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包郵 雷達(dá)原理與系統(tǒng)

出版社:西安電子科技大學(xué)出版社出版時(shí)間:2021-12-01
開本: 26cm 頁數(shù): 378頁
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雷達(dá)原理與系統(tǒng) 版權(quán)信息

雷達(dá)原理與系統(tǒng) 本書特色

本書是在作者近30年來從事雷達(dá)系統(tǒng)與雷達(dá)信號處理方面科研、教學(xué)工作的基礎(chǔ)上編寫而成的。書中系統(tǒng)地介紹了雷達(dá)的工作原理、系統(tǒng)組成、設(shè)計(jì)方法,并在介紹雷達(dá)的基本理論知識的同時(shí)提供了一些非常經(jīng)典的MATLAB程序,給出了幾個(gè)典型的雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。

雷達(dá)原理與系統(tǒng) 內(nèi)容簡介

本書系統(tǒng)地介紹了雷達(dá)的工作原理、系統(tǒng)組成、設(shè)計(jì)方法。書中在介紹雷達(dá)的基本理論和實(shí)際知識的同時(shí), 還提供了一些非常經(jīng)典的MATLAB程序, 并且給出了幾個(gè)典型的雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。全書共8章, 分別為緒論, 雷達(dá)系統(tǒng)組成與雷達(dá)方程, 發(fā)射與接收分系統(tǒng), 雷達(dá)信號波形與脈沖壓縮, 雜波特征與雜波抑制, 雷達(dá)信號檢測, 參數(shù)測量與跟蹤, 雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。

雷達(dá)原理與系統(tǒng) 目錄

第1章 緒論 1 1.1 雷達(dá)的發(fā)展概況 1 1.2 雷達(dá)的工作原理與分類 3 1.2.1 雷達(dá)的工作原理 3 1.2.2 雷達(dá)的基本組成 4 1.2.3 雷達(dá)的分類 5 1.2.4 雷達(dá)的工作頻率 6 1.2.5 從雷達(dá)回波提取的目標(biāo)信息 6 1.2.6 多普勒頻率 7 1.3 雷達(dá)的主要戰(zhàn)術(shù)與技術(shù)指標(biāo) 12 1.3.1 主要戰(zhàn)術(shù)指標(biāo) 12 1.3.2 主要技術(shù)指標(biāo) 15 1.4 雷達(dá)的生存與對抗技術(shù) 16 1.4.1 電子干擾與抗干擾技術(shù) 16 1.4.2 雷達(dá)抗反輻射導(dǎo)彈技術(shù) 18 1.4.3 雷達(dá)反低空入侵技術(shù) 21 1.4.4 飛機(jī)隱身與雷達(dá)反隱身技術(shù) 22 練習(xí)題 24 第2章 雷達(dá)系統(tǒng)組成與雷達(dá)方程 26 2.1 雷達(dá)系統(tǒng)基本組成 26 2.2 基本雷達(dá)方程 27 2.3 目標(biāo)的散射截面積(RCS) 33 2.3.1 RCS的定義 33 2.3.2 RCS的計(jì)算 34 2.3.3 RCS的測量 38 2.3.4 目標(biāo)起伏模型 39 2.4 電波傳播的影響 43 2.4.1 大氣層對電波傳播的影響 43 2.4.2 地面反射對電波傳播的影響 47 2.4.3 方向圖傳播因子 49 2.5 系統(tǒng)損耗 51 2.5.1 發(fā)射和接收損耗 51 2.5.2 天線波束形狀損耗 51 2.5.3 疊加損耗 52 2.5.4 信號處理損耗 53 2.6 雷達(dá)方程的幾種形式 54 2.6.1 雙基地雷達(dá)方程 55 2.6.2 搜索雷達(dá)方程 56 2.6.3 低脈沖重復(fù)頻率的雷達(dá)方程 59 2.6.4 高脈沖重復(fù)頻率的雷達(dá)方程 61 2.7 終端設(shè)備及其信息處理 62 2.8 MATLAB程序清單 64 程序2.1 基本雷達(dá)方程的計(jì)算(radar_eq.m) 64 程序2.2 雙基地雷達(dá)方程的計(jì)算(shuangjidi_req.m) 65 程序2.3 搜索雷達(dá)功率孔徑積的計(jì)算(power_aperture.m) 65 程序2.4 低脈沖重復(fù)頻率雷達(dá)方程的計(jì)算(lprf_req.m) 65 程序2.5 高脈沖重復(fù)頻率雷達(dá)方程的計(jì)算(hprf_req.m) 65 練習(xí)題 66 第3章 發(fā)射與接收分系統(tǒng) 68 3.1 雷達(dá)發(fā)射機(jī) 68 3.1.1 發(fā)射機(jī)的基本組成 68 3.1.2 發(fā)射機(jī)功率放大器的主要器件 70 3.1.3 發(fā)射機(jī)的主要性能指標(biāo) 72 3.1.4 全固態(tài)發(fā)射機(jī) 76 3.2 雷達(dá)接收機(jī) 80 3.2.1 接收機(jī)的基本組成 80 3.2.2 接收機(jī)的主要性能指標(biāo) 83 3.2.3 接收機(jī)的增益控制 92 3.2.4 濾波和接收機(jī)帶寬 94 3.3 數(shù)字收發(fā)技術(shù) 99 3.3.1 模擬正交相干檢波器 99 3.3.2 數(shù)字接收機(jī) 101 3.3.3 數(shù)字中頻正交采樣的原理 102 3.3.4 數(shù)字中頻正交采樣的實(shí)現(xiàn)方法 103 3.3.5 雷達(dá)接收機(jī)中A/D變換器的選取 108 3.4 正交相參檢波的MATLAB程序 110 練習(xí)題 113 第4章 雷達(dá)信號波形與脈沖壓縮 115 4.1 雷達(dá)信號的數(shù)學(xué)表示與分類 115 4.1.1 信號的數(shù)學(xué)表示 115 4.1.2 雷達(dá)信號的分類 117 4.2 模糊函數(shù)與雷達(dá)分辨率 120 4.2.1 模糊函數(shù)的定義及其性質(zhì) 120 4.2.2 單載頻脈沖信號的模糊函數(shù) 123 4.2.3 雷達(dá)分辨理論 126 4.3 線性與非線性調(diào)頻脈沖信號及其脈沖壓縮 131 4.3.1 線性調(diào)頻脈沖信號 131 4.3.2 非線性調(diào)頻脈沖信號 134 4.3.3 調(diào)頻脈沖信號的壓縮處理 137 4.3.4 LFM信號的距離-多普勒測不準(zhǔn)原理 141 4.4 相位編碼脈沖信號 142 4.4.1 二相編碼信號波形及其特征 142 4.4.2 巴克碼 144 4.4.3 M序列編碼信號 146 4.4.4 相位編碼信號的脈沖壓縮處理 149 4.4.5 相位編碼信號的多普勒敏感性 151 4.4.6 LFM信號與相位編碼信號的比較 153 4.5 步進(jìn)頻率脈沖信號及其脈沖綜合處理 154 4.5.1 步進(jìn)頻率(跳頻)脈沖信號 154 4.5.2 調(diào)頻步進(jìn)脈沖信號 156 4.5.3 步進(jìn)頻率信號的綜合處理 157 4.6 距離與多普勒模糊 160 4.6.1 距離模糊及其消除方法 162 4.6.2 速度模糊及其消除方法 164 4.7 調(diào)頻連續(xù)波信號及其拉伸信號處理 168 4.8 基于DDS的任意波形產(chǎn)生方法 172 4.8.1 直接數(shù)字頻率合成技術(shù)簡介 173 4.8.2 基于DDS的波形產(chǎn)生器的設(shè)計(jì) 174 4.9 MATLAB程序清單 176 程序4.1 單載頻矩形脈沖的模糊函數(shù)(af_sp.m) 176 程序4.2 單載頻高斯脈沖的模糊函數(shù)(af_gauss.m) 177 程序4.3 線性調(diào)頻脈沖信號的模糊函數(shù)(af_lfm.m) 178 程序4.4 巴克碼序列的波形、頻譜圖及模糊函數(shù)(af_barker.m) 178 程序4.5 線性調(diào)頻脈沖信號的回波產(chǎn)生與脈壓程序 179 程序4.6 二相編碼脈沖信號的回波產(chǎn)生與脈壓程序 180 程序4.7 調(diào)頻連續(xù)波拉伸信號的處理程序 180 程序4.8 步進(jìn)頻率脈沖綜合處理程序 181 練習(xí)題 181 第5章 雜波特征與雜波抑制 184 5.1 概述 184 5.2 雷達(dá)雜波 185 5.2.1 雜波的功率與信雜比 185 5.2.2 雜波統(tǒng)計(jì)特性 194 5.3 MTI/MTD性能指標(biāo) 199 5.3.1 雜波衰減和對消比 199 5.3.2 改善因子 199 5.3.3 雜波中可見度 199 5.4 動(dòng)目標(biāo)顯示(MTI) 200 5.4.1 延遲線對消器 201 5.4.2 參差重復(fù)頻率 206 5.4.3 優(yōu)化MTI濾波器 211 5.4.4 自適應(yīng)MTI (AMTI) 216 5.4.5 MTI處理仿真和實(shí)測數(shù)據(jù) 219 5.4.6 MTI性能的限制 221 5.5 動(dòng)目標(biāo)檢測(MTD) 224 5.5.1 MTI級聯(lián)FFT的濾波器組 225 5.5.2 優(yōu)化MTD濾波器組 227 5.5.3 零多普勒處理 229 5.5.4 自適應(yīng)MTD (AMTD) 232 5.6 脈沖多普勒雷達(dá) 234 5.7 MATLAB程序及函數(shù)清單 235 程序5.1 二項(xiàng)式級數(shù)參差MTI濾波器設(shè)計(jì)(cenci_MTI.m) 235 程序5.2 特征矢量法設(shè)計(jì)MTI濾波器(eig_MTI.m) 236 程序5.3 零點(diǎn)分配法設(shè)計(jì)MTI濾波器(zero_MTI.m) 236 程序5.4 FFT濾波器組設(shè)計(jì)MTD濾波器(fft_MTD.m) 237 程序5.5 點(diǎn)*佳MTD濾波器組設(shè)計(jì)(point_MTD.m) 237 練習(xí)題 238 第6章 雷達(dá)信號檢測 243 6.1 基本檢測過程 243 6.2 雷達(dá)信號的*佳檢測 246 6.2.1 噪聲環(huán)境下的信號檢測 246 6.2.2 虛警概率 248 6.2.3 檢測概率 250 6.3 脈沖積累的檢測性能 253 6.3.1 相干積累的檢測性能 253 6.3.2 非相干積累的檢測性能 253 6.3.3 相干積累與非相干積累的性能比較 255 6.3.4 起伏目標(biāo)的檢測性能 260 6.4 自動(dòng)檢測——恒虛警率處理 265 6.4.1 單元平均CFAR 266 6.4.2 其它幾種ML類CFAR 267 6.5 檢測性能計(jì)算的MATLAB程序 271 程序6.1 非相干積累改善因子的計(jì)算(improv_fac.m) 271 程序6.2 Parl數(shù)值積分方法計(jì)算檢測概率(marcumsq.m) 271 程序6.3 不完全Gamma函數(shù)的計(jì)算(incomplete_gamma.m) 272 程序6.4 檢測概率與單個(gè)脈沖信噪比的關(guān)系 274 程序6.5 非起伏目標(biāo)非相干積累的檢測概率與信噪比的關(guān)系 274 程序6.6 Swerling Ⅴ目標(biāo)檢測概率計(jì)算函數(shù)(pd_swerling5.m) 274 程序6.7 Swerling目標(biāo)檢測性能計(jì)算(pd_swerling.m) 276 練習(xí)題 278 第7章 參數(shù)測量與跟蹤 280 7.1 概述 280 7.2 雷達(dá)測量基礎(chǔ) 281 7.2.1 雷達(dá)測量的基本物理量 281 7.2.2 雷達(dá)測量的理論精度 282 7.2.3 信號的有效時(shí)寬和有效帶寬與測量精度 283 7.2.4 基本測量過程 287 7.3 距離測量與跟蹤 288 7.3.1 延時(shí)法測距與距離跟蹤 289 7.3.2 調(diào)頻連續(xù)波測距 293 7.4 角度測量與跟蹤 298 7.4.1 比幅單脈沖測角 299 7.4.2 比相單脈沖測角 304 7.5 相控陣?yán)走_(dá)角度的測量 306 7.5.1 線陣天線的方向圖函數(shù) 306 7.5.2 陣列雷達(dá)的數(shù)字波束形成 313 7.5.3 陣列雷達(dá)基于窗函數(shù)的數(shù)字單脈沖測角 314 7.5.4 相控陣?yán)走_(dá)的特點(diǎn) 317 7.6 速度測量 317 7.7 多目標(biāo)跟蹤 319 7.7.1 邊掃描邊跟蹤雷達(dá) 319 7.7.2 固定增益跟蹤濾波器 320 7.8 MATLAB程序和函數(shù)列表 326 程序7.1 單脈沖測量的仿真(mono_pulse.m) 327 程序7.2 αβγ濾波器的仿真(ghk_tracker.m) 327 程序7.3 αβγ濾波器的仿真實(shí)例 327 附錄 噪聲背景下的*佳估計(jì) 328 一、*大似然估計(jì) 328 二、時(shí)延的估計(jì)精度 330 三、頻率的估計(jì)精度 331 四、角度的估計(jì)精度 333 練習(xí)題 335 第8章 雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與虛擬仿真實(shí)驗(yàn) 337 8.1 雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般流程 337 8.2 某地基雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 338 8.3 某末制導(dǎo)雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 344 8.4 虛擬仿真實(shí)驗(yàn) 355 實(shí)驗(yàn)1 雷達(dá)和目標(biāo)的參數(shù)設(shè)置、功率計(jì)算 355 實(shí)驗(yàn)2 模擬產(chǎn)生目標(biāo)、噪聲等回波信號 359 實(shí)驗(yàn)3 脈沖壓縮信號處理仿真實(shí)驗(yàn) 361 實(shí)驗(yàn)4 MTI/MTD/CI(相干積累)處理仿真實(shí)驗(yàn) 362 實(shí)驗(yàn)5 CFAR目標(biāo)檢測處理仿真實(shí)驗(yàn) 364 實(shí)驗(yàn)6 點(diǎn)跡凝聚與參數(shù)測量仿真實(shí)驗(yàn) 365 實(shí)驗(yàn)7 地面雷達(dá)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真實(shí)驗(yàn) 366 實(shí)驗(yàn)8 末制導(dǎo)雷達(dá)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真實(shí)驗(yàn) 367 實(shí)驗(yàn)9 雷達(dá)航跡關(guān)聯(lián)的仿真實(shí)驗(yàn) 368 實(shí)驗(yàn)10 雷達(dá)終端顯示的仿真實(shí)驗(yàn) 374 練習(xí)題 374 參考文獻(xiàn) 377
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雷達(dá)原理與系統(tǒng) 作者簡介

  陳伯孝,1987畢業(yè)于原華東冶金學(xué)院(現(xiàn)安徽工業(yè)大學(xué)),1994、1997年分別獲西安電子科技大學(xué)碩士、博士學(xué)位,2003年至今任西安電子科技大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。2006年入選教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃。長期從事新體制雷達(dá)、米波雷達(dá)反隱身及其測高技術(shù)、末制導(dǎo)雷達(dá)、雷達(dá)抗干擾等方面的理論研究與工程實(shí)現(xiàn)工作?! s獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)2項(xiàng),中國專利金獎(jiǎng)1項(xiàng),國防和軍隊(duì)等省部級獎(jiǎng)勵(lì)7項(xiàng)。發(fā)表論文240余篇,出版學(xué)術(shù)專著5部,發(fā)明專利已授權(quán)30余項(xiàng)?!   盍?,1983、1994年分別獲西安電子科技大學(xué)學(xué)士、碩士學(xué)位,目前任西安電子科技大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。研究方向?yàn)樘炀€理論與工程設(shè)計(jì)、天線測量等。發(fā)表學(xué)術(shù)論文80余篇。    魏青,1993、1996、2007年分別獲西安電子科技大學(xué)學(xué)士、碩士和博士學(xué)位,目前任西安電子科技大學(xué)副教授。長期擔(dān)任“雷達(dá)原理”課程的主講教師,獲得教學(xué)表彰獎(jiǎng)勵(lì)3項(xiàng)。一直從事雷達(dá)信號處理等方面的應(yīng)用基礎(chǔ)研究工作,獲得省部級獎(jiǎng)勵(lì)1項(xiàng)。

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