的。虽然书中关于具体的器件选择和工艺流程的描述，我可能无法完全领会，但其整体的思路和设计理念，已经让我受益匪浅，让我对未来的军事科技有了更深的理解。

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