雷達信號處理基礎（第二版）

《雷達信號處理基礎（第二版） 》是2019年電子工業出版社出版的圖書。作者是[美] Mark，A.Richards。

基本介紹

• 書名：雷達信號處理基礎（第二版）
• 作者：[美] Mark，A.Richards
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2019年05月
• 頁數：492 頁
• 定價：99 元
• 開本：16 開
• ISBN：9787121278112
• 字數：787千字

內容簡介

本書作者為國際著名雷達信號處理專家。該書介紹了雷達系統與信號處理的基本理論和方法，包括雷達系統與信號處理概述、雷達信號模型、脈衝雷達數據採集、雷達波形、都卜勒處理、檢測基礎原理、測量與跟蹤、合成孔徑雷達成像技術及干涉合成孔徑雷達、波束形成和空-時處理的介紹。書中包含了大量反映雷達信號處理最新研究成果和當前研究熱點的補充內容，提供了大量有助於讀者深入探究的示例。該書對基礎理論和方法進行了詳盡介紹與深入嚴謹的論述。

目錄

第1章 雷達系統與信號處理概述 1

1.1 雷達的歷史和套用 1

1.2 雷達的基本功能 2

1.3 脈衝體制雷達的基本組成 4

1.3.1 發射機和波形產生器 5

1.3.2 天線 7

1.3.3 接收機 11

1.4 雷達信號處理的共同主線 14

1.4.1 信乾比與積累 15

1.4.2 解析度 16

1.4.3 數據積累與相位歷程建模 18

1.4.4 頻寬擴展 20

1.5 基本雷達信號處理概述 21

1.5.1 雷達的時間尺度 22

1.5.2 現象學 22

1.5.3 信號調節和干擾抑制 23

1.5.4 成像 25

1.5.5 檢測 27

1.5.6 測量與跟蹤濾波器 28

1.6 雷達文獻 29

1.6.1 雷達系統和組成 29

1.6.2 基本雷達信號處理 29

1.6.3 高級雷達信號處理 29

1.6.4 雷達的套用 30

1.6.5 當前的雷達研究 30

參考文獻 30

習題 32

第2章 信號模型 34

2.1 雷達信號的組成 34

2.2 幅度模型 35

2.2.1 簡單點目標的雷達距離方程 35

2.2.2 分散式目標的距離方程 37

2.2.3 雷達截面積 42

2.2.4 氣象目標的雷達截面積 43

2.2.5 雷達截面積的統計描述 44

2.2.6 目標起伏模型 54

2.2.7 Swerling模型 57

2.2.8 目標起伏對都卜勒譜的影響 58

2.3 雜波 59

2.3.1 ? 0的性質 59

2.3.2 信雜比 61

2.3.3 雜波的時間和空間相關性 61

2.3.4 雷達截面積的混合模型 63

2.4 噪聲模型和信噪比 64

2.5 干擾 67

2.6 頻率模型：都卜勒頻移 67

2.6.1 都卜勒頻移 67

2.6.2 停-跳近似和相位歷程 71

2.6.3 都卜勒頻移的測量：空間都卜勒頻移 72

2.7 空間模型 73

2.7.1 相干散射 74

2.7.2 隨角度的變化 75

2.7.3 隨距離的變化 77

2.7.4 非相干積累 78

2.7.5 投影 79

2.7.6 多徑 79

2.8 譜模型 80

2.9 總結 81

參考文獻 82

習題 83

第3章 脈衝雷達數據採集 87

3.1 脈衝雷達數據的獲取與存儲結構 87

3.1.1 單脈衝：快時間 87

3.1.2 多脈衝：慢時間和相參處理時間 89

3.1.3 都卜勒和距離模糊 91

3.1.4 多通道：數據立方 94

3.1.5 駐留時間 95

3.2 都卜勒頻譜採樣 96

3.2.1 都卜勒頻譜內的奈奎斯特速率 96

3.2.2 跨越損失 98

3.3 空間和角度維採樣 101

3.3.1 空間陣列採樣 101

3.3.2 角度採樣 102

3.4 I/Q通道不均衡以及數字I/Q 104

3.4.1 I/Q通道不均衡及其補償 104

3.4.2 I/Q通道誤差校正 106

3.4.3 數字I/Q 108

參考文獻 111

習題 112

第4章 雷達波形 114

4.1 簡介 114

4.2 波形匹配濾波器 115

4.2.1 匹配濾波器 115

4.2.2 簡單脈衝匹配濾波器 117

4.2.3 全距離匹配濾波器 118

4.2.4 跨越損失 119

4.2.5 匹配濾波器的距離解析度 119

4.3 動目標的匹配濾波 120

4.4 模糊函式 122

4.4.1 模糊函式的定義和性質 122

4.4.2 簡單脈衝的模糊函式 124

4.5 脈衝串波形 126

4.5.1 脈衝串波形的匹配濾波器 126

4.5.2 逐個脈衝處理 127

4.5.3 距離模糊 129

4.5.4 脈衝串波形的都卜勒回響 131

4.5.5 脈衝串波形的模糊函式 132

4.5.6 慢時間頻譜和模糊函式的關係 135

4.6 調頻脈衝壓縮波形 136

4.6.1 線性調頻脈衝壓縮波形 137

4.6.2 駐相原理 139

4.6.3 LFM波形的模糊函式 140

4.6.4 距離-都卜勒耦合 142

4.6.5 展寬處理 143

4.7 FM波形的距離旁瓣控制 147

4.7.1 匹配濾波器頻率回響整形 147

4.7.2 匹配濾波器脈衝回響整形 149

4.7.3 波形頻譜整形 149

4.8 步進頻率波形 151

4.9 步進線性調頻波形 155

4.10 相位調製脈衝壓縮信號 155

4.10.1 二相編碼 156

4.10.2 多相編碼 160

4.10.3 失配相位編碼濾波器 163

4.11 Costas頻率編碼 164

4.12 連續波雷達 165

參考文獻 165

習題 166

第5章 都卜勒處理 170

5.1 運動平台對都卜勒譜的影響 171

5.2 運動目標指示 174

5.2.1 脈衝對消器 175

5.2.2 匹配濾波器的矢量表示 177

5.2.3 雜波抑制的匹配濾波器 178

5.2.4 盲速和參差脈衝重複頻率 181

5.2.5 質量圖 186

5.2.6 MTI性能限制 190

5.3 脈衝都卜勒處理 192

5.3.1 運動目標的離散時間傅立葉變換 193

5.3.2 DTFT採樣：離散傅立葉變換 196

5.3.3 噪聲的離散傅立葉變換 197

5.3.4 脈衝都卜勒處理增益 198

5.3.5 基於DFT的脈衝都卜勒處理的匹配濾波器和濾波器組解釋 198

5.3.6 精細都卜勒估計 200

5.3.7 脈衝都卜勒處理的現代譜估計 204

5.3.8 相干處理間隔間參差和盲區圖 205

5.4 脈衝對處理 208

5.5 其他都卜勒處理問題 213

5.5.1 MTI和脈衝都卜勒級聯處理 213

5.5.2 暫態影響 213

5.5.3 脈衝重複頻率體制 214

5.5.4 模糊解決 218

5.6 雜波圖和動目標檢測器 220

5.6.1 雜波圖 220

5.6.2 動目標檢測器 222

5.7 運動平台的MTI：自適應偏移相位中心天線處理 222

5.7.1 偏移相位中心天線概念 222

5.7.2 自適應DPCA 224

參考文獻 228

習題 229

第6章 檢測基礎原理 233

6.1 雷達假設檢驗檢測 233

6.1.1 奈曼-皮爾遜檢測準則 234

6.1.2 似然比檢驗 235

6.2 相干系統中的閾值檢測 241

6.2.1 相干接收機的高斯情況 242

6.2.2 未知參數和閾值檢測 244

6.2.3 線性檢測運算元和平方律檢測運算元 249

6.2.4 其他未知參數 249

6.3 雷達信號的閾值檢測 251

6.3.1 相干、非相干和二元積累 252

6.3.2 非起伏目標 253

6.3.3 Albersheim方程 256

6.3.4 起伏目標 259

6.3.5 Shnidman方程 262

6.4 二元積累 263

6.5 恆虛警機率檢測 266

6.5.1 未知干擾對虛警機率的影響 266

6.5.2 單元平均CFAR 268

6.5.3 單元平均CFAR分析 270

6.5.4 單元平均CFAR的局限 274

6.5.5 單元平均CFAR的改進方法 278

6.5.6 有序統計CFAR 282

6.5.7 有關CFAR的其他問題 284

6.6 虛警機率的系統級控制 290

參考文獻 290

習題 292

第7章 測量與跟蹤 295

7.1 估計量 296

7.1.1 估計量的性質 296

7.1.2 克拉美羅下界 298

7.1.3 CRLB和信噪比 299

7.1.4 最大似然估計量 300

7.2 距離、都卜勒、角度估計量 301

7.2.1 距離估計量 301

7.2.2 都卜勒信號估計 311

7.2.3 角度估計 317

7.3 跟蹤導論 329

7.3.1 序貫最小二乘估計 329

7.3.2 ??? 濾波器 333

7.3.3 卡爾曼濾波 336

7.3.4 跟蹤周期 341

參考文獻 345

習題 346

第8章 合成孔徑成像技術 350

8.1 合成孔徑雷達基礎 353

8.1.1 雷達橫向解析度 353

8.1.2 合成孔徑的觀點 354

8.1.3 都卜勒的觀點 360

8.1.4 SAR的場景覆蓋和採樣 361

8.2 條帶式SAR的數據特性 364

8.2.1 條帶式SAR的成像幾何 364

8.2.2 條帶式SAR的回波數據特性 367

8.3 條帶式SAR的成像算法 369

8.3.1 都卜勒波束銳化 369

8.3.2 二次相位誤差的影響 372

8.3.3 距離-都卜勒算法 375

8.3.4 聚焦深度 379

8.4 聚束式SAR的數據特性 380

8.5 聚束式SAR的極坐標格式成像算法 384

8.6 干涉SAR技術 386

8.6.1 地面高程在SAR圖像中的表現 386

8.6.2 IFSAR處理步驟 389

8.7 其他考慮 393

8.7.1 SAR運動補償和自聚焦 393

8.7.2 自聚焦 396

8.7.3 相干斑抑制 401

參考文獻 402

習題 404

第9章 波束形成和空-時二維自適應處理導論 407

9.1 空域濾波 407

9.1.1 常規波束形成 407

9.1.2 自適應波束形成 410

9.1.3 預處理後的自適應波束形成 414

9.2 空-時信號環境 416

9.3 空-時信號建模 418

9.4 空-時信號處理 422

9.4.1 最優匹配濾波 422

9.4.2 STAP性能測度 422

9.4.3 STAP與偏移相位中心天線處理之間的關係 426

9.4.4 自適應匹配濾波 428

9.5 降維STAP 430

9.6 高級STAP算法和分析 431

9.7 STAP限制 433

參考文獻 434

習題 435

附錄A 有關機率論和隨機過程的課題 437

附錄B 有關數位訊號處理的幾個課題 459