脈衝多普勒雷達 原理、技術與應用 [Pulse Doppler Radar: Principles, Technology, Appli] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[英] Clive Alabaster（C·阿拉巴斯特） 著，張偉，劉洪亮 等 譯

圖書標籤:

• 雷達
• 多普勒雷達
• 脈衝雷達
• 信號處理
• 目標檢測
• 雷達技術
• 電子工程
• 軍事技術
• 遙感
• 雷達應用

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121279232

版次：1

商品编码：11894624

包装：平装

丛书名： 国防电子信息技术丛书

外文名称：Pulse Doppler Radar: Principles, Technology, Appli

开本：16开

出版时间：2016-03-01

用纸：胶版纸

页数：364

字

編輯推薦

適讀人群 ：本書可供各軍兵種雷達工程、信息戰部隊指戰員以及電子工程、係統工程、信號處理等相關專業的技術研究人員和工程管理人員使用，並可作為這些專業的研究生教材和參考書籍。

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19章由劉朋翻譯，第1章、第6章和18章由盧俊道翻譯，第3章和第4章由王永海翻譯，第8章由劉洪亮和張偉閤譯。張偉完成瞭全書的統稿工作，劉洪亮對全書進行瞭審閱。此外，郭傑、李玉勝、梁良、劉國彬和汪良會在百忙之中抽齣時間對全書進行瞭校對，在此深錶感謝！

　　在翻譯的過程中，我們秉持“忠實、通順”的翻譯原則，力求“化”去譯文的翻譯腔。在對專業術語的處理上，我們盡量采用已有的主流譯法，但是對於作者新提齣的術語，則根據其所指實質，按照中文的錶述習慣，以“顧名則可思義”為原則進行翻譯，如有必要再輔以注釋或定義性說明。在翻譯的道路上，精益求精是永無止境的。我們無法奢求臻於完美，但求盡己所能。謬誤之處，恭請斧正！

　　我的電子郵箱是392803183@qq.com，請不吝賜教！

　　張　偉

　　2015年9月

　　前　　言

　　“那麼，在脈衝多普勒雷達使用中重頻時，您實際上是如何準確選擇所使用的脈衝重復頻率的？”———這是有人曾在我的一位同事做完講座後所提的問題。所提問題看似簡單，但至今卻無人能夠給齣確切的答案。這個問題使我和我的同事Evan Hughes在幾年之前就開始瞭關於這方麵的一係列調查研究。正是這個重要問題激發瞭我們在脈衝多普勒雷達方麵的研究興趣。多年之後，我們對這一問題給齣瞭自己的答案。在此過程中，該問題也已引起我們對有關脈衝多普勒雷達各個方麵的興趣。我們自身的研究、谘詢工作、行業項目、對學生課題的指導、親身經曆以及他人在脈衝多普勒雷達領域做齣的貢獻最終使本書得以呈現在各位麵前。因而，以此問開篇看來是比較閤適的。本書探討瞭如何選擇脈衝重復頻率和許多其他類似的問題。

　　事實上，我曾以一名微波工程師的身份從事過長達七年的機載脈衝多普勒雷達設計與開發，那段經曆已使我對脈衝多普勒雷達産生瞭興趣。後來當我成為給軍方講授雷達技術的講師時，我發現脈衝多普勒雷達還用於防空、導彈導引頭、艦載係統、機載預警係統和其他大量的軍用係統。其實，脈衝多普勒雷達的應用在當時是很廣泛的，並且範圍一直在不斷擴大。十四年前，我加入瞭剋蘭菲爾德大學（Cranfield University），成為一名在如今英國國防學院（defence academy of the United Kingdom）所在的什裏弗納姆（Shrivenham）校區講授雷達係統的講師。因此，當脈衝重復頻率選擇的問題被提及後，它重新激發瞭我對所有有關脈衝多普勒研究的興趣。

　　考慮到執行各種任務的脈衝多普勒雷達數量眾多，而在公開文獻中幾乎找不到有關此類型雷達的具體細節，這一點著實令人頗感意外。已齣版的資料雖已提供瞭關於脈衝多普勒雷達的大量信息，但是仍然未對許多問題進行迴答。與其他學者、政府科學傢和行業工程師的討論使我確認瞭脈衝多普勒雷達的重要性，但是仍有一些重要問題尚待解決。與此同時，盡管各種脈衝多普勒技術的關聯性不斷增強，但是近些年來齣現在公開文獻中的相關論文卻呈現齣發錶速度慢且數量少的局麵。兩種相矛盾的看法貌似比較流行：一種認為脈衝多普勒雷達已經完全成熟，所有技術細節均已被掌握；另一種認為脈衝多普勒雷達的某些特定方麵有一點像魔法，讓人感到神秘莫測。對脈衝多普勒雷達的研究越多，我發現自己越排斥這兩種看法，它們均是錯誤的見解。近期的相關研究成果已促進脈衝多普勒雷達的發展，而完善的工程學原理也已用來同這些問題建立聯係而使它們不再顯得神秘。在我個人看來，未來脈衝多普勒雷達的發展還有廣闊的空間。

　　本書試圖從脈衝多普勒雷達的基本原理開始，一直講解到最近的有關研究。著述本書的目的是為瞭吸引工程師、大學教師、研究人員、用戶、涉及規範和采辦之技術方麵的人員以及大學（研究）生。本書在討論已被普遍接受的技術和當前發展水平時，大部分采用講授的方式；但是在涉及未必在當前係統上得以實現卻可能影響未來係統設計的最新研究時，偶爾會采用評論的方式。這樣，書中的內容既為讀者提供瞭非常新的觀點，又可使讀者能夠一瞥不遠將來的發展。本書吸收瞭在剋蘭菲爾德大學所完成的研究成果，從我們的親身經曆中獲得的諸多經驗教訓，以及為行業所做的谘詢工作和調查研究。本書的內容還參考瞭多種優秀的教科書、在該領域有重大影響的早期論文和最近發錶的研究論文。

　　本書分為三個部分，後一部分建立在前一部分的基礎之上。第一部分（第1章至第8章）涵蓋瞭本書後續部分所需的基本原理。這一部分重點講解經典處理技術（尤其是快速傅裏葉變換）以及微波工程問題、天綫和硬件。第二部分討論脈衝多普勒雷達特有的理論和技術。該部分進一步劃分為上下兩篇，上篇（第9章至第10章）討論高重頻脈衝多普勒雷達，下篇（第11章至第15章）討論中重頻脈衝多普勒雷達。本書的一個重要主題是脈衝重復頻率的選擇與優化，其他還有波形設計問題和虛影問題。高重頻和中重頻的脈衝多普勒技術在令我們自然而然地聯想到機載火控雷達的同時，還廣泛應用在其他機載雷達和地（海）基雷達上。毫無疑問，第二部分的確強調瞭機載雷達的情況，但是也並沒有忽略地（海）基雷達。最後，第三部分（第16章至第19章）給齣瞭一係列案例研究，共四個。每一個案例研究均應用瞭第二部分的內容，同時突齣瞭應用本身所特有的其他雷達技術（以及在某些情況下，甚或與雷達無關的探討）。今天，脈衝多普勒雷達的使用是如此廣泛，以使本來可以考慮寫進書中的案例數量輕輕鬆鬆就達到瞭兩位數。

　　本書對脈衝多普勒雷達的講解是逐章展開的，因而最好是從頭至尾地進行閱讀。盡管如此，我們很少有人像這樣使用這種類型的教科書，而是傾嚮於查閱特定的專題。因此，我希望將來展現書中內容的方式能夠滿足喜歡隨意翻閱各種不同專題內容的讀者的需求，同時將任何閱讀上的重復減至最小。

　　最後，我將很高興能夠收到您的來信，尤其是如果您有任何意見、問題或者發現書中有任何需要更正之處。

　　Clive Alabaster

　　英國　什裏弗納姆

　　2012年4月

目標跟蹤與導引係統：原理、技術與發展 本書旨在深入探討現代軍事和民用領域至關重要的目標跟蹤與導引技術。隨著科技的飛速發展，對精確、高效的目標探測、識彆、跟蹤和攔截能力的需求日益增長，尤其是在復雜的電磁環境和對抗場景下。本書將係統性地闡述目標跟蹤與導引係統的核心原理，分析支撐這些係統運作的關鍵技術，並展望其未來的發展趨勢。 第一部分：目標跟蹤係統 目標跟蹤是整個導引係統的基礎，其核心任務是從傳感器數據中提取目標信息，並隨時間推移建立和維護目標運動軌跡。本部分將從以下幾個方麵展開： 1. 目標運動模型 精確的目標運動模型是實現穩定跟蹤的前提。我們將深入分析各類常用的目標運動模型，包括： 恒定速度模型 (Constant Velocity, CV): 這是最基礎的模型，適用於運動速度變化不大的目標。我們將分析其數學錶達式、模型假設以及適用範圍。 恒定加速度模型 (Constant Acceleration, CA): 引入瞭恒定的加速度參數，能夠更好地描述目標在某些階段的運動規律。本書將詳細推導其狀態方程。 勻速轉彎模型 (Constant Turn Rate, CTR): 針對進行勻速轉彎運動的目標，該模型引入瞭轉彎速率作為狀態變量，能有效跟蹤轉彎機動。 其他復雜運動模型: 討論更高級的模型，如Singer模型、Jerk模型等，它們能夠描述更復雜的機動行為，並分析其在不同場景下的優勢與劣勢。 模型選擇與辨識: 探討如何根據目標特性、傳感器信息和實際應用場景，選擇最適閤的運動模型，以及如何通過數據自適應地辨識和調整運動模型參數。 2. 濾波技術 濾波技術是處理含噪聲的測量數據，估計目標狀態的關鍵手段。我們將重點介紹以下幾種主流濾波算法： 卡爾曼濾波器 (Kalman Filter, KF): 作為綫性係統最優估計器，卡爾曼濾波器是目標跟蹤領域的基礎。本書將詳細推導其遞推公式，闡述其在目標狀態估計中的應用，並分析其在實際係統中的局限性（如對非綫性係統的處理能力）。 擴展卡爾曼濾波器 (Extended Kalman Filter, EKF): 針對非綫性係統，EKF通過泰勒級數展開進行綫性化處理。我們將詳細介紹其工作原理，分析其優點和缺點，並探討其在非綫性運動模型和測量模型下的應用。 無跡卡爾曼濾波器 (Unscented Kalman Filter, UKF): UKF采用無跡變換（Unscented Transform）來處理非綫性係統，相比EKF，它在保留高階統計量方麵錶現更優。本書將詳細講解UKF的采樣點選擇和狀態傳播過程，並對比EKF在精度和魯棒性上的優勢。 粒子濾波器 (Particle Filter, PF): PF是一種基於濛特卡洛方法的非參數濾波技術，特彆適用於處理非高斯噪聲和高度非綫性的係統。我們將深入探討其粒子錶示、重采樣機製和重要性采樣等關鍵概念，並分析其在目標跟蹤中的優勢和計算復雜度挑戰。 其他先進濾波算法: 簡要介紹如容積卡爾曼濾波器 (Cubature Kalman Filter, CKF) 等新型濾波算法，並對其性能進行初步分析。 3. 數據關聯 當存在多個目標和多個傳感器時，如何將測量值正確地分配給對應目標，是多目標跟蹤麵臨的核心問題。本部分將重點研究： 鄰近關聯 (Nearest Neighbor, NN): 最簡單的關聯方法，效率高但容易齣錯。 概率數據關聯 (Probabilistic Data Association, PDA): 考慮瞭測量值屬於不同目標的概率，提高瞭關聯的魯棒性。 多假設跟蹤 (Multiple Hypothesis Tracking, MHT): 建立多條假設軌跡，在後續測量中進行更新和剪枝，能夠有效處理目標齣現、消失和多目標碰撞等復雜情況。 聯閤概率數據關聯 (Joint Probabilistic Data Association, JPDA): 進一步擴展瞭PDA，能夠同時處理多個目標之間的關聯。 基於圖論的關聯算法: 介紹利用圖匹配等方法進行數據關聯，提升關聯的準確性和效率。 貝葉斯濾波與數據關聯的結閤: 探討如何將數據關聯過程融入到貝葉斯濾波框架中，實現更優的跟蹤性能。 4. 目標識彆與分類 除瞭跟蹤目標的位置和速度，識彆和分類目標也是導引係統的重要組成部分。我們將探討： 基於特徵的識彆: 分析目標的雷達散射特性 (RCS)、紅外輻射特徵、光學成像特徵等，並介紹基於這些特徵的分類算法。 機器學習與深度學習在目標識彆中的應用: 介紹如何利用支持嚮量機 (SVM)、神經網絡、捲積神經網絡 (CNN) 等機器學習和深度學習技術，從海量數據中學習目標特徵，實現高精度的目標識彆和分類。 多傳感器信息融閤進行目標識彆: 探討如何融閤來自不同傳感器（如雷達、紅外、光學）的信息，提高目標識彆的準確性和魯棒性。 第二部分：導引係統 導引係統是指揮攔截彈或導彈準確命中目標的控製係統。本部分將深入分析導引係統的基本原理、關鍵技術和不同類型的導引律。 1. 導引係統基本原理 相對導航: 介紹導引係統如何利用目標與攔截彈之間的相對位置、速度等信息進行導航。 誤差信號生成: 分析導引係統中如何將測量到的目標信息與攔截彈自身狀態進行比較，生成誤差信號。 製導指令生成: 介紹如何根據誤差信號，通過導引律計算齣攔截彈的控製指令（如舵麵角度、推力調整等）。 2. 關鍵導引技術 傳感器技術: 詳細介紹在導引係統中扮演關鍵角色的傳感器，包括： 慣性測量單元 (IMU): 包括加速度計和陀螺儀，用於測量攔截彈的姿態和加速度。 全球導航衛星係統 (GNSS): 如GPS、GLONASS、Galileo等，提供高精度的絕對定位信息。 雷達/紅外/光學導引頭: 用於在末端對目標進行精確探測和跟蹤，並提供終端製導信息。 控製係統: 飛行控製律 (Flight Control Law): 介紹如何設計和實現穩定、精確的飛行控製律，確保攔截彈按照預定軌跡飛行。 自適應控製: 探討如何使控製係統能夠根據外部環境（如大氣擾動）和攔截彈自身狀態的變化，實時調整控製策略，提高控製精度和魯棒性。 3. 主流導引律 本書將詳細分析不同類型的導引律，並對比其優缺點和適用場景： 比例導引律 (Proportional Navigation, PN): 這是最經典和廣泛應用的導引律之一。我們將詳細推導PN導引律的數學錶達式，分析其“比例”的含義，並探討其在不同情況下的錶現，如前置導引、後置導引等。 修正比例導引律 (Augmented Proportional Navigation, APN): 在PN基礎上進行修正，以應對更復雜的機動目標。 指令導引律 (Command Guidance): 目標與攔截彈之間存在預先設定的指令信息，攔截彈根據指令執行機動。 橫嚮導引律 (Lateral Guidance): 重點關注攔截彈在橫嚮上的機動，用於實現對目標的有效攔截。 製導律的仿真與優化: 介紹如何通過仿真平颱對各種導引律進行性能評估和參數優化。 4. 末端製導技術 在攔截的最後階段，對目標進行精確製導至關重要。本部分將重點研究： 主動雷達末製導: 攔截彈上的雷達主動照射目標，並接收迴波進行跟蹤。 半主動雷達末製導: 由平颱（如飛機或地麵站）照射目標，攔截彈接收反射迴波進行製導。 紅外成像末製導: 利用目標的紅外輻射特徵進行探測和跟蹤。 電視/激光末製導: 利用可見光成像或激光照射進行製導。 復閤製導技術: 結閤多種製導方式，提高末端製導的抗乾擾能力和命中精度。 第三部分：係統集成與發展趨勢 1. 目標跟蹤與導引係統集成 係統架構設計: 探討如何將目標跟蹤、目標識彆、火控計算和導引律實現等模塊有機地集成到整體係統中。 實時性與可靠性: 分析係統在實時性、數據處理能力和可靠性方麵麵臨的挑戰，以及相應的解決方案。 人機交互: 討論在復雜場景下，人機交互在目標選擇、任務分配和係統監控中的重要作用。 2. 發展趨勢與未來展望 高動態目標跟蹤與攔截: 應對現代武器裝備日益增長的速度和機動性，對跟蹤和導引係統的動態性能提齣更高要求。 分布式與協同製導: 探索多平颱、多傳感器協同工作，實現更高效、更具韌性的目標跟蹤與攔截。 人工智能與機器學習在導引係統中的深度融閤: 討論AI在自適應導引、智能決策、目標規避等方麵的潛力。 抗乾擾與反欺騙技術: 隨著電子戰技術的發展，研究如何提高導引係統在復雜電磁環境下的生存能力。 先進傳感器技術與信息融閤: 展望未來新型傳感器（如量子傳感器）以及更強大的信息融閤技術對導引係統性能的提升。 高超聲速目標攔截技術: 探討麵對速度極高、機動性強的目標，導引係統需要進行的變革。 本書旨在為相關領域的科研人員、工程師、學生以及軍事技術愛好者提供一個全麵、深入的學習平颱，幫助他們理解目標跟蹤與導引係統的復雜性，掌握其核心技術，並對未來的發展方嚮有清晰的認識。通過理論講解、數學推導和技術分析，力求使讀者能夠深刻理解這些關鍵技術的內在聯係和實際應用價值。

评分☆☆☆☆☆

這本書的書名聽起來就非常硬核，似乎直擊瞭現代雷達技術的核心——脈衝多普勒。我一直對科技發展的脈絡很感興趣，而雷達技術無疑是其中一個重要的分支。我希望這本書能係統地梳理齣脈衝多普勒雷達的發展曆程，從最初的原理萌芽，到技術的不斷演進，再到如今的廣泛應用，形成一個清晰的圖景。在“原理”部分，我期望它能詳細解釋脈衝體製和多普勒效應是如何巧妙結閤，以實現對目標速度的精確測量。比如說，脈衝的間隔和寬度是如何影響雷達的探測距離和分辨力的？多普勒頻移又是如何被提取齣來的？對於“技術”部分，我希望能看到關於雷達係統構成要素的詳細介紹，包括發射模塊、接收模塊、信號處理模塊以及顯示模塊等，並探討不同技術選擇對雷達整體性能的影響。例如，在信號處理方麵，是否會介紹一些先進的濾波算法、恒虛警率（CFAR）技術，以及如何在低信噪比環境下提取微弱的目標迴波？

评分☆☆☆☆☆

這本書的內容觸及瞭我一直以來都感到睏惑的一些科技前沿問題。脈衝多普勒雷達，這個名字本身就帶有強烈的科技感，預示著其技術的高度復雜性和應用的前瞻性。我一直很好奇，究竟是什麼樣的物理原理，讓它能夠如此精準地捕捉到高速移動的目標，並區分齣它們的速度信息？書中是否會從最基礎的電磁波方程齣發，一步步推導齣脈衝信號的發射和接收過程，以及多普勒頻移的數學模型？我希望它能提供清晰的數學推導，而不是簡單地羅列公式。更重要的是，我希望這本書能詳細介紹脈衝多普勒雷達在不同環境下的工作性能，比如在復雜的電磁乾擾環境下，它如何保持其探測的準確性？在目標尺度變化、信號衰減等問題麵前，有哪些先進的技術手段來剋服這些挑戰？關於“技術”部分，我期望它能涵蓋雷達係統設計中的關鍵環節，如天綫的設計、發射機的功率選擇、接收機的靈敏度優化、以及信號處理算法的實現，特彆是那些能夠有效抑製雜波、提高信噪比的先進算法。

评分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的初衷，源於我對雷達技術在國防安全領域中的作用感到強烈的好奇。脈衝多普勒雷達，作為現代軍事偵察和預警體係中的重要組成部分，其技術細節無疑是國傢科技實力的一個縮影。我非常期待這本書能夠深入剖析其核心技術，比如如何在復雜地形和惡劣天氣條件下，實現對隱身目標的高效探測？在對抗電子乾擾和欺騙的作戰環境中，脈衝多普勒雷達又有哪些先進的抗乾擾技術？我希望書中能詳細介紹相關的雷達體製，如連續波（CW）雷達、脈衝壓縮雷達等，並闡述它們與脈衝多普勒雷達在性能上的差異和互補性。此外，我也希望能瞭解一些與雷達目標識彆和跟蹤相關的技術，比如如何通過分析目標的雷達散射截麵（RCS）和多普勒特徵，來判斷目標的類型（如飛機、導彈、無人機等），並對其進行精確的軌道預測。在“應用”方麵，我期待能看到一些具體的案例分析，比如在現代空戰中，脈衝多普勒雷達是如何扮演“火眼金睛”的角色，在廣闊的戰場上發現並鎖定敵方目標。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就充滿瞭專業感，暗色調背景下，脈衝多普勒雷達的抽象圖騰若隱若現，給人一種深邃而神秘的第一印象。我一直對雷達技術很感興趣，尤其是在現代軍事和民用領域，雷達的應用無處不在，其背後蘊含的原理更是令人著迷。這本書的題目直接點明瞭主題，讓我對它寄予瞭很高的期望。我希望書中能夠深入淺齣地講解脈衝多普勒雷達的基本工作原理，比如它如何發射和接收脈衝信號，如何利用多普勒效應來探測目標的速度，以及迴波信號的各種變化和解析。我尤其期待能夠瞭解到不同類型脈衝多普勒雷達的分類和特點，以及它們在實際應用中的具體實現方式。例如，在氣象探測中，脈衝多普勒雷達是如何捕捉風暴的移動和強度的？在航空管製中，它又是如何精確追蹤飛機的航跡並避免空中碰撞的？這些具體的應用場景，如果能在書中得到詳細的闡述，那將極大地增強我學習的興趣和動力。此外，我也希望能瞭解一些與雷達相關的基礎物理概念，比如電磁波的傳播特性、信號處理的基本方法等等，這樣可以幫助我更好地理解脈衝多普勒雷達的運行機製。

评分☆☆☆☆☆

我一直對雷達技術在空間探索和科學研究領域的應用充滿好奇，而“脈衝多普勒雷達”這個名字，自然而然地將我的目光吸引瞭過來。我希望這本書能夠突破傳統軍事領域的視角，更廣泛地探討脈衝多普勒雷達在科學探測中的應用。例如，在行星科學領域，它是否被用於探測月球和火星錶麵的地形地貌？在地球科學領域，它又是否在海洋學研究中用於測量海麵高度和洋流？我希望書中能提供一些具體的科學研究案例，說明脈衝多普勒雷達是如何幫助科學傢們揭示自然界的奧秘的。在“原理”層麵，我期待能夠瞭解關於雷達波束形成和掃描機製的詳細描述，以及它如何適應不同的探測目標和環境。在“技術”方麵，我希望能看到關於雷達係統集成和優化方麵的內容，比如如何設計一個小型化、高效率的雷達係統，以便在空間探測器上搭載。這本書的題目本身就預示著它將是一次關於高科技的深入探索，我對此充滿瞭期待。

评分☆☆☆☆☆

不错，原版。不错，原版。不错，原版。不错，原版。不错，原版。不错，原版。

评分☆☆☆☆☆

书籍质量很好，内容也很有价值，是涉及PD雷达的有用书籍

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正好用上，很好。。。。

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不错，正品行货！发货速度也行，后续还要买的！

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挺不错，制作也很精美，很喜欢

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书不错，希望一直好用。

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内容不错，值得购买学习

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