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第1章　雷达系统概论1

1.1 引言1

1.2　雷达技术的发展史、现状及未来1

1.2.1　雷达技术的发展史1

1.2.2　雷达技术的发展现状4

1.2.3　雷达技术的未来6

1.3　雷达工作的基本条件6

1.4　雷达系统的基本组成、功能及工作过程7

1.4.1　雷达系统的基本组成7

1.4.2　各部分的主要功能及工作过程7

1.5　雷达的工作频率8

1.5.1　雷达的工作波长9

1.5.2　雷达的工作频段和工作频率9

1.5.3　雷达工作频段简介9

1.6　雷达系统的分类10

1.6.1　按雷达系统的功能分类10

1.6.2　按雷达系统的工作体制分类11

1.6.3　按雷达系统的工作频段分类11

1.6.4　按雷达测量目标的参数分类11

1.7　雷达系统的主要战术、技术参数11

1.7.1　雷达系统的主要战术参数11

1.7.2　雷达系统的主要技术参数13

1.7.3　雷达系统的战术、技术性能与技术参数的关系16

1.8　电子战及雷达对抗技术概述22

1.8.1 电子战的科学含义22

1.8.2　对雷达的侦察与干扰23

1.8.3　雷达的反侦察与反干扰23

1.8.4　雷达目标隐身与雷达反隐身24

1.8.5　摧毁与反摧毁25

第2章　雷达目标参数的测量27

2.1 引言27

2.2 目标距离的测量27

2.2.1　脉冲法测距的基本原理27

2.2.2 目标距离数据的自动录取27

2.2.3　测距精度分析29

2.2.4　距离分辨力30

2.2.5　测距模糊问题30

2.3 目标角度的测量32

2.3.1　测角原理32

2.3.2　相位法测角35

2.3.3 目标角度数据的自动录取37

2.3.4　三坐标雷达俯仰角度数据的自动录取38

2.4　目标高度的测量39

2.5 目标速度的测量40

2.5.1　多普勒效应的概念40

2.5.2 目标的多普勒频率与目标的径向运动速度之间的关系41

2.5.3　多普勒频率的测量42

2.5.4　测速模糊问题46

第3章　雷达信号分析47

3.1 引言47

3.2　雷达信号的数学表示法47

3.2.1　雷达信号的时域表示47

3.2.2　雷达信号的频谱函数49

3.2.3　雷达信号的能量51

3.2.4　雷达信号的特点51

3.3　雷达信号的模糊函数51

3.3.1　模糊函数的概念51

3.3.2　模糊函数的定义52

3.4　距离模糊函数与距离分辨力53

3.5　速度模糊函数与速度分辨力55

3.6　距离-速度二维信号的模糊函数58

3.7　模糊函数的性质59

3.8　典型雷达信号的模糊函数及特点62

3.8.1　单载频矩形脉冲信号62

3.8.2　线性调频矩形脉冲信号65

3.8.3　单载频矩形相参脉冲串信号68

3.8.4　伪随机相位编码信号73

3.9　模糊函数与距离、速度测量精度77

3.9.1　最大似然估计准则78

3.9.2　延时估计与距离测量精度80

3.9.3　多普勒频率估计与速度测量精度83

3.9.4　延时和多普勒频率同时估计与距离和速度测量精度84

3.10　模糊函数的应用88

3.10.1 模糊函数用于研究雷达的距离和速度分辨力及测量精度88

3.10.2　模糊函数用于研究雷达的信号波形设计88

3.10.3　模糊函数用于研究雷达的抗干扰性能89

3.10.4　模糊函数用于研究雷达信号的优化设计90

3.11　线性系统对平稳随机信号的响应90

3.11.1　响应的平稳性91

3.11.2　响应的统计平均量91

3.11.3　相关卷积定理92

3.12　匹配滤波器理论93

3.12.1　匹配滤波器的概念93

3.12.2　匹配滤波器的设计93

3.12.3　匹配滤波器的主要特性96

第4章　雷达接收机的数字化技术99

4.1 引言99

4.2　多速率数字信号处理中抽取、内插的运算和描述99

4.2.1　信号的抽取100

4.2.2　信号的内插103

4.2.3　信号采样速率的有理数转换106

4.3　采样速率转换系统的FIR滤波器算法结构108

4.3.1　采样速率转换系统的直接型FIR滤波器算法结构108

4.3.2　采样速率转换系统的多级实现111

4.4　采样速率转换系统的多相滤波器算法结构114

4.4.1　多速率信号处理系统的多相分解表示114

4.4.2　抽取和内插系统的多相滤波器算法结构115

4.5　雷达数字接收机117

4.5.1　模拟接收机的组成117

4.5.2　数字接收机的组成118

4.6　直接数字合成技术119

4.6.1　直接数字合成的原理119

4.6.2　直接数字合成技术的特点120

4.6.3　直接数字合成专用芯片简介120

4.7　直接中频采样数字下变频技术122

4.7.1　下变频的传统实现方法122

4.7.2　直接中频采样的数字下变频技术123

4.8　过采样技术132

4.8.1　A/D变换中的过采样技术132

4.8.2　D/A变换中的过采样技术133

第5章　雷达目标回波脉冲信号的压缩技术134

5.1 引言134

5.1.1　信号频谱扩展的概念134

5.1.2　脉冲信号压缩的概念135

5.2　大时宽-带宽积信号136

5.2.1　大时宽-带宽积信号的主要特点137

5.2.2　典型的大时宽-带宽积信号138

5.3　理想脉冲信号压缩系统138

5.4　线性调频矩形脉冲信号的压缩处理139

5.4.1　线性调频矩形脉冲信号压缩的基本原理139

5.4.2　线性调频矩形脉冲信号的时域描述141

5.4.3　线性调频矩形脉冲信号的频谱函数142

5.4.4　线性调频矩形脉冲信号匹配压缩滤波器的频率响应函数147

5.4.5 线性调频矩形脉冲信号匹配压缩滤波器的输出信号波形150

5.4.6　线性调频矩形脉冲信号的产生151

5.4.7　线性调频矩形脉冲信号的压缩技术154

5.5　伪随机相位编码信号的压缩处理162

5.5.1　伪随机相位编码信号概述162

5.5.2　伪随机二相编码信号的描述162

5.5.3　二元伪随机序列164

5.5.4　伪随机二相编码信号的压缩技术173

第6章　雷达动目标显示和动目标检测技术179

6.1 引言179

6.2 目标回波信号和杂波的频谱分析180

6.2.1　运动目标回波信号的频谱分析180

6.2.2　雷达杂波的频谱分析183

6.3　动目标显示滤波器185

6.3.1　动目标显示滤波器的作用185

6.3.2　动目标显示滤波器的设计和频率响应特性186

6.4 自适应动目标显示滤波器199

6.4.1　自适应一次对消器199

6.4.2 自适应二次对消器200

6.4.3 自适应对消器的实现202

6.5　盲速、盲相的影响及其解决途径204

6.5.1　盲速204

6.5.2　盲相208

6.6　动目标显示雷达的工作质量指标211

6.6.1　质量指标211

6.6.2　改善因子和杂波中的信号可见度的测量212

6.6.3　影响系统工作质量的因素213

6.7　动目标检测216

6.7.1　对消器级联多普勒滤波器组结构216

6.7.2　多普勒滤波器组的FIR横向数字滤波器实现218

6.7.3　FIR横向数字滤波器的频率响应特性219

6.7.4　多普勒滤波器组的FFT算法实现220

6.7.5　多普勒滤波器组信号处理的性能220

6.7.6　慢速、零速目标的检测222

第7章　雷达目标回波信号的恒虚警率检测技术224

7.1　引言224

7.2　雷达目标回波信号的最佳检测准则和性能225

7.2.1　雷达目标回波信号的最佳检测准则225

7.2.2　雷达目标回波信号恒虚警率检测的性能226

7.3　噪声环境中信号的自动门限检测227

7.3.1　基本原理227

7.3.2　实现技术228

7.4　杂波环境中信号的恒虚警率检测231

7.5　瑞利杂波环境中信号的恒虚警率检测232

7.5.1　瑞利杂波模型232

7.5.2　瑞利杂波恒虚警率检测的原理232

7.5.3　邻近单元平均恒虚警率检测器233

7.5.4　对数邻近单元平均恒虚警率检测器234

7.5.5　多目标情况的恒虚警率检测器241

7.6　非瑞利杂波的恒虚警率检测243

7.6.1　对数-正态分布杂波模型243

7.6.2　韦布尔分布杂波模型244

7.6.3　对数-正态分布杂波的恒虚警率检测246

7.6.4　韦布尔分布杂波的恒虚警率检测247

7.7　信号的非参量检测249

7.7.1　研究信号非参量检测的必要性249

7.7.2　非参量符号检测的原理、实现和性能250

7.7.3　非参量广义符号检测的原理、实现和性能252

7.7.4　非参量二维广义符号检测254

7.8　信号的稳健性检测255

7.8.1　信号稳健性检测的概念255

7.8.2　混合信号模型的稳健性检测255

7.8.3　污染的高斯噪声中确知信号的稳健性检测259

7.8.4　信号稳健性检测的简要总结265

第8章　雷达目标回波脉冲串信号的积累技术267

8.1 引言267

8.2　雷达目标回波相参脉冲串信号积累的理论基础267

8.3　雷达目标回波相参脉冲串信号积累的实现271

8.3.1　相邻M个探测周期接收信号的数据矩阵271

8.3.2　相参积累的离散傅里叶变换实现271

8.3.3　相参积累的FIR横向数字滤波器实现272

8.3.4　相邻M个探测周期脉冲串信号相参积累后的数据矩阵272

8.3.5　相邻M个探测周期脉冲串信号相参积累的性能分析272

8.4　脉间参差、脉间跳频脉冲串信号的积累273

8.5 目标回波非相参脉冲串信号的视频积累273

8.5.1　滑窗型积累器273

8.5.2　指向累计型积累器274

8.5.3 目标回波非相参脉冲串信号视频积累的性能分析274

第9章　雷达天线旁瓣相消技术278

9.1 引言278

9.2 自适应滤波理论基础279

9.2.1　最优线性滤波与维纳滤波279

9.2.2　自适应滤波282

9.3　天线旁瓣消隐技术296

9.4　天线旁瓣相消技术297

9.5 自适应天线旁瓣相消滤波器298

9.5.1 自适应天线旁瓣相消滤波器的原理298

9.5.2 自适应天线旁瓣相消滤波器的性能分析300

9.5.3　多辅助通道自适应天线旁瓣相消滤波器302

9.6 自适应单频率干扰中频相消滤波器303

9.6.1 自适应单频干扰相消器的原理框图303

9.6.2 自适应单频干扰相消器的系统函数304

9.6.3 自适应多单频干扰相消器简介307

第10章　雷达数字波束形成技术308

10.1　引言308

10.2　数字波束形成的优点308

10.3　阵列天线发射波束形成和相位扫描309

10.3.1　发射波束形成和相位扫描的基本原理310

10.3.2　栅瓣问题311

10.3.3　波束宽度312

10.3.4　天线增益314

10.3.5　无源阵列和有源阵列315

10.3.6　阵列天线中的移相器316

10.4　数字波束形成的原理、算法和结构317

10.4.1　阵列信号模型317

10.4.2　接收波束形成的原理318

10.4.3　数字波束形成的算法319

10.4.4　数字波束形成器的结构320

10.4.5　数字波束形成系统321

10.5　数字波束形成技术所形成波束的性能分析322

10.5.1　均匀幅度加权形成波束的波束宽度322

10.5.2　波束指向的范围323

10.5.3　形成波束的旁瓣电平和波束宽度的展宽因子323

10.6　幅相失配误差与有限字长效应326

10.6.1　有误差时数字信号的描述327

10.6.2　有误差时数字波束形成器的输出信号328

10.6.3　误差对形成波束主旁瓣比的限制329

10.7　数字波束形成系统的自校正技术331

10.7.1　天线阵元之间的互耦校正331

10.7.2　接收通道之间的不平衡性校正332

10.8 自适应数字波束形成技术334

10.8.1 自适应数字波束形成的最佳准则和最佳加权矢量334

10.8.2 自适应数字波束形成的算法340

10.9　空间同步技术345

10.9.1 同时多波束空间同步技术345

10.9.2　脉冲追赶式空间同步技术346

第11章　雷达信号处理系统设计350

11.1 引言350

11.2　雷达信号处理系统设计的主要特点350

11.3　雷达信号处理机的主要功能和基本结构351

11.4　雷达信号处理系统设计概述353

11.4.1　雷达信号处理系统仿真设计353

11.4.2　雷达信号处理系统工程设计355

11.5　雷达数字信号处理机设计示例359

11.5.1　相控阵精密制导雷达的主要参数和工作模式359

11.5.2　相控阵精密制导雷达的主要技术指标360

11.5.3　信号处理机组成框图和信号流程361

11.5.4　信号处理机的主要参数选择361

11.5.5　信号处理机的工作状态模式控制字363

11.5.6　信号处理机各处理单元时间安排363

11.5.7　信号的有效数据截取364

11.5.8　信号处理机处理单元简介365

11.5.9　信号处理机的处理流程372

11.5.10　信号处理机的性能检验373

附录A　似然函数p［x（t）｜θ｜］的推导375

附录B　似然函数p［？（t）］的推导377

附录C ｜x（td）｜二阶偏导结果的推导380

附录D ｜x（fd）｜二阶偏导结果的推导382

附录E ｜x（td,fd）｜二阶偏导结果的推导384

附录F　测不准关系式的推导387

附录G　平稳随机序列相关函数的三种定义方式389

参考文献390