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第1章 绪论1

1.1 雷达的发展概况1

1.2 雷达工作原理与分类2

1.2.1 基本组成2

1.2.2 雷达分类3

1.2.3 雷达的工作频率4

1.2.4 从雷达回波提取的目标位置信息5

1.2.5 多普勒频率5

1.3 雷达的主要战术与技术指标10

1.3.1 主要战术指标10

1.3.2 主要技术指标13

1.4 雷达的生存与对抗14

1.4.1 电子干扰与抗干扰技术14

1.4.2 雷达抗反辐射导弹技术16

1.4.3 雷达反低空入侵技术18

1.4.4 飞机隐身与雷达反隐身技术19

第2章 雷达系统的基本知识24

2.1 雷达系统的基本组成24

2.2 雷达发射机25

2.2.1 发射机的基本组成25

2.2.2 发射机的主要性能指标27

2.2.3 固态发射机31

2.3 雷达接收机32

2.3.1 接收机的基本组成32

2.3.2 接收机的主要性能指标34

2.3.3 接收机的增益控制43

2.3.4 滤波和接收机带宽45

2.3.5 数字接收机50

2.3.6 雷达接收机中A/D变换器的选取50

2.4 天线52

2.4.1 雷达对天线的要求53

2.4.2 天线的主要类型53

2.4.3 天线的主要性能指标54

2.5 电波传播59

2.5.1 大气层对电波传播的影响60

2.5.2 地面反射对电波传播的影响64

2.5.3 方向图传播因子68

2.6 终端设备及其信息处理71

2.6.1 雷达终端设备71

2.6.2 雷达信息的录取73

2.6.3 其它参数的录取74

2.6.4 雷达数据处理75

练习题76

第3章 雷达方程79

3.1 基本雷达方程79

3.2 目标的散射截面积（RCS）83

3.2.1 RCS的定义83

3.2.2 影响RCS的因素85

3.2.3 RCS的计算88

3.2.4 RCS的测量91

3.2.5 目标起伏模型93

3.3 系统损耗97

3.3.1 传输和接收的损耗97

3.3.2 天线波束形状损耗97

3.3.3 叠加损耗98

3.3.4 信号处理损耗99

3.4 存在干扰时的雷达方程101

3.4.1 自卫式干扰（SSJ）下的雷达方程102

3.4.2 远方支持干扰（SOJ）下的雷达方程103

3.4.3 干扰情况下的雷达距离缩减因子104

3.5 雷达方程的几种形式105

3.5.1 双基地雷达方程105

3.5.2 搜索雷达方程107

3.5.3 低脉冲重复频率的雷达方程110

3.5.4 高脉冲重复频率的雷达方程111

3.6 本章的MATLAB程序112

程序3.1 基本雷达方程的计算（radar_eq.m）113

程序3.2 双基地雷达方程的计算（shuangjidi_req.m）113

程序3.3 搜索雷达方程的计算（power_aperture.m）113

程序3.4 低脉冲重复频率雷达方程的计算（lprf_req.m）113

程序3.5 高脉冲重复频率雷达方程的计算（hprf_req.m）114

练习题114

第4章 雷达信号波形116

4.1 雷达信号的数学表示与分类116

4.1.1 雷达信号的数学表示116

4.1.2 雷达信号的分类119

4.2 模糊函数与雷达分辨率121

4.2.1 模糊函数的定义及其性质121

4.2.2 雷达分辨理论123

4.2.3 单载频脉冲信号的模糊函数126

4.3 线性与非线性调频脉冲信号131

4.3.1 线性调频（LFM或Chirp）脉冲信号132

4.3.2 非线性调频脉冲信号135

4.4 相位编码脉冲信号139

4.4.1 二相编码信号及其特征139

4.4.2 巴克（Barker）码141

4.4.3 M序列编码信号143

4.5 相参脉冲串信号145

4.6 步进频率脉冲信号149

4.6.1 步进频率（跳频）脉冲信号149

4.6.2 调频步进脉冲信号152

4.7 正交波形153

4.8 距离与多普勒模糊155

4.8.1 距离模糊及其消除方法156

4.8.2 速度模糊及其消除方法159

4.9 连续波信号与连续波雷达161

4.9.1 线性调频连续波雷达162

4.9.2 多频率连续波雷达167

4.10基于DDS的任意波形产生方法167

4.10.1 DDS技术简介167

4.10.2 基于DDS的波形产生器的设计168

4.11 MATLAB程序清单171

程序4.1 单载频矩形脉冲模糊函数的计算（af_sp.m）171

程序4.2 单载频高斯脉冲模糊函数的计算（af_guss.m）172

程序4.3 线性调频脉冲信号模糊函数的计算（af_lfm.m）172

程序4.4 巴克码序列的波形、频谱及模糊函数的计算（af_barker.m）173

程序4.5 步进频率脉冲信号模糊函数的计算（af_sfw.m）174

练习题175

第5章 雷达信号处理的基本方法177

5.1 雷达信号处理的任务与分类177

5.2 雷达回波信号模型179

5.3 数字中频正交采样180

5.3.1 模拟正交相干检波器的不足180

5.3.2 数字中频正交采样的原理181

5.3.3 数字中频正交采样的实现方法183

5.4 脉冲压缩处理188

5.4.1 线性调频脉冲信号的压缩处理188

5.4.2 LFM信号的距离-多普勒测不准原理192

5.4.3 相位编码信号的脉冲压缩处理193

5.4.4 相位编码信号的多普勒敏感性196

5.4.5 LFM信号与相位编码信号的比较197

5.5 拉伸信号处理198

5.6 步进频率信号的合成处理202

5.7 FFT在雷达信号处理中的应用206

5.8 窗函数及其在雷达信号处理中的应用206

5.9 多脉冲积累的处理方法211

5.9.1 相干积累的处理方法212

5.9.2 非相干积累的常用处理方法212

5.10 MATLAB程序清单217

程序5.1 线性调频脉冲信号的脉压程序（LTM_comp.m）217

程序5.2 二相编码脉冲信号的脉压程序（PCM_comp.m）217

程序5.3 Stretch信号的处理程序（stretch_lfm.m）218

程序5.4 步进频率脉冲综合处理程序（SFw_HRR.m）218

练习题218

第6章 杂波与杂波抑制220

6.1 概述220

6.2 雷达杂波221

6.2.1 面杂波221

6.2.2 体杂波226

6.2.3 杂波的统计特性228

6.2.4 天线扫描引起的杂波功率谱展宽232

6.3 MTI/MTD性能指标233

6.3.1 杂波衰减和对消比233

6.3.2 改善因子233

6.3.3 杂波中的可见度234

6.4 动目标显示（MTI）234

6.4.1 延迟线对消器235

6.4.2 参差重复频率238

6.4.3 优化MTI滤波器241

6.4.4 自适应MTI（AMTI）246

6.4.5 MTI处理仿真实验248

6.5 动目标检测（MTD）249

6.5.1 MTI级联FFT的滤波器组250

6.5.2 优化MTD滤波器组252

6.5.3 零多普勒处理256

6.5.4 自适应MTD（AMTD）258

6.6 杂波自适应控制260

6.6.1 杂波图260

6.6.2 杂波轮廓图261

6.7 本章MATLAB程序及函数清单264

程序6.1 杂波RCS和CNR的计算（clutter_rcs.m）264

程序6.2 二项式级数参差MTI滤波器的设计（cenci_MTI.m）265

程序6.3 用特征矢量法设计MTI滤波器（eig_MTI.m）265

程序6.4 用零点分配法设计MTI滤波器（zero_MTI.m）266

程序6.5 用FFT滤波器组设计MTD滤波器（fft_MTD.m）266

程序6.6 点最佳MTD滤波器组的设计（point_MTD.m）266

程序6.7 等间隔MTD滤波器组的设计（inter_MTD.m）267

练习题267

第7章 干扰与抗干扰技术269

7.1 干扰的主要类型269

7.2 遮盖性干扰271

7.2.1 遮盖性干扰的分类272

7.2.2 遮盖性干扰的效果度量273

7.2.3 噪声干扰274

7.3 欺骗性干扰276

7.3.1 欺骗性干扰的分类276

7.3.2 距离欺骗干扰278

7.3.3 速度欺骗干扰280

7.3.4 角度欺骗干扰282

7.4 无源干扰283

7.5 雷达抗干扰的主要措施285

7.6 低副瓣、超低副瓣天线技术286

7.6.1 截获因子与低截获概率雷达286

7.6.2 低副瓣、超低副瓣天线技术287

7.7 副瓣对消（SLC）287

7.7.1 SLC的工作原理287

7.7.2 SLC的主要类型290

7.7.3 SLC的自适应权值计算方法292

7.7.4 SLC的性能分析294

7.8 旁瓣消隐（SLB）296

7.8.1 SLB的工作原理296

7.8.2 SLB的性能分析297

7.9 频率捷变298

7.9.1 频率捷变技术的发展298

7.9.2 自适应频率捷变技术298

7.10基于谱特征的箔条干扰识别方法299

7.10.1 箔条干扰实测数据的频谱特征299

7.10.2 箔条干扰识别方法300

练习题302

第8章 雷达信号检测304

8.1 基本检测过程304

8.2 雷达信号的最佳检测307

8.2.1 噪声环境下的信号检测307

8.2.2 虚警概率309

8.2.3 检测概率310

8.2.4 信号幅度起伏的检测性能313

8.3 脉冲积累的检测性能314

8.3.1 相干积累的检测性能314

8.3.2 非相干积累的检测性能314

8.3.3 相干积累与非相干积累的性能比较315

8.3.4 积累损失317

8.3.5 起伏脉冲串的检测性能320

8.4 二进制积累324

8.4.1 二进制积累器的工作原理324

8.4.2 二进制积累器的检测性能325

8.4.3 几种常用的二进制检测器326

8.4.4 二进制积累的优缺点328

8.5 自动检测——恒虚警率处理329

8.5.1 单元平均CFAR329

8.5.2 其它几种ML类CFAA331

8.5.3 几种ML类CFAR的性能比较333

8.6 计算检测性能的MATLAB程序335

程序8.1 非相干积累改善因子的计算（improv_fac.m）335

程序8.2 用Parl数值积分方法计算检测概率（marcumsq.m）336

程序8.3 不完全Gamma函数的计算（incomplete_gamma.m）336

程序8.4 Swerling目标检测性能的计算（pd_swerling.m）338

程序8.5 检测概率与单个脉冲信噪比的关系（Fig8.7.m）340

程序8.6 计算信号幅度服从瑞利分布的检测性能（Fig8.9.m）340

程序8.7 SwerlingV型目标检测性能的计算（Fig8.14.m）340

程序8.8 SwerlingⅠ型目标检测性能的计算（Fig8.15a.m）341

练习题341

第9章 参数测量与跟踪雷达343

9.1 概述343

9.2 雷达测量基础344

9.2.1 雷达测量的基本物理量344

9.2.2 雷达测量的理论精度346

9.2.3 基本测量过程350

9.3 角度测量与跟踪351

9.3.1 圆锥扫描法测角352

9.3.2 比幅单脉冲354

9.3.3 比相单脉冲358

9.4 距离测量与跟踪359

9.4.1 单个脉冲的最佳估算器360

9.4.2 脉冲串测距361

9.4.3 分裂波门法测距361

9.5 多普勒测量363

9.5.1 对单个脉冲或采样的多普勒测量364

9.5.2 对脉冲串的多普勒测量364

9.5.3 连续波雷达多普勒频率的测量367

9.6 多目标跟踪367

9.6.1 边扫描边跟踪雷达367

9.6.2 固定增益跟踪滤波器369

9.6.3 卡尔曼滤波器375

9.6.4 αβγ滤波器与卡尔曼滤波器之间的关系377

9.7 MATLAB程序和函数列表379

程序9.1 单脉冲测量的仿真（mono_pulse.m）379

程序9.2 αβγ滤波器的仿真（ghk_tracker.m）380

程序9.3 卡尔曼滤波器的仿真（kalman_filter.m）380

程序9.4 αβγ滤波器的计算实例381

程序9.5 卡尔曼滤波器的计算实例381

本章附录 噪声背景下的最佳估计382

练习题389

第10章 相控阵雷达与数字阵列雷达391

10.1 近场和远场391

10.2 相控阵天线的基本原理392

10.2.1 线阵天线的方向图函数392

10.2.2 平面阵列天线的原理与特性399

10.2.3 圆环阵列404

10.3 相控阵雷达系统的组成与特点及性能指标405

10.3.1 相控阵雷达系统的基本组成405

10.3.2 相控阵雷达的分类406

10.3.3 移相器的基本原理及主要要求407

10.3.4 相控阵雷达的特点409

10.3.5 相控阵雷达作用距离的计算411

10.4 数字波束形成（DBF）414

10.4.1 DBF的原理414

10.4.2 利用DFT/FFT进行DBF416

10.4.3 信噪比的改善417

10.5 阵列天线的自适应信号处理418

10.5.1 自适应数字波束形成（ADBF）418

10.5.2 自适应波束形成最佳权向量准则419

10.5.3 ADBF的仿真422

10.5.4 阵列天线的SLC425

10.6 数字阵列雷达428

10.6.1 数字阵列雷达的工作模式简介428

10.6.2 数字阵列雷达的基本概念428

10.6.3 两维数字阵列雷达的数字单脉冲测角过程430

10.6.4 数字阵列雷达基于窗函数的单脉冲测角方法432

10.6.5 数字阵列雷达的优势436

10.7 MATLAB程序清单437

程序10.1 线性阵列归一化方向图的计算（line_array.m）437

程序10.2 平面阵的三维天线方向图的计算（rect_arry.m）437

程序10.3 基于MMSE准则的自适应旁瓣对消（MMSE.m）437

程序10.4 基于MSNR准则的自适应方向图的计算（MSNR.m）438

程序10.5 基于LCMV准则的自适应方向图的计算（LCMV.m）439

练习题439

第11章 雷达成像技术441

11.1 合成孔径441

11.2 合成孔径二维分辨原理444

11.2.1 距离分辨率444

11.2.2 方位分辨率444

11.3 合成孔径雷达成像447

11.3.1 SAR成像原理447

11.3.2 几何失真448

11.3.3 成像性能指标450

11.3.4 成像模式451

11.4 SAR成像算法453

11.4.1 距离徙动和距离徙动差453

11.4.2 距离-多普勒（R-D）成像算法454

11.4.3 频域校正距离弯曲的距离-多普勒成像算法456

11.4.4 调频变标算法461

11.4.5 解调频算法464

11.5 单脉冲雷达三维成像467

11.5.1 单脉冲雷达三维成像基本原理468

11.5.2 目标姿态变化对三维成像的影响469

11.5.3 计算机仿真471

11.5.4 单脉冲成像的应用前景472

本章附录驻相点原理472

第12章 雷达系统设计案例474

12.1 雷达系统设计的一般流程474

12.2 某地面制导雷达系统设计474

12.3 某末制导雷达系统设计479

12.4 某阵列雷达信号处理490

附录 雷达中无处不在的分贝495

参考文献498