雷達(dá)系統(tǒng)及其信息處理（第2版）

目錄
第1章 引論 1
1.1 雷達(dá)的概念 1
1.2 電磁波譜及雷達(dá)頻段 1
1.2.1 電磁波譜 1
1.2.2 雷達(dá)頻段的特性 2
1.3 雷達(dá)系統(tǒng)的分類 3
1.4 雷達(dá)的起源、發(fā)展和未來 4
1.4.1 雷達(dá)的起源 4
1.4.2 雷達(dá)的發(fā)展 8
1.4.3 雷達(dá)的未來 11
1.5 雷達(dá)的應(yīng)用 15
1.5.1 民用雷達(dá)的應(yīng)用 15
1.5.2 軍用雷達(dá)的應(yīng)用 17
1.6 雷達(dá)系統(tǒng)及其同目標(biāo)與環(huán)境的相互作用 22
1.6.1 最基本的雷達(dá)系統(tǒng) 22
1.6.2 雷達(dá)系統(tǒng)同目標(biāo)與環(huán)境的相互作用模型 23
第1章思考題 24
參考文獻(xiàn) 25
第2章 電磁場與電磁波基礎(chǔ) 27
2.1 麥克斯韋方程 27
2.1.1 麥克斯韋方程及其物理意義 27
2.1.2 電磁場的基本性質(zhì) 29
2.1.3 電磁場的邊界條件 29
2.1.4 坡印亭定理 30
2.2 時(shí)諧場 32
2.2.1 相量形式的麥克斯韋方程 32
2.2.2 相量形式的邊界條件 33
2.2.3 相量形式的坡印亭定理 33
2.3 球面波和平面波 34
2.3.1 球面波與平面波的概念 34
2.3.2 近場與遠(yuǎn)場 34
2.4 電磁波的極化 35
2.4.1 極化波的概念 35
2.4.2 線極化 37
2.4.3 圓極化 37
2.4.4 橢圓極化 38
2.4.5 場的極化分解 39
2.5 平面波的傳播 39
2.6 平面波的反射、折射、繞射和散射 41
2.6.1 惠更斯原理 41
2.6.2 平面波的反射 42
2.6.3 平面波的折射 43
2.6.4 平面波的繞射 44
2.6.5 平面波的散射 45
第2章思考題 46
參考文獻(xiàn) 46
第3章 雷達(dá)發(fā)射與接收 47
3.1 雷達(dá)信號(hào)及其表示方式 47
3.2 脈沖雷達(dá)與目標(biāo)距離測量 49
3.2.1 脈沖雷達(dá) 49
3.2.2 目標(biāo)距離的測量 50
3.3 相參雷達(dá)與目標(biāo)多普勒頻率測量 50
3.3.1 相參雷達(dá)的概念 50
3.3.2 目標(biāo)多普勒頻率的測量 51
3.4 雷達(dá)天線 53
3.4.1 天線的主要參數(shù) 53
3.4.2 孔徑天線 55
3.4.3 相控陣列天線 56
3.5 雷達(dá)發(fā)射機(jī) 59
3.5.1 雷達(dá)發(fā)射機(jī)的分類及特點(diǎn) 59
3.5.2 雷達(dá)發(fā)射機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) 61
3.5.3 射頻功率源 62
3.5.4 脈沖調(diào)制器 63
3.6 雷達(dá)接收機(jī) 64
3.6.1 雷達(dá)接收機(jī)的組成 64
3.6.2 超外差式接收機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) 65
3.7 相參雷達(dá)系統(tǒng) 66
3.7.1 振蕩頻率源 66
3.7.2 波形調(diào)制 67
3.7.3 混頻器 68
3.7.4 限幅器 68
3.7.5 信號(hào)解調(diào)與正交檢波 69
3.7.6 I/Q通道失真及其校正 70
3.7.7 系統(tǒng)非線性的影響 72
3.7.8 相參雷達(dá)各點(diǎn)信號(hào)波形小結(jié) 75
3.8 系統(tǒng)噪聲和靈敏度 76
3.8.1 接收機(jī)噪聲 76
3.8.2 噪聲系數(shù) 77
3.8.3 噪聲系數(shù)的計(jì)算 78
3.8.4 接收機(jī)靈敏度的計(jì)算 79
第3章思考題 80
參考文獻(xiàn) 81
第4章 雷達(dá)方程與目標(biāo)檢測 83
4.1 基本雷達(dá)方程 83
4.1.1 雷達(dá)方程的推導(dǎo) 83
4.1.2 雷達(dá)方程的討論 85
4.2 噪聲中的信號(hào)檢測 87
4.2.1 信號(hào)檢測基本原理 88
4.2.2 門限檢測 89
4.2.3 雷達(dá)脈沖的積累 90
4.3 虛警概率和檢測概率 91
4.3.1 虛警概率 91
4.3.2 檢測概率 92
4.3.3 提高檢測概率的方法 93
4.4 恒虛警率檢測 94
4.5 對雷達(dá)方程的進(jìn)一步討論 95
4.5.1 用檢測因子和能量表示的雷達(dá)方程 95
4.5.2 雙站雷達(dá)方程 97
4.5.3 搜索雷達(dá)方程 97
4.5.4 雷達(dá)方程的使用 98
第4章思考題 99
參考文獻(xiàn) 100
第5章 雷達(dá)波形與處理 101
5.1 匹配濾波器 101
5.1.1 匹配濾波器的響應(yīng) 101
5.1.2 匹配濾波器對時(shí)延和多普勒頻移信號(hào)的響應(yīng) 103 5.2 雷達(dá)模糊度函數(shù) 104
5.2.1 雷達(dá)模糊度函數(shù)的定義 104
5.2.2 雷達(dá)模糊度函數(shù)的性質(zhì) 105
5.2.3 模糊度函數(shù)的時(shí)延和多普勒切片 106
5.3 雷達(dá)波形與分辨率 106
5.3.1 徑向距離分辨率 106
5.3.2 信號(hào)帶寬與距離分辨率 108
5.3.3 多普勒頻率分辨率 109
5.3.4 波形評(píng)價(jià)準(zhǔn)則 110
5.4 典型雷達(dá)波形及其模糊度函數(shù) 111
5.4.1 單頻脈沖 111
5.4.2 線性調(diào)頻脈沖 113
5.4.3 相干脈沖串 117
5.4.4 相位編碼信號(hào) 120
5.4.5 模糊函數(shù)輪廓圖 124
5.5 數(shù)字脈沖壓縮 126
5.5.1 脈沖壓縮的概念 126
5.5.2 線性調(diào)頻脈沖的數(shù)字脈沖壓縮 126
5.5.3 線性調(diào)頻脈沖的加權(quán)處理 128
5.5.4 相位編碼信號(hào)的數(shù)字脈沖壓縮 129
5.5.5 二相巴克碼信號(hào)的加權(quán)處理 130
5.6 波形分集概念及應(yīng)用 132
5.6.1 波形分集概念 132
5.6.2 抗干擾波形優(yōu)化：信干噪比最大化 133
5.6.3 雜波抑制波形優(yōu)化：信雜比最大化 134
5.6.4 目標(biāo)識(shí)別波形優(yōu)化：最大辨識(shí)度 136
5.6.5 認(rèn)知雷達(dá)：知識(shí)輔助的全自適應(yīng)方法 136
第5章思考題 137
參考文獻(xiàn) 138
第6章 雷達(dá)目標(biāo) 140
6.1 概述 140
6.2 目標(biāo)RCS的基本概念 141
6.2.1 RCS的定義及其物理意義 141
6.2.2 目標(biāo)RCS與雷達(dá)探測 144
6.2.3 目標(biāo)散射函數(shù)的概念 144
6.3 雷達(dá)目標(biāo)的三個(gè)散射區(qū) 148
6.3.1 瑞利區(qū) 148
6.3.2 諧振區(qū) 149
6.3.3 光學(xué)區(qū) 149
6.4 目標(biāo)散射的極化特性 150
6.4.1 極化散射矩陣 150
6.4.2 極化散射矩陣變換 152
6.5 散射中心 153
6.5.1 散射中心的概念 153
6.5.2 散射中心的帶通濾波解釋 155
6.6 復(fù)雜目標(biāo)的高頻散射機(jī)理 157
6.7 幾種簡單目標(biāo)的RCS 159
6.7.1 完純導(dǎo)體球 159
6.7.2 矩形金屬平板 160
6.7.3 球頭錐 162
6.8 目標(biāo)RCS起伏的統(tǒng)計(jì)模型 164
6.8.1 RCS起伏的物理解釋 164
6.8.2平方分布和Swerling模型 165
6.8.3 Rice分布模型 167
6.8.4 對數(shù)-正態(tài)分布模型 167
6.9 目標(biāo)RCS圖像理解 168
6.9.1 金屬球的一維和二維散射圖像 168
6.9.2 不同散射機(jī)理在雷達(dá)圖像中的表現(xiàn)形式 173
第6章思考題 181
參考文獻(xiàn) 182
第7章 雷達(dá)系統(tǒng)與外部環(huán)境的相互作用 184
7.1 大氣傳播衰減 184
7.1.1 地球大氣層 184
7.1.2 傳播衰減 185
7.2 大氣折射的影響 188
7.3 地球曲