雷達信號處理基礎（第三版）（英文版）

《雷達信號處理基礎（第三版）（英文版）》是2023年電子工業出版社出版的圖書，作者是Mark A. RichardsMark A. Richards（馬克 · A. 理查茲）。

基本介紹

• 中文名：雷達信號處理基礎（第三版）（英文版）
• 作者：Mark A. RichardsMark A. Richards（馬克 · A. 理查茲）
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2023年3月
• 頁數：644 頁
• 定價：149.0 元
• 開本：16 開
• ISBN：9787121451577

內容簡介

本書作者為國際著名雷達信號處理專家。該書從信號處理的角度出發，系統地介紹了脈衝都卜勒體制和調頻連續波體制的雷達系統及其信號處理的基本理論和方法，內容包括雷達系統與信號處理概述、信號模型、雷達數據採集、雷達波形、都卜勒處理、檢測基礎原理、測量與目標跟蹤技術、合成孔徑雷達成像技術、陣列信號處理技術等。本書在第三版更新時補充了大量關於雷達信號處理近期研究成果和當前研究熱點的內容，修訂了關於基礎理論和方法的詳盡介紹與嚴謹論述，提供了大量有助於讀者深入探究的示例和MATLAB演示案例。

圖書目錄

CHAPTER 1 Introduction to Radar Systems and Signal Processing 雷達系統與信號處理概述

1.1 History and Applications of Radar 雷達的歷史和套用

1.2 Basic Radar Functions 雷達的基本功能

1.3 Elements of a Radar 雷達的基本組成

1.3.1 Radar Frequencies 雷達頻率

1.3.2 Radar Waveforms and Transmitters 雷達波形和發射機

1.3.3 Antennas 天線

1.3.4 Virtual Elements and Virtual Arrays 等效陣元和等效陣列

1.3.5 Receivers 接收機

1.4 Common Threads in Radar Signal Processing 雷達信號處理的共同主線

1.4.1 Signal-to-Interference Ratio 信乾比

1.4.2 Resolution and Region of Support 解析度與支撐域

1.4.3 Integration and Phase History Modeling 積累與相位歷程建模

1.5 A Preview of Basic Radar Signal Processing 基本雷達信號處理概述

1.5.1 Radar Time Scales 雷達的時間尺度

1.5.2 Phenomenology 現象學

1.5.3 Signal Conditioning and Interference Suppression 信號調節和干擾抑制

1.5.4 Detection 檢測

1.5.5 Measurements and Track Filtering 測量與跟蹤濾波

1.5.6 Imaging 成像

1.6 Radar Literature 雷達文獻

1.6.1 Introductions to Radar Systems and Applications 雷達系統和套用簡介

1.6.2 Basic Radar Signal Processing 基本雷達信號處理

1.6.3 Advanced Radar Signal Processing 高級雷達信號處理

1.6.4 Radar Applications 雷達的套用

1.6.5 Current Radar Research 當前的雷達研究

References 參考文獻

Problems 習題

CHAPTER 2 Signal Models 信號模型

2.1 Components of a Radar Signal 雷達信號的組成

2.2 Modeling Amplitude 幅度模型

2.2.1 Simple Point Target Radar Range Equation 點目標的雷達距離方程

2.2.2 Distributed Target Forms of the Range Equation 分散式目標的雷達距離方程

2.2.3 Radar Cross Section 雷達截面積

2.2.4 Radar Cross Section for Meteorological Targets 氣象目標的雷達截面積

2.2.5 Statistical Description of Radar Cross Section 雷達截面積的統計描述

2.2.6 Target Fluctuation Models 目標起伏模型

2.2.7 Swerling Models Swerling模型

2.2.8 Effect of Target Fluctuations on Doppler Spectrum 目標起伏對都卜勒譜的影響

2.3 Modeling Clutter 雜波模型

2.3.1 Behavior of σ0 σ0的性質

2.3.2 Signal-to-Clutter Ratio 信雜比

2.3.3 Temporal and Spatial Correlation of Clutter 雜波的時間和空間相關性

2.3.4 Compound Models of Radar Cross Section 雷達截面積的混合模型

2.4 Noise Model and Signal-to-Noise Ratio 噪聲模型和信噪比

2.5 Jamming 干擾

2.6 Electromagnetic Interference 電磁干擾

2.7 Frequency Models: The Doppler Shift 頻率模型：都卜勒頻移

2.7.1 Doppler Shift 都卜勒頻移

2.7.2 The Stop-and-Hop Approximation and Phase History 停–跳近似和相位歷程

2.7.3 Measuring Doppler Shift: Spatial Doppler 都卜勒頻移的測量：空間都卜勒

2.8 Spatial Models 空間模型

2.8.1 Coherent Scattering 相干散射

2.8.2 Variation with Angle 隨角度的變化

2.8.3 Variation with Range 隨距離的變化

2.8.4 Noncoherent Scattering 非相干積累

2.8.5 Projections 投影

2.8.6 Multipath 多徑

2.9 Spectral Model 譜模型

2.10 Summary 總結

References 參考文獻

Problems 習題

CHAPTER 3 Radar Data Acquisition and Organization 雷達數據採集與存儲結構

3.1 A Signal Processor’s Radar Architecture Model 信號處理器的雷達架構模型

3.2 Measuring a Range Profile 距離像測量

3.2.1 Pulsed Radar Range Profile: One Pulse in Fast Time 脈衝雷達距離像：快時間中的脈衝信號

3.2.2 FMCW Radar Range Profile: One Sweep in Fast Time FMCW雷達距離像：快時間中的掃頻信號

3.3 Multiple Range Profiles: Slow Time and the CPI 多距離像：慢時間和相參處理時間

3.4 Multiple Channels: The Datacube 多通道：數據立方

3.5 Dwells 駐留時間

3.6 Sampling the Doppler Spectrum 都卜勒頻譜採樣

3.6.1 The Nyquist Rate in Doppler 都卜勒頻譜內的奈奎斯特速率

3.6.2 Straddle Loss 跨越損失

3.7 Sampling in the Spatial and Angle Dimensions 空間和角度維採樣

3.7.1 Spatial Array Sampling 空間陣列採樣

3.7.2 Sampling in Angle 角度採樣

3.8 I/Q Imbalance and Digital I/Q I/Q通道不均衡與數字I/Q

3.8.1 I/Q Imbalance and Offset I/Q通道不均衡及其補償

3.8.2 Correcting I/Q Errors I/Q通道誤差校正

3.8.3 Digital I/Q 數字I/Q

3.9 Summary 總結

References 參考文獻

Problems 習題

CHAPTER 4 Radar Waveforms 雷達波形

4.1 Introduction 簡介

4.2 The Waveform Matched Filter 波形匹配濾波器

4.2.1 The Matched Filter 匹配濾波器

4.2.2 Matched Filter for the Simple Pulse 簡單脈衝匹配濾波器

4.2.3 All-Range Coherent Matched Filtering 全距離相參匹配濾波器

4.2.4 Straddle Loss 跨越損失

4.2.5 Range Resolution of the Matched Filter 匹配濾波器的距離解析度

4.3 Matched Filtering of Moving Targets 動目標的匹配濾波

4.4 The Ambiguity Function 模糊函式

4.4.1 Definition and Properties of the Ambiguity Function 模糊函式的定義和性質

4.4.2 Ambiguity Function of the Simple Pulse 簡單脈衝的模糊函式

4.5 The Pulse Burst Waveform 脈衝串波形

4.5.1 Matched Filter for the Pulse Burst Waveform 脈衝串波形的匹配濾波器

4.5.2 Pulse-by-Pulse Processing 逐個脈衝處理

4.5.3 Range Ambiguity 距離模糊

4.5.4 Doppler Response of the Pulse Burst Waveform 脈衝串波形的都卜勒回響

4.5.5 Ambiguity Function for the Pulse Burst Waveform 脈衝串波形的模糊函式

4.5.6 The Slow-Time Spectrum and the Periodic Ambiguity Function 慢時間頻譜和周期模糊函式

4.6 Frequency-Modulated Pulse Compression Waveforms 調頻脈衝壓縮波形

4.6.1 Linear Frequency Modulation 線性調頻脈衝壓縮波形

4.6.2 The Principle of Stationary Phase 駐相原理

4.6.3 Ambiguity Function of the LFM Waveform LFM波形的模糊函式

4.6.4 Range-Doppler Coupling 距離-都卜勒耦合

4.6.5 Stretch Processing 展寬處理

4.7 Range Sidelobe Control for FM Waveforms FM波形的距離旁瓣控制

4.7.1 Matched Filter Frequency Response Shaping 匹配濾波器頻率回響整形

4.7.2 Matched Filter Impulse Response Shaping 匹配濾波器衝激回響整形

4.7.3 Waveform Spectrum Shaping 波形頻譜整形

4.8 Frequency-Coded Waveforms 頻率編碼波形

4.8.1 The Stepped Frequency Waveform 步進頻率波形

4.8.2 The Stepped Chirp Waveform 步進線性調頻波形

4.8.3 Costas Frequency Codes Costas頻率編碼波形

4.9 Phase-Modulated Pulse Compression Waveforms 相位調製脈衝壓縮波形

4.9.1 Biphase Codes 二相編碼

4.9.2 Polyphase Codes 多相編碼

4.9.3 Mismatched Phase Code Filters 失配相位編碼濾波器

4.10 Continuous Wave Radar 連續波雷達

4.10.1 Single-Frequency CW 點頻連續波

4.10.2 Periodically Modulated CW 周期調製連續波

4.10.3 Linear Frequency-Modulated CW 線性調頻連續波

4.10.4 “Fast Chirp” Linear Frequency-Modulated CW 快速線性調頻序列連續波

4.10.5 Sidelobe Control in Linear FMCW 線性調頻連續波中的旁瓣控制

4.10.6 Other CW Waveforms 其他連續波波形

4.11 Frequency-Modulated versus Phase-Modulated Waveforms 頻率調製與相位調製波形

4.12 Summary 總結

References 參考文獻

Problems 習題

CHAPTER 5 Doppler Processing 都卜勒處理

5.1 Introduction 簡介

5.2 Moving Platform Effects on the Doppler Spectrum 運動平台對都卜勒譜的影響

5.3 Moving Target Indication 動目標指示

5.3.1 Pulse Cancellers 脈衝對消器

5.3.2 Vector Formulation of the Matched Filter 匹配濾波器的矢量表示

5.3.3 Matched Filters for Clutter Suppression 雜波抑制的匹配濾波器

5.3.4 Blind Speeds and Staggered PRFs 盲速和參差脈衝重複頻率

5.3.5 MTI Figures of Merit MTI質量圖

5.3.6 Limitations to MTI Performance MTI性能限制

5.4 Pulse Doppler Processing 脈衝都卜勒處理

5.4.1 The Discrete-Time Fourier Transform of a Moving Target 動目標的DTFT

5.4.2 Sampling the DTFT: The Discrete Fourier Transform DTFT採樣：DFT

5.4.3 The DFT of Noise 噪聲的DFT

5.4.4 Pulse Doppler Processing Gain 脈衝都卜勒處理增益

5.4.5 Matched Filter and Filterbank Interpretations of Pulse Doppler Processing with the DFT 基於DFT的脈衝都卜勒處理的匹配濾波器和濾波器組解釋

5.4.6 Fine Doppler Estimation 精細都卜勒估計

5.4.7 Modern Spectral Estimation in Pulse Doppler Processing 脈衝都卜勒處理的現代譜估計

5.4.8 CPI-to-CPI Stagger and Blind Zone Maps CPI間參差和盲區圖

5.5 Pulse Pair Processing 脈衝對處理

5.6 Additional Doppler Processing Issues 其他都卜勒處理問題

5.6.1 Range Migration and the Keystone Transform 距離徙動與Keystone變換

5.6.2 Combined MTI and Pulse Doppler Processing MTI和脈衝都卜勒級聯處理

5.6.3 Transient Effects 暫態影響

5.6.4 PRF Regimes 脈衝重複頻率體制

5.6.5 PRF Selection 脈衝重複頻率選擇

5.6.6 Ambiguity Resolution 模糊解決

5.7 Clutter Mapping 雜波圖

5.8 The Moving Target Detector 動目標檢測器

5.9 MTI for Moving Platforms: Ground Moving Target Indication 運動平台的MTI：地面動目標檢測

5.9.1 Simplified GMTI Clutter and Target Models 地面動目標檢測雜波和目標簡化模型

5.9.2 DPCA and ATI 相位中心偏移天線和ATI

5.9.3 Clutter Suppression Interferometry 雜波抑制干涉圖

5.9.4 Analysis of Adaptive DPCA 自適應DPCA分析

5.10 Summary 總結

References 參考文獻

Problems 習題

CHAPTER 6 Detection Fundamentals 檢測基礎原理

6.1 Introduction 簡介

6.2 Radar Detection as Hypothesis Testing 雷達假設檢驗檢測

6.2.1 The Neyman-Pearson Detection Rule 奈曼–皮爾遜檢測準則

6.2.2 The Likelihood Ratio Test 似然比檢驗

6.3 Threshold Detection in Coherent Systems 相干系統中的閾值檢測

6.3.1 The Gaussian Case for Coherent Receivers 相干接收機的高斯情況

6.3.2 Unknown Parameters and Threshold Detection 未知參數和閾值檢測

6.3.3 Linear and Square Law Detectors 線性檢測器和平方律檢測器

6.3.4 Other Unknown Parameters 其他未知參數

6.4 Threshold Detection of Radar Signals 雷達信號的閾值檢測

6.4.1 Coherent, Noncoherent, and Binary Integration 相干、非相干和二元積累

6.4.2 Nonfluctuating Targets 非起伏目標

6.4.3 Albersheim’s Equation Albersheim方程

6.4.4 Fluctuating Targets 起伏目標

6.4.5 Simplified Equations for PD for Some Swerling Cases 不同Swerling情形下的檢測機率簡化方程

6.4.6 Shnidman’s Equation Shnidman方程

6.4.7 Detection in Clutter 雜波中檢測

6.4.8 Binary Integration 二元積累

6.4.9 Integration Summary 積累總結

6.5 Constant False Alarm Rate Detection 恆虛警率檢測

6.5.1 The Effect of Unknown Interference Power on False Alarm Probability 未知干擾對虛警率的影響

6.5.2 Cell-Averaging CFAR 單元平均CFAR

6.5.3 Analysis of Cell-Averaging CFAR 單元平均CFAR分析

6.5.4 CA CFAR Limitations 單元平均CFAR的局限

6.5.5 Extensions to Cell-Averaging CFAR 單元平均CFAR的改進方法

6.5.6 Order Statistic CFAR 有序統計CFAR

6.5.7 Adaptive CFAR 自適應CFAR

6.5.8 CFAR for Two-Parameter PDFs 雙參數機率密度函式CFAR

6.5.9 Temporal CFAR 時域CFAR

6.5.10 Distribution-Free CFAR 機率分布無關CFAR

6.6 System-Level Control of False Alarms 虛警率的系統級控制

6.7 Summary 總結

References 參考文獻

Problems 習題

CHAPTER 7 Measurements and Introduction to Tracking 測量與跟蹤

7.1 Estimators 估計量

7.1.1 Estimator Properties 估計量的性質

7.1.2 The Cramèr-Rao Lower Bound 克拉美羅下界

7.1.3 The CRLB and Signal-to-Noise Ratio CRLB和信噪比

7.1.4 Maximum Likelihood Estimators 最大似然估計量

7.2 Range, Doppler, and Angle Estimators 距離、都卜勒與角度估計量

7.2.1 Range Estimators 距離估計量

7.2.2 Doppler Signal Estimators 都卜勒信號估計

7.2.3 Angle Estimators 角度估計量

7.3 Introduction to Tracking 跟蹤導論

7.3.1 Optimal Combination of?Two Noisy Measurements 兩個含噪測量的最優組合

7.3.2 Sequential Least Squares Estimation 序貫最小二乘估計

7.3.3 The α-β Filter α-β濾波器

7.3.4 The Kalman Filter 卡爾曼濾波器

7.3.5 The Tracking Cycle 跟蹤周期

7.4 Summary 總結

References 參考文獻

Problems 習題

CHAPTER 8 Introduction to Synthetic Aperture Imaging 合成孔徑成像技術

8.1 Fundamental SAR Concepts and Relations 合成孔徑雷達概念與關係基礎

8.1.1 Cross-Range Resolution in Radar 雷達橫向解析度

8.1.2 The Synthetic Aperture Viewpoint 合成孔徑的視角

8.1.3 Doppler Viewpoint 都卜勒的視角

8.1.4 SAR Coverage and Sampling SAR的場景覆蓋和採樣

8.2 Stripmap SAR Data Characteristics 條帶式SAR的數據特性

8.2.1 Stripmap SAR Geometry 條帶式SAR的成像幾何

8.2.2 Stripmap SAR Data Set 條帶式SAR的回波數據特性

8.3 Stripmap SAR Image Formation Algorithms 條帶式SAR的成像算法

8.3.1 Doppler Beam Sharpening 都卜勒波束銳化

8.3.2 Quadratic Phase Error Effects 二次相位誤差的影響

8.3.3 Range-Doppler Algorithms 距離–都卜勒算法

8.3.4 Depth of Focus 聚焦深度

8.3.5 Range Migration Algorithm 距離徙動算法

8.4 Spotlight SAR Data Characteristics 聚束式SAR的數據特性

8.5 The Polar Format Image Formation Algorithm for Spotlight SAR 聚束式SAR的極坐標格式成像算法

8.6 Backprojection 後向投影成像算法

8.7 Interferometric SAR 干涉SAR技術

8.7.1 The Effect of Height on a SAR Image 地面高程在SAR圖像中的表現

8.7.2 IFSAR Processing Steps IFSAR處理步驟

8.8 Other Considerations 其他考慮

8.8.1 Motion Compensation SAR運動補償

8.8.2 Autofocus 自聚焦

8.8.3 Speckle Reduction 相干斑抑制

8.8.4 Moving Targets 動目標

8.9 Summary 總結

References 參考文獻

Problems 習題

CHAPTER 9 Introduction to Array Processing 陣列信號處理

9.1 Virtual Arrays 等效陣列

9.2 Beamforming and Beam Steering 波束形成和波束掃描

9.2.1 Time Delay Steering 時延波束掃描

9.2.2 Phase Steering 相控波束掃描

9.2.3 Narrowband Phase Beamforming 窄帶相控波束形成

9.2.4 Adaptive Beamforming 自適應波束形成

9.2.5 Adaptive Beamforming with Preprocessing 預處理後的自適應波束形成

9.3 Space-Time Signal Environment 空–時信號環境

9.4 Space-Time Signal Modeling 空–時信號建模

9.5 Processing the Space-Time Signal 空–時信號處理

9.5.1 Optimum Matched Filtering 最優匹配濾波

9.5.2 STAP Metrics STAP性能測度

9.5.3 Relation to Displaced Phase Center Antenna Processing STAP與相位中心偏移天線處理之間的關係

9.5.4 Adaptive Matched Filtering 自適應匹配濾波

9.6 Reduced-Dimension STAP 降維STAP

9.7 Advanced STAP Algorithms and Analysis 高級STAP算法和分析

9.8 Limitations to STAP STAP限制

9.9 Summary 總結

References 參考文獻

Problems 習題

APPENDIX A Selected Topics in Probability and Random Processes

APPENDIX B Selected Topics in Digital Signal Processing