雷达目标识别导论PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1 雷达背景知识 1

1.2 雷达的典型功能 1

1.3 目标识别的需要 3

1.3.1 目标识别定义 3

1.3.2 目前和未来的军事需求 3

1.3.3 因误击引起的悲剧 5

1.3.4 其他军用和民用用途 6

1.4 非合作目标识别 7

1.4.1 敌我识别系统（IFF） 7

1.4.2 非合作目标识别雷达 8

1.5 雷达目标识别应用 9

1.5.1 空中军用平台 9

1.5.2 海军舰载平台 10

1.5.3 陆基军用平台 10

1.5.4 民用领域应用 11

1.5.5 弹道导弹防御 12

1.6 技术挑战 12

1.7 本书内容摘要 13

参考文献 14

第2章 雷达原理 17

2.1 雷达概述 17

2.1.1 引言 17

2.1.2 基本概念 17

2.1.3 雷达波 18

2.1.4 雷达波长 21

2.1.5 探测距离 22

2.1.6 雷达的功能组成 22

2.1.7 波形产生器 23

2.1.8 上变频 28

2.1.9 发射机 29

2.1.10 天线 30

2.1.11 多普勒效应 38

2.1.12 热噪声 41

2.1.13 相位噪声 44

2.1.14 接收机前端 45

2.1.15 下变频 46

2.1.16 接收机动态范围 48

2.1.17 模／数转换器 49

2.1.18 信号处理 51

2.1.19 目标跟踪 62

2.1.20 脉冲自相关函数和匹配滤波 64

2.1.21 雷达目标截面积 66

2.1.22 雷达距离方程 67

2.1.23 相控阵雷达 69

2.2 雷达测量 72

2.2.1 引言 72

2.2.2 距离测量 73

2.2.3 频率测量 74

2.2.4 横向分辨率 75

2.2.5 雷达测量小结 76

2.3 目标识别概述 76

2.3.1 引言 76

2.3.2 目标识别过程 76

2.3.3 电磁散射 78

2.3.4 简单物体的雷达截面积 80

2.4 小结 81

参考文献 82

第3章 高分辨率距离像 87

3.1 概述 87

3.1.1 距离像信号特征 87

3.1.2 视角效应 87

3.2 目标散射体 88

3.2.1 个体散射体 88

3.2.2 散射体干涉效应 89

3.2.3 距离像的复杂性 90

3.2.4 距离像与光学图像比较 90

3.3 距离像处理 90

3.3.1 引言 90

3.3.2 目标信号的测量 91

3.3.3 目标特征信号数据库 91

3.3.4 特征信号调整和识别算法 92

3.4 高距离分辨率雷达脉冲 93

3.5 频率步进雷达 93

3.5.1 合成宽带脉冲 93

3.5.2 测量目标信号特征 95

3.5.3 频率步进信号特征 97

3.5.4 杂波下工作 100

3.5.5 运动补偿 101

3.5.6 支持频率步进应用的技术 101

3.5.7 频率步进技术小结 101

3.6 宽带脉冲压缩 102

3.6.1 概述 102

3.6.2 线性调频信号波形 105

3.6.3 非线性频率调制 108

3.6.4 相位编码波形 108

3.6.5 类噪声波形 109

3.7 伸缩处理 110

3.7.1 伸缩处理技术 110

3.7.2 作用距离范围 111

3.7.3 距离多普勒耦合 112

3.7.4 数字化器带宽 112

3.8 带宽分段 114

3.8.1 基本概念 114

3.8.2 啁啾信号分段 114

3.8.3 分段波形的组合 116

3.8.4 带宽分段技术 116

3.8.5 带宽分段小结 116

3.9 高距离分辨率波形小结 116

参考文献 117

第4章 高横向距离分辨率技术 119

4.1 概述 119

4.2 多普勒波束锐化 119

4.2.1 实波束图 119

4.2.2 多普勒波束锐化概念 120

4.3 合成孔径雷达 122

4.3.1 概念 122

4.3.2 SAR多普勒频移 123

4.3.3 SAR横向距离分辨率 124

4.3.4 实波束照射 126

4.3.5 目标多普勒频率和横向距离分辨率 127

4.3.6 SAR距离单元和目标图像 128

4.3.7 SAR运动补偿 129

4.3.8 SAR信号处理操作 130

4.3.9 SAR数据 134

4.4 SAR雷达聚束模式 136

4.5 逆合成孔径雷达 137

4.5.1 逆合成孔径雷达简介 137

4.5.2 ISAR横向距离分辨率 137

4.5.3 SAR和ISAR之间的关系 139

4.5.4 获取ISAR图像 140

4.6 横向距离分辨率技术小结 145

参考文献 146

第5章 频域和时域分析 149

5.1 概述 149

5.2 直升机识别 150

5.2.1 直升机识别简介 150

5.2.2 主旋翼桨叶 151

5.2.3 尾旋翼桨叶 159

5.2.4 主旋翼频谱 161

5.2.5 直升机识别小结 163

5.3 喷气引擎识别 164

5.3.1 喷气引擎识别简介 164

5.3.2 喷气引擎调制频谱 165

5.3.3 根据JEM频谱识别引擎 172

5.3.4 JEM小结 177

5.4 直升机和喷气引擎识别技术小结 177

参考文献 178

第6章 其他高分辨率技术 179

6.1 概述 179

6.2 超分辨率技术 180

6.2.1 传统分辨率技术 180

6.2.2 近距目标 181

6.2.3 超分辨率技术的应用 182

6.2.4 关于超分辨率的讨论 185

6.3 单脉冲技术 185

6.3.1 概述 185

6.3.2 单脉冲雷达技术的背景 185

6.3.3 单脉冲技术在目标识别中的应用 188

6.3.4 单脉冲技术在目标识别中的应用探讨 190

6.4 极化现象 191

6.4.1 概述 191

6.4.2 极化矩阵 191

6.4.3 目标的极化特性 193

6.4.4 极化测量对雷达设计的要求 196

6.4.5 极化在目标识别中的应用 197

6.5 冲击雷达 197

6.5.1 概述 197

6.5.2 冲击雷达脉冲的特点 198

6.5.3 冲击雷达系统的设计 198

6.5.4 冲击雷达的应用 199

6.5.5 冲击雷达识别目标时遇到的挑战 200

6.6 超宽带／超高分辨率雷达 200

6.6.1 概述 200

6.6.2 相干超高距离分辨率 201

6.6.3 结论 201

6.7 组合高距离和高频率分辨率技术 201

6.7.1 概述 201

6.7.2 波形 202

6.7.3 二维距离-频率特征 202

6.7.4 结论 203

6.8 其他高分辨率技术小结 204

参考文献 204

第7章 系统设计 207

7.1 概述 207

7.2 灵敏度 207

7.2.1 用于目标探测的雷达距离方程 207

7.2.2 高分辨率雷达距离方程 208

7.2.3 目标识别模式的最大应用距离 210

7.3 动态范围 211

7.3.1 动态范围简介 211

7.3.2 高分辨率模式应用 211

7.4 校准和系统失真补偿 213

7.4.1 校准和系统失真补偿简介 213

7.4.2 系统失真效应 213

7.4.3 通过雷达测量宽带信号的失真 215

7.4.4 信号失真补偿 219

7.5 高分辨率模式的雷达系统设计问题 220

7.5.1 高分辨率模式的雷达系统设计简介 220

7.5.2 目标识别功能在雷达系统上的应用 220

7.6 系统设计小结 222

参考文献 223

第8章 雷达系统部件要求 224

8.1 概述 224

8.2 波形的产生 224

8.2.1 概述 224

8.2.2 高距离分辨率 224

8.2.3 JEM调制波形 226

8.3 上变频 227

8.4 发射机 227

8.5 接收机 227

8.6 模／数转换器 228

8.6.1 高距离分辨率 228

8.6.2 喷气式发动机调制 228

8.7 信号和数据处理器 229

8.8 雷达部件小结 229

参考文献 229

第9章 天线设计 231

9.1 概述 231

9.2 抛物面天线 231

9.3 相控阵天线 232

9.3.1 简介 232

9.3.2 波束偏斜 232

9.3.3 时间延迟效应 233

9.3.4 步进频率技术 234

9.3.5 真时间延迟 235

9.4 天线设计小结 237

参考文献 237

第10章 系统运用 239

10.1 概述 239

10.2 跟踪雷达 239

10.2.1 跟踪雷达简介 239

10.2.2 跟踪雷达用于目标识别 240

10.3 无源相控阵雷达 242

10.3.1 无源相控阵雷达简介 242

10.3.2 无源相控阵雷达用于目标识别 242

10.4 有源相控阵雷达 244

10.4.1 有源相控阵雷达简介 244

10.4.2 有源相控阵雷达用于目标识别 244

10.5 目标识别雷达系统 245

10.6 系统运用小结 246

参考文献 246

第11章 雷达目标识别应用 247

11.1 概述 247

11.2 飞机目标识别 247

11.2.1 概述 247

11.2.2 喷气引擎固定翼飞机 247

11.2.3 螺旋桨固定翼飞机 248

11.2.4 直升机 248

11.3 舰船 249

11.3.1 地（海）基平台 249

11.3.2 机载平台 249

11.4 地面车辆和人员 249

11.4.1 陆基平台 249

11.4.2 机载平台 250

11.5 巡航导弹 250

11.5.1 巡航导弹简介 250

11.5.2 巡航导弹识别技术 251

11.6 弹道导弹 251

11.6.1 弹道导弹识别简介 251

11.6.2 弹道导弹识别技术 252

11.7 目标识别应用小结 252

参考文献 254

第12章 目标识别过程 255

12.1 概述 255

12.2 雷达测量 255

12.2.1 概述 255

12.2.2 测量问题 255

12.2.3 测量质量 256

12.2.4 相关时间 256

12.3 目标特征信号数据库 257

12.3.1 目标特征信号数据库简介 257

12.3.2 距离像 257

12.3.3 二维目标特征信号 261

12.3.4 直升机 261

12.3.5 喷气引擎 262

12.4 数据库的构建 262

12.4.1 概述 262

12.4.2 数据库构建技术 262

12.4.3 未知目标 263

12.4.4 数据库内容数量 265

12.5 目标特征信号模型 265

12.5.1 目标特征信号模型简介 265

12.5.2 几何和物理光学模拟 266

12.5.3 有限差分时域法 267

12.5.4 矩量法 268

12.5.5 目标特征模拟小结 268

12.6 识别算法 268

12.6.1 识别算法简介 268

12.6.2 目标识别混淆矩阵 269

12.6.3 采用相关技术的模板匹配 270

12.6.4 特征提取 271

12.6.5 识别算法小结 278

12.7 数据处理功能 278

12.7.1 概述 278

12.7.2 目标特征数据提取 279

12.7.3 特征信号数据调整 279

12.7.4 特征提取 280

12.7.5 识别算法 280

12.7.6 数据处理器 280

12.8 目标识别过程小结 280

参考文献 281

第13章 雷达及其他来源数据融合 285

13.1 数据融合简介 285

13.2 其他雷达数据 285

13.2.1 概述 285

13.2.2 跟踪数据 286

13.2.3 高度、速度和机动 286

13.2.4 雷达截面积 286

13.2.5 雷达数据小结 286

13.3 其他传感器数据 287

13.3.1 电子监视接收机 287

13.3.2 光学和红外探测系统 289

13.3.3 声学传感器 289

13.4 贝叶斯网络 290

13.4.1 概述 290

13.4.2 贝叶斯网络描述 290

13.5 贝叶斯分类器 291

13.5.1 贝叶斯分类器简介 291

13.5.2 网络设计 292

13.6 贝叶斯分类器仿真 293

13.6.1 假设条件 293

13.6.2 先验概率 293

13.6.3 应用贝叶斯公式 294

13.7 小结 295

参考文献 296

第14章 总结与结论 298

14.1 本书简介 298

14.2 雷达技术的发展 298

14.3 高分辨率距离像 299

14.4 高横向距离分辨率技术 299

14.5 喷气引擎和直升机的识别技术 300

14.6 其他高分辨率技术 301

14.7 系统设计事宜 302

14.8 雷达系统元件要求 302

14.9 天线设计 303

14.10 系统运用 303

14.11 目标识别过程 304

14.12 雷达与其他来源数据的融合 306

14.13 未来挑战 307

14.14 雷达目标识别展望 309

参考文献 309

附录 310

附录1 “经典”步进频率技术 310

附录2 JEM频谱的推导 316

附录3 贝叶斯定理 320

参考文献 321