編輯推薦

*提供對於雷達設計、分析和信號處理理解的綜閤資源。

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內容簡介

本書作者為著名雷達技術專傢，全書討論瞭雷達基本概念和技術原理，具體描述瞭雷達截麵、極化、匹配濾波器和雷達模糊函數及雷達波傳播的*新進展，並給齣瞭PRN 碼，多徑和摺射、高距離分辨率、雜波和MIT處理的有關內容。新版增加瞭更多習題，包含豐富的MATLAB程序代碼可用於雷達係統的分析和設計，具有很高的實際應用價值。

作者簡介

　　　　周萬幸，現任中國電子科技集團公司智能感知技術重點實驗室主任，研究員級高級工程師。長期在第一綫從事地麵和艦載雷達理論、技術與係統的研究和工程研製工作，並取得重大成就、做齣突齣貢獻，組織瞭艦載一體化雷達/電子對抗係統、預警反導係統的論證和預研工作，領導瞭寬帶相控陣、數字陣、綜閤信息處理等關鍵技術的攻關。

　　　　Bassem R.Mahafza博士是Alabama州Huntsville地區deciBel研究所的所長及其創建者。他是雷達學科中公認的專傢，具有20多年的研究經驗，在雷達技術、雷逸設計與分析（包括所有傳感器子部件）、雷達仿真和模型設計、雷達特徵和雷達算法開發（特彆是在先進雜波抑製技術和對抗方麵）等領域取得瞭豐碩的成果。

目錄

目 錄

第一部分 雷達原理
第1章 定義和術語 2
1．1　雷達係統的分類和波段 2
1．2 脈衝和連續波（CW）雷達 6
1．3 距離 7
1．4 距離分辨率 9
1．5 多普勒頻率 11
1．6 相乾性 17
1．7 分貝的算法 18
習題 19
附錄1-A 第1章MATLAB程序清單 20
第2章 基本脈衝和連續波（CW）雷達操作 22
2．1 雷達距離方程 22
2．2 低PRF雷達方程 26
2．3 高PRF雷達方程 28
2．4 監視雷達方程 30
2．5 帶乾擾的雷達方程 34
2．5．1 自屏蔽乾擾器（SSJ） 35
2．5．2 燒穿距離 38
2．5．3 遠距離乾擾器（SOJ） 40
2．6 距離縮減因子 42
2．7 雙基地雷達方程 42
2．8 雷達損耗 44
2．8．1 發射和接收損耗 44
2．8．2 天綫方嚮圖損耗和掃描損耗 44
2．8．3 大氣損耗 45
2．8．4 摺疊損耗 45
2．8．5 處理損耗 46
2．9 噪聲係數 48
2．10 連續波雷達 51
2．10．1 連續波雷達方程 52
2．10．2 頻率調製 53
2．10．3 綫性調頻（LFM）連續波雷達 57
2．10．4 多頻連續波雷達 59
2．11 MATLAB函數“range_calc．m” 60
習題 61
附錄2-A 第2章MATLAB程序清單 65
第二部分 雷達信號與信號處理
第3章 綫性係統與復信號錶示法 78
3．1 信號分類 78
3．2 傅裏葉變換 79
3．3 係統分類 79
3．3．1 綫性與非綫性係統 80
3．3．2 時不變與時變係統 80
3．3．3 穩定與非穩定係統 80
3．3．4 因果與非因果係統 81
3．4 用傅裏葉級數的信號錶示法 81
3．5 捲積與相關積分 83
3．5．1 能量與功率譜密度 84
3．6 帶通信號 87
3．6．1 解析信號（前置包絡） 87
3．6．2 帶通信號的前置包絡與復包絡 88
3．7 一些常規雷達信號的頻譜 90
3．7．1 連續波信號 90
3．7．2 有限持續時間脈衝信號 91
3．7．3 周期脈衝信號 92
3．7．4 有限持續時間脈衝串信號 93
3．7．5 綫性調頻（LFM）信號 94
3．8 信號帶寬與持續時間 98
3．8．1 有效帶寬與持續時間計算 99
3．9 離散時間係統與信號 102
3．9．1 采樣定理 102
3．9．2 Z變換 105
3．9．3 離散傅裏葉變換 106
3．9．4 離散功率譜 106
3．9．5 加窗技術 108
3．9．6 抽取與插值 111
習題 112
附錄3-A 第3章MATLAB程序清單 114
附錄3-B 傅裏葉變換對 118
附錄3-C Z變換對 119
第4章 匹配濾波器雷達接收機 120
4．1 匹配濾波器信噪比 120
4．1．1 白噪聲情況 122
4．1．2 副本 123
4．2 匹配濾波器輸齣通式 124
4．2．1 靜止目標情況 124
4．2．2 運動目標情況 125
4．3 波形分辨率和模糊 127
4．3．1 距離分辨率 127
4．3．2 多普勒分辨率 129
4．3．3 復閤距離與多普勒分辨率 130
4．4 距離與多普勒不定 131
4．4．1 距離不定 131
4．4．2 多普勒不定 133
4．4．3 距離-多普勒耦閤 134
4．4．4 LFM信號的距離-多普勒耦閤 137
4．5 目標參數估計 138
4．5．1 何為估計函數 138
4．5．2 幅度估計 139
4．5．3 相位估計 139
習題 140
第5章 模糊函數―模擬波形 142
5．1 引言 142
5．2 模糊函數的例子 143
5．2．1 單個脈衝模糊函數 143
5．2．2 LFM模糊函數 145
5．2．3 相乾脈衝串模糊函數 149
5．2．4 LFM脈衝串的模糊函數 152
5．3 步進頻率波形 155
5．4 非綫性調頻 157
5．4．1 靜態相位的概念 157
5．4．2 頻率調製波形的頻譜賦形 161
5．5 模糊圖等值綫 162
5．6 LFM信號的距離-多普勒耦閤的解釋 163
習題 164
附錄5-A 第5章MATLAB程序清單 165
第6章 模糊函數―離散編碼波形 171
6．1 離散編碼信號錶示 171
6．2 脈衝串編碼 172
6．3 相位編碼 176
6．3．1 二進製相位編碼 176
6．3．2 多相編碼 189
6．4 頻率編碼 191
6．4．1 Costas碼 191
6．5 離散編碼的模糊圖 193
習題 194
附錄6-A 第6章MATLAB程序清單 194
第7章 脈衝壓縮 199
7．1 時間-帶寬積 199
7．2 脈衝壓縮的雷達方程 200
7．3 脈衝壓縮的基本原理 200
7．4 相關處理器 202
7．5 擴展處理器 207
7．5．1 LFM 脈衝信號 208
7．5．2 步進頻率波形 213
7．5．3 目標速度的影響 219
習題 220
附錄7-A 第7章MATLAB程序清單 221
第三部分 雷達係統的特殊考慮
第8章 雷達波的傳播 228
8．1 地球對雷達方程的影響 228
8．2 地球大氣層 228
8．3 大氣模型 230
8．3．1 對流層中的摺射率 230
8．3．2 電離層中的摺射率 232
8．3．3 計算摺射率的數學模型 233
8．3．4 分層大氣摺射模型 234
8．4 三分之四地球模型 238
8．4．1 目標高度方程 238
8．5 地麵反射 239
8．5．1 平滑錶麵反射係數 239
8．5．2 發散 243
8．5．3 粗糙錶麵反射 244
8．5．4 總反射係數 245
8．6 方嚮圖傳播因子 246
8．6．1 平坦地錶 248
8．6．2 球形地球 249
8．7 衍射 253
8．8 大氣衰減 256
8．8．1 大氣吸收 257
8．8．2 大氣衰減圖 259
8．9 降水導緻的衰減 262
習題 264
附錄8-A 第8章MATLAB程序清單 265
第9章 雷達雜波 280
9．1 雜波的定義 280
9．2 錶麵雜波 280
9．2．1 區域雜波的雷達方程―機載雷達 282
9．3 體雜波 283
9．3．1 體雜波的雷達方程 285
9．4 錶麵雜波RCS 286
9．4．1 單脈衝低PRF情況 286
9．4．2 高PRF的情況 291
9．5 雜波元素 293
9．6 雜波後嚮散射係數統計模型 294
9．6．1 錶麵雜波的情況 294
9．6．2 體雜波情況 296
習題 297
附錄9-A 第9章MATLAB程序清單 297
第10章 動目標顯示（MTI）和脈衝多普勒雷達 302
10．1 雜波功率譜密度 302
10．2 動目標顯示（MTI）的概念 302
10．2．1 單延遲綫對消器 304
10．2．2 雙延遲綫對消器 305
10．2．3 帶有反饋迴路（遞歸濾波器）的延遲綫 307
10．3 PRF參差 308
10．4 MTI改善因子 311
10．4．1 2脈衝MTI形式 312
10．4．2 通用形式 313
10．5 雜波下的可見度（SCV） 314
10．6 有最佳權重的延遲綫對消器 314
10．7 脈衝多普勒雷達 316
10．7．1 脈衝多普勒雷達信號處理 319
10．7．2 解距離模糊 320
10．7．3 解多普勒模糊包絡 322
10．8 相位噪聲 325
習題 329
附錄10-A 第10章MATLAB程序清單 331
第四部分 雷達檢測
第11章 隨機變量和隨機過程 337
11．1 隨機變量 337
11．2 多元高斯隨機嚮量 339
11．2．1 復數多元高斯隨機嚮量 342
11．3 瑞利隨機變量 342
11．4 卡方隨機變量 343
11．4．1 自由度為N的中心卡方隨機變量 343
11．4．2 自由度為N的非中心卡方隨機變量 344
11．5 隨機過程 345
11．6 高斯隨機過程 346
11．6．1 低通高斯隨機變量 346
11．6．2 帶通高斯隨機過程 347
11．6．3 帶通高斯過程的包絡 348
習題 349
第12章 單脈衝檢測 351
12．1 參數已知的單脈衝 351
12．2 幅度已知、相位未知的單脈衝 354
12．2．1 虛警概率 357
12．2．2 檢測概率 358
習題 360
附錄12-A 第12章MATLAB程序清單 361
第13章 波動目標檢測 364
13．1 引言 364
13．2 脈衝積纍 364
13．2．1 相乾積纍 365
13．2．2 非相乾積纍 366
13．2．3 改善因子和積纍損耗 366
13．3 目標起伏：目標χ2族 367
13．4 平方律檢波器的虛警概率公式 368
13．4．1 平方律檢測 371
13．5 探測概率的計算 372
13．5．1 Swerling 0（Swerling V）目標的探測 372
13．5．2 Swerling I目標的探測 374
13．5．3 Swerling II目標的探測 375
13．5．4 Swerling III目標的探測 376
13．5．5 Swerling IV目標的探測 378
13．6 起伏損耗的計算 380
13．7 纍積探測概率 381
13．8 恒虛警率（CFAR） 383
13．8．1 單元-平均CFAR（單個脈衝） 384
13．8．2 采用非相乾積纍的單元-平均CFAR 385
13．9 MN檢測 386
13．10 雷達方程迴顧 387
習題 388
附錄13-A 不完全伽馬函數 390
附錄13-B 第13章MATLAB程序清單 392
第五部分 關於雷達的一些特殊主題
第14章 雷達截麵積（RCS） 407
14．1 RCS定義 407
14．2 RCS和姿態角及頻率的依賴關係 408
14．3 RCS與極化的依賴關係 411
14．3．1 歸一化電場 411
14．3．2 極化 411
14．3．3 目標散射矩陣 413
14．4 簡單物體的RCS 415
14．4．1 球 415
14．4．2 橢球 417
14．4．3 圓形平闆 419
14．4．4 截錐體（平截體） 420
14．4．5 圓柱體 423
14．4．6 矩形平闆 425
14．4．7 三角形平闆 428
14．5 復雜目標的RCS 429
14．6 RCS預測方法 430
14．6．1 計算電磁學 431
14．6．2 有限微分時間域方法 431
14．6．3 有限元方法 433
14．6．4 積分方程 434
14．6．5 幾何光學 435
14．6．6 物理光學 435
14．6．7 邊緣衍射 437
14．7 多次反射 437
習題 438
附錄14-A 第14章MATLAB程序清單 439
第15章 相控陣天綫 456
15．1 方嚮性、功率增益和有效孔徑 456
15．2 近場和遠場 457
15．3 通用陣列 458
15．4 綫性陣列天綫 460
15．4．1 陣列錐削 463
15．4．2 通過DFT進行方嚮圖計算 465
15．5 平麵陣列 470
15．5．1 矩形網格陣列 471
15．5．2 圓形網格陣列 472
15．5．3 同軸網格圓形陣列 478
15．5．4 帶圓形邊界的矩形網格陣列 479
15．5．5 六邊形網格陣列 479
15．6 陣列天綫掃描損失 490
15．7 多輸入多輸齣（MIMO）―綫性陣列 492
習題 495
附錄15-A 第15章MATLAB程序清單 496
第16章 自適應信號處理 509
16．1 非自適應波束形成 509
16．2 使用最小均方的自適應信號處理 512
16．3 LMS自適應陣列處理 515
16．4 副瓣對消器（SLC） 522
16．5 空時自適應處理（STAP） 523
16．5．1 空時處理 523
16．5．2 空時自適應處理 526
習題 529
附錄16-A 第16章MATLAB程序清單 529
第17章 目標跟蹤 537
17．1 角度跟蹤 537
17．1．1 時序波瓣法 537
17．1．2 圓錐掃描 538
17．2 幅度比較單脈衝 541
17．3 相位比較單脈衝 546
17．4 距離跟蹤 548
17．5 邊搜索邊跟蹤（TWS） 549
17．6 LTI係統的狀態變量錶示法 550
17．7 感興趣的LTI係統 553
17．8 固定增益跟蹤濾波器 554
17．8．1 ?? 濾波器 556
17．8．2 ????濾波器 559
17．9 卡爾曼濾波器 567
17．9．1 Singer ???-卡爾曼濾波器 568
17．9．2 卡爾曼濾波器和??? 濾波器的關係 570
17．10 MATLAB卡爾曼濾波仿真 573
習題 579
附錄17-A 第17章MATLAB程序清單 581
第18章 戰術閤成孔徑雷達（TSAR） 588
18．1 引言 588
18．1．1 側視SAR的幾何關係 588
18．2 SAR設計上的考慮 590
18．3 SAR雷達方程 594
18．4 SAR信號處理 595
18．5 側視SAR多普勒處理 595
18．6 利用多普勒處理進行SAR成像 598
18．7 距離移動 599
18．8 三維SAR成像技術 599
18．8．1 背景 600
18．8．2 DFTSQM操作與信號處理 600
18．8．3 DFTSQM SAR圖像的幾何關係 603
18．8．4 斜距方程 604
18．8．5 信號閤成 606
18．8．6 電子處理 607
18．8．7 方程（18．71）的推導 608
18．8．8 第k個距離單元的非零泰勒級數係數 610
習題 611
附錄18-A 第18章MATLAB程序清單 612
參考文獻 614

前言/序言

　　譯 者 序

　　《雷達係統分析與設計（MATLAB 版）（第三版）》從係統分析與設計角度，對雷達信號處理領域的基礎知識、前沿技術進行瞭全麵、係統、深入的理論介紹與數學分析，並配備MATLAB 輔助學習軟件程序代碼，已成為同類教材或專著的標杆。

　　自第一版（2000 年）、第二版（2005 年）齣版至今已11 年，雷達信號處理領域湧現齣眾多的新理論、新技術。本書在前兩版的內容脈絡基礎上，深入探討瞭目標檢測、目標跟蹤、STAP 處理、SAR 信號處理等相關領域的最新進展，對相關領域的研究人員具有非常高的指導價值。

　　本書分為5 個部分，共18 章。第一部分為“雷達原理”，簡要介紹雷達基礎概念。第二部分為“雷達信號與信號處理”，關注雷達波形、雷達信號處理。第三部分為“雷達係統的特殊考慮”，闡述雷達波傳播理論、雷達雜波及脈衝多普勒技術。第四部分為“雷達檢測”， 介紹單脈衝檢測、目標起伏檢測模型等。第五部分為“關於雷達的一些特殊主題”，重點闡述雷達RCS、相控陣天綫、自適應信號處理、目標跟蹤、SAR 信號處理等。

　　本書由中國電子科技集團公司智能感知技術重點實驗室組織翻譯，周萬幸、鬍明春、吳鳴亞、王建明、孫俊、陳玲、鄧大鬆、蔡曉睿、韓長喜、倪迎紅等參與瞭翻譯，並得到瞭中國電子科技集團公司第十四研究所各部門領導及專傢的大量支持和幫助，在此一並感謝。由於水平和經驗有限，翻譯錯誤與不妥之處在所難免，敬請讀者批評指正，以便今後進一步完善，不勝感激！

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