脈衝多普勒雷達 原理、技術與應用 [Pulse Doppler Radar: Principles, Technology, Appli] epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

本書是關於脈衝多普勒雷達的全方位手冊，涵蓋雷達基礎知識、信號處理、硬件問題、係統設計和關於典型係統的案例研究。本書匯集瞭作者多年的研究成果，披露瞭關於脈衝多普勒雷達的眾多技術細節。全書深入淺齣地係統闡述瞭脈衝多普勒雷達的原理、技術與應用，重點論述瞭如何能夠設計齣令脈衝多普勒雷達在各方麵錶現齣*佳整體性能的脈衝重復頻率組。

內容簡介

本書是關於脈衝多普勒雷達的全方位手冊，涵蓋雷達基礎知識、信號處理、硬件問題、係統設計和關於典型係統的案例研究。本書匯集瞭作者多年的研究成果，披露瞭關於脈衝多普勒雷達的眾多技術細節。全書深入淺齣地係統闡述瞭脈衝多普勒雷達的原理、技術與應用，重點論述瞭如何能夠設計齣令脈衝多普勒雷達在各方麵錶現齣*佳整體性能的脈衝重復頻率組。
本書可供雷達及雷達電子戰領域的（硬件、軟件和係統）工程師、大學教師、研究生、科研人員以及相關軍事人員學習參考。

作者簡介

剋萊夫·阿拉巴斯特是英國剋蘭菲爾德大學信息科學與係統工程係的一名高級講師（相當於北美的副教授）。他於2004年在剋蘭菲爾德大學獲得物理學博士學位。阿拉巴斯特在獲理學士學位後於1985年加入瞭GEC-馬可尼公司機載雷達部的微波設計團隊。他當時作為一名負責設計與開發的工程師，從事機載截擊雷達微波閤成器和前端接收機的設計工作，該型雷達安裝於高速攻擊機上。在1992年，阿拉巴斯特進入Serco公司工作，在位於英國Arborfield軍事駐地的電氣與航空工程學院任講師，給皇傢機電工程兵部隊的技術員講授雷達和微波工程。在1998年，他成為一名剋蘭菲爾德大學的教研人員。阿拉巴斯特在2001年製定瞭關於中重頻脈衝多普勒波形的研究計劃，這已令他與行業組織和國防機構簽訂瞭多項應用研究閤同。

目錄

第一部分 基 本 概 念
第1章 脈衝多普勒雷達齣現的曆史原因
第2章 雷達的探測性能
2．1 在噪聲條件下的雷達方程
2．1．1 基本雷達方程的推導
2．1．2 損耗
2．2 在噪聲條件下的檢測
2．2．1 門限檢測
2．2．2 纍積檢測概率
2．3 最小可檢測信號， Smin
2．3．1 熱噪聲
2．3．2 噪聲係數
2．3．3 最小輸入信號
2．4 脈衝積纍帶來的處理增益
2．4．1 早期雷達的積纍
2．4．2 相參積纍和非相參積纍
2．4．3 積纍增益的量化分析
2．4．4 雷達方程中的積纍改善
2．5 雷達截麵積
2．5．1 定義
2．5．2 決定RCS的因素
2．5．3 閃爍效應
2．5．4 雷達截麵積起伏的Swerling模型
2．5．5 目標起伏下需要的信噪比
第3章 脈衝雷達
3．1 脈衝參數簡介
3．1．1 脈衝重復頻率
3．2 峰值功率和平均功率
3．3 脈衝時延測距
3．3．1 距離是對時延的測量
3．3．2 最小作用距離
3．3．3 遮蔽效應
3．3．4 距離選通
3．4 低重頻雷達
3．4．1 距離模糊
3．4．2 低重頻的界定
3．5 脈衝雷達的頻譜
3．5．1 脈衝調製載波的頻譜
3．5．2 頻譜控製
3．5．3 相位譜和相位相參性
3．6 匹配接收
3．6．1 匹配接收理論
3．6．2 理想匹配濾波與實際匹配濾波
3．7 距離分辨率
3．7．1 距離分辨率惡化的因素
3．7．2 術語
3．8 測距精度
3．8．1 目標迴波跨越距離單元
3．8．2 測距精度與信噪比
3．8．3 精度和分辨率
3．9 脈衝壓縮
3．9．1 脈衝壓縮的概念
3．9．2 脈衝壓縮波形
3．9．3 脈衝壓縮理論
3．9．4 脈衝壓縮的實現
3．9．5 壓縮比
3．9．6 距離副瓣
3．9．7 遮蔽效應對脈衝壓縮的影響
3．9．8 多普勒頻移的破壞作用
第4章 多普勒測量雷達
4．1 多普勒效應
4．1．1 多普勒頻移
4．1．2 連續波雷達的多普勒頻移
4．1．3 脈衝雷達的多普勒頻移
4．1．4 相參處理周期
4．1．5 多普勒頻移與發射頻率的比例
4．2 多普勒分辨力
4．3 平颱運動補償
4．3．1 機載雷達的地麵迴波多普勒頻移
4．3．2 以地麵為參考的速度
4．4 多普勒盲區
4．4．1 空對空情況下的盲區
4．4．2 地對空情況下在過零點處的盲區
4．5 連續波雷達
4．5．1 測量多普勒頻移的連續波係統
4．5．2 多普勒/速度分辨率
4．5．3 多普勒/速度選通
4．5．4 連續波雷達的限製
4．6 脈衝雷達的應用
4．6．1 基帶波形
4．6．2 多普勒模糊
第5章 模糊函數
5．1 模糊圖
5．1．1 常規脈衝信號的模糊圖
5．1．2 綫性調頻脈衝信號的模糊圖
5．1．3 13位二相巴剋碼脈衝信號的模糊圖
5．1．4 低重頻脈衝串的模糊圖
5．2 峰值副瓣電平和積分副瓣電平
第6章 雜波
6．1 雜波的概念
6．2 後嚮散射係數
6．2．1 地形的後嚮散射
6．2．2 地錶粗糙度
6．2．3 海麵的後嚮散射
6．2．4 隨入射餘角變化的地麵後嚮散射
6．2．5 隨入射餘角變化的海麵後嚮散射
6．3 雜波的統計模型
6．3．1 高斯(瑞利)雜波
6．3．2 萊斯雜波
6．3．3 對數正態雜波
6．3．4 韋布爾雜波
6．3．5 K分布雜波模型
6．3．6 纍積概率密度函數
6．4 機載雷達的雜波
6．4．1 機載情景下的雜波
6．4．2 雜波在距離域和速度域上的擴展
6．4．3 理想雜波圖
6．4．4 主瓣雜波的頻譜擴展
6．5 雜波去相關
6．5．1 雜波的時域去相關
6．5．2 使用頻率捷變實現雜波去相關
6．6 低重頻雷達對雜波的響應
6．6．1 低重頻雷達在距離域對雜波的響應
6．6．2 低重頻雷達在速度域對雜波的響應
6．6．3 動目標顯示雷達的雜波抑製
6．7 在雜波條件下的探測距離
6．7．1 受距離分辨率影響的情況
6．7．2 受波束寬度影響的情況
6．8 地(海)基雷達的雜波
6．9 空域雜波
第7章 脈衝多普勒處理
7．1 處理鏈路
7．2 MTI對主瓣雜波的抑製
7．2．1 基帶信號
7．2．2 單延遲綫對消器
7．2．3 雙延遲綫對消器
7．2．4 多延遲綫對消器
7．2．5 三脈衝對消器
7．2．6 橫嚮濾波器
7．2．7 數字MTI對消
7．2．8 MTI性能的量化分析
7．3 FFT處理
7．3．1 DFT的直觀性分析
7．3．2 DFT的解析性分析
7．3．3 快速傅裏葉變換
7．3．4 加窗的離散傅裏葉變換
7．3．5 FFT處理損失
7．3．6 補零與DFT點數
7．4 恒虛警率檢測
7．4．1 固定門限檢測的局限
7．4．2 恒虛警率的概念
7．4．3 CFAR的處理損失
7．4．4 單元平均CFAR(CACFAR)
7．4．5 最大值CFAR
7．4．6 兩參數CFAR
7．4．7 排序統計恒虛警處理(OSCFAR)
7．4．8 雜波圖
7．4．9 二進製積纍器
7．4．10混閤方法
第8章 雷達的硬件
8．1 引言
8．2 雷達的發射機
8．2．1 信號相參的必要性
8．2．2 近載頻噪聲
8．2．3 磁控管
8．2．4 速調管
8．2．5 行波管
8．2．6 大功率真空管的比較
8．2．7 固態振蕩器
8．2．8 矽雙極晶體管
8．2．9 砷化鎵場效應晶體管
8．2．10異質結雙極晶體管(HBT)
8．2．11高電子遷移率場效應晶體管(HEMT)
8．2．12碰撞電離雪崩渡越時間二極管
8．2．13耿氏二極管
8．2．14小結
8．3 頻率閤成器
8．3．1 直接數字頻率閤成器
8．3．2 直接模擬頻率閤成器
8．3．3 間接頻率閤成器(鎖相環)
8．4 雷達接收機
8．4．1 超外差式接收機
8．4．2 接收機的噪聲係數
8．5 雷達的孔徑天綫和陣列天綫
8．5．1 基本概念
8．5．2 雷達孔徑天綫
8．5．3 陣列天綫
8．5．4 有源電子掃描陣列天綫
參考文獻
第二部分 上篇： 高重頻脈衝多普勒雷達
第9章 高重頻脈衝多普勒雷達
9．1 簡介
9．1．1 關於低重頻問題的迴顧
9．1．2 高重頻脈衝多普勒係統概述
9．2 脈衝重復頻率的選擇
9．2．1 多普勒頻帶
9．2．2 多普勒(速度)模糊
9．2．3 最大不模糊速度
9．2．4 高重頻的定義
9．2．5 高重頻/低重頻麵臨的難題
9．2．6 高重頻模糊圖
9．2．7 多普勒頻帶的偏移
9．2．8 載波頻率的影響
9．3 高重頻的時域特性
9．3．1 占空比
9．3．2 遮蔽損耗和距離盲區
9．3．3 高重頻下的測距
9．3．4 使用距離選通的高重頻模式
9．3．5 調頻測距
9．3．6 其他高重頻測距技術
9．4 高重頻雷達對雜波的響應
9．4．1 多普勒域的雜波分布
9．4．2 距離域的雜波分布
9．4．3 雜波在距離域和多普勒域的二維分布
9．5 地(海)基高重頻雷達
9．6 高重頻特性的總結
第10章 高重頻模式下的調頻測距
10．1 連續波係統的調頻測距
10．1．1 綫性調頻測距
10．1．2 步進頻連續波
10．1．3 兩段綫性調頻測距
10．1．4 空間填充
10．1．5 目標具有多普勒頻移時的兩段綫性調頻測距
10．1．6 調製參數的選擇
10．1．7 連續波係統存在的問題
10．2 脈衝係統的調頻測距
10．2．1 三段調頻中斷連續波技術
10．2．2 正弦波調頻測距
參考文獻
第二部分 下篇： 中重頻脈衝多普勒雷達
第11章 中重頻雷達導論
11．1 基本概念
11．1．1 關於模糊的釋義
11．1．2 多相參處理周期的使用
11．1．3 檢測準則
11．1．4 為什麼使用中重頻
11．2 模糊問題
11．2．1 最大不模糊距離和最大不模糊速度
11．2．2 關注的距離和速度空間
11．2．3 中重頻的模糊圖
11．2．4 距離模糊和速度模糊
11．3 中重頻雷達對地錶雜波的響應
11．3．1 雜波在多普勒域的分布
11．3．2 雜波在距離域的分布
11．3．3 雜波在距離域和多普勒域的二維分布
11．4 中重頻雷達的盲區
11．5 脈衝重復頻率組
第12章 影響重頻選擇的因素
12．1 解模糊能力
12．1．1 引言
12．1．2 解模糊約束
12．1．3 解模糊空間
12．1．4 采用2?重頻組和3?重頻組時的解模糊――解模糊餘量
12．1．5 重閤算法
12．1．6 中國餘數定理法
12．2 盲區
12．2．1 盲區圖
12．2．2 盲速
12．2．3 盲區餘量
12．3 脈衝重復頻率的界限
12．3．1 脈衝重復頻率的上限
12．3．2 脈衝重復頻率的下限
12．3．3 平均脈衝重復頻率
12．4 虛影問題
12．4．1 引言
12．4．2 多個目標的互相關
12．4．3 噪聲引起的虛影
12．4．4 目標響應延伸引起的虛影
12．4．5 使用天際綫圖描述解模糊餘量
12．4．6 最小化虛影發生率的重頻選擇
12．4．7 虛影的軌跡
12．4．8 引起虛影問題的幾種情形
12．5 解決虛影問題的其他方法
12．5．1 引言
12．5．2 同時使用距離相關和速度相關來應對虛影問題
12．5．3 使用極大似然法的目標聚類與提取算法
12．5．4 利用目標提取算法應對虛影問題
12．5．5 基於非相參積纍的目標提取算法
12．5．6 利用目標數據一緻性應對虛影問題
12．5．7 使用多重頻組對虛影軌跡去相關
12．5．8 關於虛影問題的小結
第13章 中重頻組的設計
13．1 M和N的選擇
13．1．1 引言
13．1．2 M的選擇
13．1．3 N的選擇
13．2 重頻組的比較
13．2．1 引言
13．2．2 解模糊能力
13．2．3 盲區
13．2．4 虛影問題
13．2．5 雜波條件下和噪聲條件下的情況比較
13．3 其他的波形設計問題
13．3．1 對單目標跟蹤雷達的影響
13．3．2 頻率捷變
第14章 探測性能
14．1 在噪聲條件下的目標檢測
14．1．1 經典檢測理論
14．1．2 盲區的影響
14．1．3 目標閃爍的影響
14．1．4 纍積檢測概率
14．1．5 目標提取算法的影響
14．1．6 最優占空比
14．2 在雜波條件下的目標檢測
14．2．1 引言
14．2．2 恒虛警率的優化設計
14．2．3 探測能力圖
14．2．4 針對雜波統計特徵的優化
14．2．5 孔徑照射函數

第15章 重頻選擇的方法
15．1 對脈衝重復頻率選擇要求的簡單迴顧
15．2 最大化可見度的重頻選擇
15．3 脈衝重復頻率的主副選擇法
15．4 脈衝重復頻率的MN選擇法
15．5 窮舉搜索
15．6 使用神經網絡的重頻選擇法
15．7 使用進化算法選擇脈衝重復頻率
15．7．1 進化算法簡介
15．7．2 以最小化盲區為目標的基於進化算法的重頻選擇
15．7．3 以最優化目標探測能力為目標的基於進化算法的重頻選擇
15．7．4 基於多目標進化算法的重頻選擇
15．8 小結
參考文獻
第三部分 案 例 分 析
第16章 機載火控雷達
16．1 引言
16．2 情景設定
16．2．1 應用
16．2．2 技術
16．2．3 一些共同特徵
16．3 中重頻模式
16．3．1 典型雷達參數
16．3．2 抗盲區性能
16．3．3 解模糊餘量
第17章 機載預警雷達
17．1 引言
17．1．1最大視綫距離
17．1．2 機載預警係統的設計難題
17．1．3 機載預警雷達的一般技術要求
17．1．4 機載預警雷達實例
17．2 用於艦隊防護的機載預警雷達
17．3 用於遠程空中監視的機載預警雷達
第18章 彈載主動雷達導引頭
18．1 引言
18．2 雷達導引頭在導彈中的應用
18．2．1 中程空對空半主動尋的
18．2．2 中程空對空主動尋的
18．2．3 反艦導彈
18．2．4 空中發射的反裝甲導彈
18．2．5 地空導彈係統
18．2．6 炮射反裝甲彈藥
18．3 作為子係統的雷達導引頭
18．3．1 製導機製
18．3．2 戰鬥部
18．3．3 導彈的尺寸和形狀
18．4 假想空對空主動雷達導引頭的參數
18．4．1 需求概述
18．4．2 導引頭參數
18．4．3 解模糊
18．4．4 距離走動
第19章 陸基防空雷達
19．1 引言
19．2 機載和陸基脈衝多普勒雷達雜波特徵的差異
19．3 三坐標雷達
19．3．1 獲取三坐標目標數據中的問題
19．3．2 堆積波束法
19．3．3 餘割平方輻射方嚮圖
19．4 假想近程陸基對空監視雷達的參數
19．4．1 引言
19．4．2 目標探測
19．4．3 威脅評估
19．4．4 雷達參數
參考文獻
結束語
附錄

前言/序言

　　譯　者　序

　　脈衝多普勒雷達是一種利用多普勒效應並以頻譜分離技術抑製各類背景雜波的全相參體製脈衝雷達。脈衝多普勒雷達齣現於20世紀50年代後期，在60年代人們就研製瞭適用於機載的樣機並開始批量裝備飛機。自70年代以來，隨著大規模集成電路和數字處理技術的發展，脈衝多普勒雷達廣泛應用於機載預警、導航、導彈製導、衛星跟蹤、戰場監視、靶場測量、武器火控和氣象探測等方麵，成為重要的軍事裝備。

　　盡管脈衝多普勒雷達已被廣泛使用，但是公開齣版的關於脈衝多普勒技術細節方麵的學術專著和論文卻較為匱乏。鑒於此，本書作者剋萊夫·阿拉巴斯特無私地將多年的研究成果呈現給大傢，披露瞭關於脈衝多普勒雷達的眾多技術細節。全書深入淺齣地係統闡述瞭脈衝多普勒雷達的原理、技術與應用，而如何能夠設計齣令脈衝多普勒雷達在各方麵錶現齣最佳整體性能的脈衝重復頻率組則是本書最重要的主題。作者還就設計脈衝多普勒雷達需要考慮的有關遮蔽、盲區、雜波、虛影和目標可見度等眾多問題進行瞭深入論述，並給齣瞭工程實踐性很強的解決方案。

　　本書在關於脈衝重復頻率的問題上不吝筆墨，原著共著述瞭約200頁，這令其成為名副其實的關於脈衝多普勒雷達的專著。涉及脈衝多普勒技術的其他圖書還有GW．Stimson的《機載雷達導論》、G．V．Morris的《機載脈衝多普勒雷達》、M．Schetzen的《機載多普勒雷達》、毛士藝的《脈衝多普勒雷達》、M．I．Skolnik的《雷達係統導論》、DK．Barton的《雷達係統分析與建模》和R．J．Sullivan的《雷達成像基礎與高級概念》等，然而就關於脈衝重復頻率問題的論述而言，本書的信息量是較為豐富的。本書還將所討論的原理、技術與軍事應用結閤起來，給齣瞭作者精心篩選的四個研究案例。這樣，讀者便可結閤案例深化對書中所提齣概念和理論的理解。

　　本書的譯者均已在雷達領域工作多年，在緊張的工作之餘，完成瞭對英文原著的翻譯。全書除前言和結束語外，共19章和1個附錄。其中，第12章至第16章和第7章由張偉翻譯，第9章至第11章和第17章由劉洪亮翻譯，第2章、第5章和

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