被動雷達寬頻數字接收機技術

《被動雷達寬頻數字接收機技術》是2021年電子工業出版社出版的圖書，作者是陳濤。

基本介紹

• 中文名：被動雷達寬頻數字接收機技術
• 作者：陳濤
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2021年
• 頁數：414 頁
• 定價：199 元
• 開本：16 開 
• ISBN：9787121402647 

內容簡介

在現代信息化戰爭中，反輻射飛彈是電子對抗中必不可少的硬摧毀武器，而其用於制導的被動雷達寬頻數字接收機技術是關鍵核心技術。被動雷達寬頻數字接收機面臨當今複雜環境與複雜信號的挑戰。本書圍繞寬頻數字接收機設計與實現中的相關問題，全面介紹採樣技術、信道化技術、信號識別技術和PDW形成技術。全書分為6章，第1章主要介紹被動雷達寬頻數字接收機的套用及面臨的問題；第2章介紹常用的幾種寬頻數字接收機實現結構，同時介紹脈衝壓縮和單比特接收機；第3章介紹接收機中的信號檢測方法及頻率、DOA等參數測量技術；第4章闡述脈內特徵識別技術，脈內特徵可增加PDW的參數維度，並結合第2、3章以及本章部分內容給出FPGA的設計實現實例，還介紹了針對基於深度學習的雷達信號脈內分類技術的初步成果；第5章介紹針對接收機採樣信號的輻射源指紋分析技術，給出特定輻射源識別的方法；第6章介紹目前較為新穎的壓縮採樣數字接收機設計，討論其參數測量的可能性，為被動雷達寬頻數字接收機設計提供了新的思路。本書適合從事電子戰等相關領域的工程技術人員，電子信息工程等相關專業高年級本科生、研究生等使用。

圖書目錄

第1章　緒論 1

1.1　反輻射飛彈簡介 1

1.1.1　美國反輻射飛彈的發展 2

1.1.2　其他國家反輻射飛彈的發展 7

1.1.3　反輻射飛彈武器未來的發展 10

1.2 被動雷達數字接收技術發展 11

1.2.1 主要接收機形式 12

1.2.2　寬頻數字接收機 16

1.3　寬頻數字接收機在被動雷達中的作用 22

1.3.1　寬頻數字接收機功能 22

1.3.2　寬頻數字接收機對系統靈敏度的影響 23

1.4　寬頻數字接收機面臨的複雜信號環境 26

1.4.1　複雜電磁環境 27

1.4.2　雷達信號環境描述 28

1.4.3　寬頻數字接收機面臨的技術挑戰 29

1.5　本章小結 30

第2章 寬頻數字接收機基礎 31

2.1 基礎理論 31

2.1.1 採樣理論 31

2.1.2 信號的抽取與插值 33

2.1.3 多相濾波器 35

2.1.4 調製濾波器組 36

2.1.5 信號的正交變換理論 37

2.1.6 數字下變頻 38

2.1.7 寬頻數字接收機設計的基本原理 38

2.2 基於STFT調製的寬頻數字接收機設計 40

2.2.1 基於短時傅立葉變換的數字接收機 40

2.2.2 基於多相濾波的短時傅立葉變換結構 41

2.2.3 短時傅立葉變換接收機仿真 44

2.3 基於多相濾波DFT調製的寬頻數字接收機設計 45

2.3.1 多相濾波DFT結構 45

2.3.2 濾波器設計 48

2.3.3 信道化前後信噪比增益 49

2.3.4 信道化結構仿真 51

2.4 滑動FFT結構信道化寬頻數字接收機 53

2.5 加權疊加結構數字接收機 55

2.5.1 加權疊加數字接收機原理 55

2.5.2 加權疊加結構數字接收機仿真 56

2.6 複數多相濾波器組信道化接收機 60

2.7 基於FRM結構的信道化接收機 61

2.7.1 頻率回響禁止技術 61

2.7.2 基於FRM的信道化結構 62

2.7.3 基於FRM結構的信道化接收機仿真 65

2.7.4 基於復指數調製FRM的信道化結構 67

2.8 非均勻數字信道化接收機設計 72

2.8.1 基於重構濾波器組的非均勻信道化接收機 72

2.8.2 餘弦調製結構接收機 77

2.9 基於脈衝壓縮的寬頻數字接收機 85

2.9.1 chirp變換 85

2.9.2 基於脈衝壓縮的寬頻數字接收機結構 86

2.9.3 輸入信號約束條件 87

2.9.4 基於脈衝壓縮的寬頻數字接收機參數測量 88

2.9.5 基於脈衝壓縮的寬頻數字接收機仿真實驗 89

2.10 單比特寬頻數字接收機 93

2.11 本章小結 96

第3章 PDW形成 98

3.1 信號檢測技術 98

3.1.1 靜態閾值檢測 98

3.1.2 動態閾值檢測 99

3.1.3 相關檢測 101

3.2 脈衝到達時間與脈衝寬度估計 103

3.3 頻率測量 104

3.3.1 相位差測頻算法 104

3.3.2 過零檢測 106

3.3.3 DFT測頻算法 108

3.3.4 MUSIC測頻 110

3.3.5 差異接收機測頻 111

3.4 角度測量 117

3.4.1 比幅法測向 117

3.4.2 干涉儀測量原理 120

3.4.3 多基線測向 122

3.4.4 虛擬基線測向 123

3.4.5 立體基線測向 124

3.4.6 旋轉干涉儀測向 126

3.4.7 最小二乘測向 128

3.4.8 互譜寬頻測向 131

3.4.9 相位和差測角法 134

3.4.10 MUSIC測向 136

3.4.11 極化MUSIC測向 137

3.5 基於FPGA的MUSIC測向實現 143

3.5.1 總體設計 143

3.5.2 協方差生成 145

3.5.3 特徵值分解 148

3.5.4 噪聲子空間 155

3.5.5 譜峰搜尋 156

3.5.6 硬體仿真結果分析 159

3.6 本章小結 161

第4章　脈內信號分析 163

4.1　時頻分析 163

4.2　脈內調製形式 165

4.2.1　線性調頻信號 165

4.2.2　非線性調頻信號 166

4.2.3　相位編碼信號 169

4.2.4 複合調製信號 174

4.2.5 脈內調製信號經信道化後的仿真波形 175

4.3 基於短時傅立葉變換的調頻信號識別 177

4.4 基於分數階傅立葉變換的調頻信號識別 181

4.4.1 分數階傅立葉變換原理 181

4.4.2 線性調頻信號檢測原理 184

4.5 基於瞬時累加自相關的調相信號識別 187

4.6 基於頻譜複雜度的脈內調製信號識別 190

4.6.1 雷達信號特徵分析 190

4.6.2 基於頻譜複雜度的雷達信號識別流程及仿真分析 193

4.7 基於循環譜的調相信號識別 198

4.7.1 循環自相關的基本原理 198

4.7.2 PSK信號循環自相關檢測原理及仿真分析 198

4.8 複合調製信號識別 201

4.9 深度學習信號識別 207

4.9.1 深度學習簡介 208

4.9.2　基於深度學習的LPI雷達信號識別仿真 228

4.10　寬頻數字接收機FPGA實現實例 235

4.10.1　接收機主要晶片介紹 236

4.10.2　基於多相濾波DFT調製的寬頻數字接收機FPGA設計 243

4.10.3　信號檢測與脈衝測量FPGA實現 250

4.10.4　脈內分析FPGA實現 259

4.11 本章小結 270

第5章 雷達輻射源無意調製特徵提取與個體識別 271

5.1 概況 271

5.1.1 發展概況 271

5.1.2 雷達信號無意調製特徵的基本要求 272

5.1.3 無意調製特徵提取與個體識別方法概述 277

5.2 經典實現方法 279

5.2.1　雷達常規PRI特徵的提取與個體識別 279

5.2.2　雷達載波頻率偏移特徵的提取與個體識別 281

5.2.3　雷達脈衝信號上升沿包絡特徵的提取與個體識別 282

5.2.4　雷達信號相位噪聲特徵的提取與個體識別 292

5.3 基於多域RF-DNA雷達輻射源的個體識別 312

5.3.1 時域RF-DNA特徵提取 312

5.3.2 頻域RF-DNA特徵提取 314

5.3.3 時頻域RF-DNA特徵提取 316

5.3.4 分形域RF-DNA特徵提取 319

5.3.5 構建多域RF-DNA 321

5.3.6 基於支持向量機的雷達輻射源個體識別 322

5.4 基於棧式稀疏自動編碼器的雷達輻射源個體識別技術 328

5.4.1 XGBoost分類器 328

5.4.2 sSAE-XGBoost算法 331

5.4.3 實驗與分析 332

5.5 本章小結 334

第6章 壓縮採樣寬頻數字接收機 336

6.1 引言 336

6.2 壓縮採樣理論 337

6.2.1 壓縮採樣理論概述 337

6.2.2 信號的稀疏表示 338

6.2.3 測量矩陣的設計 338

6.2.4 稀疏信號的重構 340

6.3 模擬信息轉換器結構 343

6.3.1 隨機解調結構 343

6.3.2 多陪集採樣 344

6.3.3 調製寬頻轉換器 345

6.4 MWC壓縮採樣寬頻數字接收機設計 350

6.5 基於MWC的多路壓縮復用壓縮接收機結構 355

6.6 基於MWC離散壓縮採樣的信號檢測技術 357

6.6.1 基於單路壓縮採樣數據的能量檢測算法 358

6.6.2 基於多路壓縮採樣數據能量混合疊加檢測算法 359

6.6.3 算法仿真和性能分析 361

6.7 基於MWC離散壓縮採樣的信號測頻技術 363

6.7.1 複數信號載頻估計方法 363

6.7.2 實數信號載頻估計方法 364

6.7.3 LFM壓縮採樣信號參數估計 366

6.7.4 算法仿真與性能分析 368

6.8 基於MWC離散壓縮採樣的信號識別技術 370

6.8.1 MWC壓縮採樣信號脈內調製特徵分析 370

6.8.2 MWC壓縮採樣信號脈內調製識別方法 373

6.8.3 單路MWC壓縮採樣信號的識別流程 375

6.8.4 多路混合疊加壓縮採樣信號識別 377

6.8.5 算法仿真與性能分析 377

6.9 基於MWC壓縮採樣均勻線陣的CF與DOA聯合估計 381

6.9.1 基於原型MWC壓縮採樣均勻線陣的CF與DOA聯合估計 381

6.9.2 雙路MWC壓縮採樣均勻線陣的CF和DOA聯合估計 385

6.9.3 單路MWC壓縮採樣均勻線陣的CF和DOA聯合估計 389

6.9.4 雙重壓縮均勻線陣結構的CF和DOA聯合估計 392

6.10 基於多相結構的MWC數字接收機結構 395

6.10.1 MWC數字接收機的FPGA實現 395

6.10.2 基於多相結構的MWC數字接收機推導 397

6.11 本章小結 400

參考文獻 401