雷达信号处理和数据处理技术PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 雷达信号处理的主要研究领域 2

1.1.1 信号检测和视频信号积累 2

1.1.2 相干信号的杂波抑制技术 2

1.1.3 雷达脉冲压缩技术 3

1.1.4 脉冲多普勒（PD）和空时二维信号处理 3

1.1.5 阵列信号处理技术 4

1.1.6 雷达成像技术 4

1.1.7 雷达目标的识别和分类 5

1.1.8 雷达抗电子干扰技术 5

1.1.9 雷达信号处理系统技术 5

1.2 雷达信号处理的发展趋势 6

1.2.1 数字化技术迅速推广 6

1.2.2 雷达信号处理技术正向多功能方向发展 6

1.2.3 雷达信号处理的算法迅速发展 7

1.2.4 多学科领域技术的相互交叉和相互渗透 7

1.3 雷达数据处理的主要研究内容 7

1.3.1 点迹形成与凝聚技术 8

1.3.2 帧间滤波技术 8

1.3.3 机动目标跟踪技术 9

1.3.4 相控阵雷达的波束调度与跟踪技术 9

1.3.5 多雷达点迹融合技术 9

1.3.6 雷达信息显示与控制一体化技术 10

1.3.7 雷达数据处理系统设计技术 10

1.4 雷达数据处理的发展趋势 11

1.5 本书章节内容安排 11

参考文献 12

第2章 雷达信号处理基础 13

2.1 信号和频谱 14

2.1.1 信号波形 14

2.1.2 信号频谱 15

2.1.3 随机信号与功率谱 17

2.2 数字信号处理基础 19

2.2.1 A/D转换器和采样定理 19

2.2.2 离散傅里叶变换和快速傅里叶变换 22

2.2.3 数字滤波器 24

2.2.4 维纳滤波器 31

2.2.5 预测滤波器和最小二乘估计 32

2.3 相参信号处理 33

2.3.1 相参信号处理原理 33

2.3.2 正交相位检波器 35

2.3.3 正交相位检波器的误差校正 37

2.3.4 数字正交相位检波器 39

2.3.5 匹配滤波器 41

2.4 雷达信号的模糊函数 43

2.4.1 模糊函数的定义 43

2.4.2 模糊函数的性质 45

参考文献 49

第3章 雷达信号形式和信号分析 51

3.1 单频脉冲信号 52

3.1.1 非相参脉冲信号 52

3.1.2 相参脉冲串信号 55

3.1.3 参差变周期脉冲信号 58

3.2 频率调制脉冲信号 62

3.2.1 线性调频脉冲信号 62

3.2.2 非线性调频脉冲信号 65

3.2.3 步进频率脉冲信号 68

3.3 相位编码脉冲信号 71

3.3.1 二相码信号 72

3.3.2 多相码信号 80

参考文献 84

第4章 雷达脉冲压缩 87

4.1 脉冲压缩原理 88

4.2 脉冲压缩基本方法 89

4.2.1 时域脉冲压缩方法 89

4.2.2 频域脉冲压缩方法 90

4.2.3 脉冲压缩滤波器及脉冲压缩性能 91

4.3 降低副瓣的加权方法 94

4.4 相位编码信号脉冲压缩的副瓣抑制 100

参考文献 103

第5章 雷达杂波抑制 105

5.1 雷达杂波 106

5.1.1 地杂波 106

5.1.2 海杂波 109

5.1.3 气象杂波和箔条杂波 112

5.1.4 天线扫描引起的杂波功率谱展宽 113

5.2 雷达杂波抑制和改善因子 113

5.3 动目标显示（MTI） 115

5.3.1 杂波对消器 115

5.3.2 MTI滤波器 118

5.4 参差周期MTI滤波器 122

5.4.1 盲速 122

5.4.2 参差周期和参差MTI滤波器 123

5.4.3 参差码的优化设计 126

5.4.4 参差MTI滤波器系数的优化设计 127

5.5 动目标检测（MTD） 127

5.5.1 对消器级联FFT的结构 128

5.5.2 超低副瓣滤波器组结构 131

5.5.3 优化设计的多普勒滤波器组结构 133

5.6 脉冲多普勒（PD）处理 135

5.6.1 PD雷达地杂波频谱 135

5.6.2 PD信号处理 139

5.7 自适应运动杂波抑制 139

5.7.1 运动杂波谱中心补偿抑制法 140

5.7.2 权系数库和速度图法 141

5.7.3 自适应杂波滤波器 144

参考文献 146

第6章 雷达信号检测 147

6.1 雷达信号检测原理 148

6.1.1 噪声中的信号检测 148

6.1.2 白噪声条件下的最优检测 149

6.1.3 色噪声条件下的最优检测 150

6.1.4 恒虚警检测原理 152

6.2 恒虚警检测器 152

6.2.1 白噪声背景的恒虚警检测器 152

6.2.2 单元平均恒虚警检测器 155

6.2.3 有序恒虚警检测器 160

6.2.4 非高斯杂波中的恒虚警检测器 162

6.2.5 非参量恒虚警检测器 165

6.2.6 杂波图恒虚警检测器 167

6.2.7 二维恒虚警检测器 175

6.3 信号积累和检测 177

6.3.1 信号积累 177

6.3.2 二进制积累和双门限检测器 183

6.3.3 检测前跟踪（TBD） 185

参考文献 186

第7章 雷达阵列信号处理 189

7.1 阵列信号处理原理 190

7.1.1 阵列信号模型 192

7.1.2 波束形成基本概念 195

7.2 最优波束形成原理与算法 200

7.2.1 最优波束形成原理 200

7.2.2 最优波束形成算法 206

7.3 阵列信号处理中高分辨测向问题 208

7.3.1 正交子空间投影与高分辨处理 209

7.3.2 旋转不变因子ESPRIT空间参数估计方法 212

7.3.3 相干源高分辨处理技术 215

7.3.4 最大似然法 226

7.4 空时二维自适应信号处理 228

7.4.1 运动平台雷达二维杂波谱特征 229

7.4.2 STAP基本原理 233

7.4.3 降维STAP的处理方法 240

7.4.4 非均匀杂波环境下空时自适应处理算法 249

7.4.5 STAP应用研究 256

参考文献 259

第8章 雷达抗干扰信号处理 265

8.1 雷达干扰 266

8.1.1 雷达干扰分类 266

8.1.2 有源干扰 268

8.2 雷达抗干扰信号处理 270

8.2.1 自适应频率捷变 271

8.2.2 自适应空间滤波 272

8.2.3 雷达的低截获 279

8.2.4 雷达抗欺骗干扰 283

8.3 雷达抗干扰性能的评估 288

8.3.1 抗干扰改善因子 288

8.3.2 雷达抗干扰能力 289

8.3.3 抗欺骗干扰概率 289

参考文献 290

第9章 雷达自动目标识别及分类技术 291

9.1 概述 292

9.2 编队目标架次识别 296

9.2.1 编队目标回波模型 297

9.2.2 距离-多普勒两维分辨方法 301

9.2.3 本节小结 304

9.3 窄带雷达目标分类 304

9.3.1 发动机调制信号模型 304

9.3.2 典型飞机参数的分析 310

9.3.3 特征提取及分类算法 312

9.3.4 本节小结 314

9.4 高距离分辨雷达一维距离像的目标识别 315

9.4.1 高分辨一维距离像特性 315

9.4.2 高分辨距离像的特征提取 328

9.4.3 高分辨距离像的分类算法 331

9.4.4 高分辨距离像目标识别工程实现中的几个问题 334

9.4.5 本节小结 335

9.5 合成孔径雷达目标的二维像识别 336

9.5.1 SAR图像预处理 336

9.5.2 SAR图像的特征提取 337

9.5.3 本节小结 338

9.6 本章小结 338

参考文献 338

第10章 雷达信号处理系统技术 343

10.1 雷达信号处理系统仿真设计方法 344

10.1.1 雷达信号处理系统的功能和结构 346

10.1.2 雷达信号处理系统仿真环境 348

10.1.3 雷达信号处理系统仿真模型库 351

10.1.4 雷达信号处理系统的仿真设计 353

10.2 多处理器并行信号处理系统的设计 361

10.2.1 数字信号处理器（DSP） 362

10.2.2 并行处理的性能 363

10.2.3 并行信号处理系统的设计 366

10.2.4 可编程逻辑器件及其应用 382

10.2.5 实时并行数字信号处理机的设计与实现 397

参考文献 404

第11章 雷达数据处理基础知识与系统组成 405

11.1 概述 406

11.1.1 两种常见的雷达扫描方式 406

11.1.2 点迹与点迹处理 408

11.1.3 航迹与航迹处理 409

11.1.4 系统模型 411

11.1.5 测量与跟踪坐标系 413

11.1.6 滤波与预测 415

11.2 雷达数据处理设备的设计技术 417

11.2.1 微电子设计技术 418

11.2.2 标准总线技术 421

11.2.3 COTS技术的使用 422

11.3 雷达数据处理软件设计技术 424

11.3.1 Windows操作系统下的程序设计 424

11.3.2 VxWorks在雷达数据处理领域的应用 429

11.3.3 UNIX操作系统下的雷达数据处理程序设计 434

11.4 雷达数据处理设备基本功能、组成及技术性能 436

11.4.1 雷达数据处理设备的基本功能 437

11.4.2 主要雷达数据处理模块简介 438

11.4.3 雷达数据处理设备的技术性能 443

参考文献 446

第12章 雷达目标点迹数据形成与处理 447

12.1 概述 448

12.2 目标原始点迹数据的形成 450

12.2.1 雷达对目标的测量 451

12.2.2 点迹数据格式 456

12.2.3 计算机对点迹数据的录取 458

12.2.4 点迹数据分析 460

12.3 常规监视雷达的目标点迹处理 463

12.3.1 目标原始点迹数据的分辨与归并 464

12.3.2 目标点迹凝聚处理 468

12.4 雷达组网系统中目标点迹数据的处理 470

12.5 运动平台的雷达目标点迹数据处理 477

12.5.1 主要的坐标系及定义 478

12.5.2 坐标系之间的关系 482

12.5.3 扫描空域稳定措施 483

12.5.4 机载相控阵雷达的目标点迹处理 484

12.6 SAR目标的回波特性分析及数据处理 485

12.6.1 地面固定点目标的回波特性分析 485

12.6.2 运动目标的回波特性分析 487

12.6.3 GMTI扫描方式下多普勒参数的计算与分析 489

12.6.4 平台位置及姿态对系统的影响 490

12.6.5 运动目标的数据处理 490

12.7 双基地雷达的点迹数据处理 491

12.7.1 T/R站和R站的点迹时间和空间对齐 492

12.7.2 收站的点迹凝聚 493

12.7.3 收／发站的点迹融合 493

12.7.4 收／发站的目标定位 493

12.8 测量误差的分析 494

12.8.1 测距精度 494

12.8.2 测高精度 495

12.8.3 方位误差 496

参考文献 497

第13章 雷达数据的航迹处理 499

13.1 概述 500

13.2 不同精度数据的最佳拟合 501

13.3 雷达数据处理系统常用的估计方法 502

13.3.1 多维向量的估计与估计误差 503

13.3.2 最小平方估计 503

13.3.3 最小均方误差估计 504

13.3.4 线性均方估计 505

13.3.5 系统与目标模型 505

13.4 运动目标的数学模型 507

13.4.1 常速度模型 507

13.4.2 常加速度模型 507

13.4.3 目标运动的相关噪声模型——Singer模型 508

13.5 常用跟踪滤波器 510

13.5.1 最小二乘滤波器 510

13.5.2 Kalman滤波器 511

13.5.3 α-β滤波器 515

13.5.4 机动目标的自适应跟踪方法 517

13.6 目标跟踪的起始、点迹-航迹相关处理与波门控制 519

13.6.1 目标跟踪的起始 519

13.6.2 点迹-航迹相关处理 521

13.6.3 波门控制 522

13.7 复杂环境下的目标跟踪 525

13.7.1 剩余杂波较多环境下的目标跟踪 526

13.7.2 多目标环境中的跟踪 529

13.8 工程应用简介 532

13.8.1 工程设计的主要内容 533

13.8.2 应用举例 538

参考文献 542

第14章 雷达探测信息显示与整机状态监视和控制 545

14.1 雷达探测信息的显示 546

14.1.1 雷达视频回波的光栅显示 547

14.1.2 二次信息显示 553

14.1.3 雷达视频回波的采集与校正 555

14.1.4 雷达光栅显示近区覆盖分析 558

14.1.5 雷达光栅显示远区分裂分析 558

14.1.6 雷达光栅显示器的设备组成及性能特点 559

14.2 整机状态监视与控制 560

14.2.1 概述 560

14.2.2 监视与控制系统的主要设计内容 565

参考文献 571