第一部分 低截获概率雷达设计基础 2
第1章 发现与不被发现 2
1.1 LPI的需求 2
1.2 LPI雷达的特点 3
1.2.1天线的考虑 3
1.2.2超低旁瓣的获取 4
1.2.3天线的搜索扫描样式 6
1.2.4先进的多功能射频概念 8
1.2.5发射机的考虑 9
1.2.6功率管理 10
1.2.7载频的考虑 10
1.3 LPI雷达的关键——脉冲压缩 11
1.4雷达探测距离 14
1.5截获距离 16
1.6雷达距离和截获距离的对比 18
1.7 Pilot LPI雷达 19
1.8结束语 23
参考文献 23
习题 24
第2章 LPI技术及其应用 26
2.1高度计 26
2.1.1引言 26
2.1.2野战LPI高度表 27
2.2着陆系统 29
2.2.1引言 29
2.2.2野战LPI着陆系统 29
2.3监视和火控雷达 30
2.3.1战场知觉 30
2.3.2 LPI陆基系统 30
2.3.3 LPI机载系统 35
2.4反舰导弹和鱼雷导引头 36
2.4.1水面海军的严重威胁 36
2.4.2野战LPI导引头系统 37
2.5 LPI雷达系统总结 39
参考文献 40
习题 41
第3章 LPI波形的模糊度分析 42
3.1模糊函数 42
3.2周期自相关函数 42
3.3周期模糊函数 43
3.3.1周期模糊函数的周期性 44
3.3.2峰值电平和综合旁瓣电平 44
3.4 Frank相位调制示例 44
3.4.1发射波形 45
3.4.2仿真结果 45
3.5降低多普勒旁瓣 48
参考文献 49
习题 49
第4章 FMCW雷达 51
4.1 FMCW的优点 51
4.2单天线LPI雷达的目标检测 52
4.3发射波形设计 54
4.3.1三角波 54
4.3.2波形频谱 56
4.3.3线性调频波形的产生 57
4.4收发隔离 59
4.4.1传输线的基本原理 59
4.4.2采用环形器的单天线隔离度 60
4.4.3采用反射功率对消器的单天线隔离度 61
4.5接收信号 63
4.6 LPI搜索模式处理 63
4.7跟踪模式处理技术 66
4.8扫频非线性的影响 67
4.9动目标显示滤波 68
4.10匹配接收机响应 68
4.11失配接收机响应 70
4.12 PANDORA FMCW雷达 71
4.13电子攻击的考虑 72
4.14调频连续波发射机的技术趋势 72
参考文献 75
习题 77
第5章 相移键控技术 79
5.1引言 79
5.2发射信号 80
5.3二相码 80
5.4多相码 83
5.5多相巴克码 84
5.6 Frank编码 92
5.7 P1码 95
5.8 P2码 97
5.9 P3码 98
5.10 P4码 100
5.11多时编码 103
5.11.1 T1（n）码 103
5.11.2 T2（n）码 105
5.11.3 T3（n）码 107
5.11.4 T4（n）码 110
5.12全向LPI雷达 112
5.13总结 114
参考文献 114
习题 115
第6章 频移键控技术 118
6.1 FSK的优点 118
6.2 FSK连续波信号的描述 119
6.3 FSK雷达的距离计算 119
6.4 Costas编码 120
6.4.1 Costas阵列或序列的特性 120
6.4.2差分三角形的计算 121
6.4.3 Costas序列的周期模糊函数推导 121
6.4.4 Costas阵列的Welch构造法 122
6.5 FSK/PSK混合技术 123
6.5.1 FSK/PSK信号的描述 123
6.5.2 FSK/PSK信号的性能 124
6.6匹配的FSK/PSK信号 125
6.7结束语 128
参考文献 129
习题 129
第7章 噪声技术 131
7.1历史回顾 131
7.2超宽带的考虑 133
7.3随机噪声雷达的原理 134
7.4 Narayanan随机噪声雷达设计 136
7.4.1工作特性 137
7.4.2 RNR发射机的模型 138
7.4.3周期模糊的结果 139
7.5随机噪声+FMCW雷达 141
7.5.1 RNFR的频谱 141
7.5.2 RNFR发射机模型 142
7.5.3周期模糊的结果 143
7.6随机噪声FMCW+正弦 144
7.6.1 RNFSR发射机模型 146
7.6.2周期模糊的结果 147
7.7随机二相调制 148
7.7.1 RBPC发射机模型 149
7.7.2周期模糊的结果 149
7.8毫米波噪声雷达 150
7.9相关接收机技术 151
7.9.1理想相关 151
7.9.2数模相关 152
7.9.3全数字相关 152
7.9.4声光相关 153
7.10结束语 154
参考文献 155
习题 157
第8章 超视距雷达 158
8.1 OTHR的两种类型 158
8.2天波OTHR 159
8.2.1电离层特性 160
8.2.2 F2层传播特性举例 164
8.2.3多普勒杂波谱 164
8.2.4天波OTHR系统举例 165
8.2.5天波处理方法 167
8.3天波LPI波形的考虑 168
8.3.1相位调制技术 168
8.3.2 Costas跳频码 169
8.3.3降低CIT 169
8.3.4多波形重复频率 169
8.3.5带外发射抑制 172
8.4天波系统最大探测距离 173
8.5天波系统地面覆盖区预测 175
8.6地波OTHR 177
8.6.1引言 177
8.6.2地波OTHR系统举例 178
8.7地波LPI波形的考虑 180
8.7.1 FMICW的特征 180
8.7.2 FMICW的模糊空间 182
8.8地波系统的最大探测距离 183
8.9结论 187
参考文献 187
习题 190
第9章 案例研究：反舰导弹LPI导引头 191
9.1 ASCM导引头技术的发展历史 191
9.2 ASCM技术的未来 191
9.3威胁探测 193
9.4 ASCM目标场景 194
9.4.1低RCS目标 194
9.4.2海杂波模型 195
9.4.3线性FMCW发射机的功率管理 196
9.4.4目标杂波比 197
9.5 ASCM舰船目标模型 199
参考文献 199
习题 200
第10章 网络中心战与组网LPI雷达系统 201
10.1网络中心战 201
10.1.1 NCW的要求 203
10.1.2态势感知 203
10.1.3机动性 204
10.1.4决策速度与行动速度 204
10.1.5灵活性 204
10.1.6杀伤力 205
10.2信息网络分析的度量方法 205
10.2.1广义连接性量度 205
10.2.2参考连接性量度 207
10.2.3网络覆盖率 207
10.2.4压制作战举例 207
10.2.5扩展广义连接性量度 209
10.2.6熵和网络丰富性 210
10.2.7最大运行速度 211
10.3电子攻击 212
10.4信息网络分析和LPIsimNet 212
10.5组网LPI雷达系统 216
10.5.1组网LPI雷达系统的优势 217
10.5.2组网LPI雷达灵敏度 218
10.5.3信号模型 219
10.5.4组网雷达电子攻击 220
10.6组网雷达分析（使用LPIsimNet工具） 221
10.6.1单基地LPI发射机和SNR等高线图 221
10.6.2三部组网LPI发射机 222
10.6.3有干扰机时的两部组网LPI发射机 223
10.7组网雷达的正交波形 225
10.7.1正交多相码 225
10.7.2解决多普勒频移退化 229
10.7.3正交跳频序列 230
10.7.4噪声波形 233
10.8组网超视距雷达系统 233
参考文献 234
习题 236
第二部分 截获接收机策略及其信号处理 240
第11章 截获LPI雷达信号的策略 240
11.1 EW截获接收机技术 240
11.1.1传统的方法 240
11.1.2间歇观察问题 241
11.1.3现代网络中心概念的产生 241
11.2用UAV探测LPI雷达 242
11.3非合作截获接收机 243
11.3.1检测LPI波形的经典接收机结构比较 243
11.3.2数字EW接收机 245
11.3.3直接RF采样 247
11.4 LPI波形解调 248
11.5 EW接收机的挑战 249
11.6结束语 250
参考文献 250
第12章 LPI雷达波形的Wigner-Ville分布分析 252
12.1 Wigner-Ville分布 252
12.1.1连续WVD 252
12.1.2计算示例：实输入信号 254
12.1.3计算示例：复输入信号 256
12.1.4双频输入信号的结果 259
12.2 FMCW分析 260
12.3 BPSK分析 261
12.4多相码分析 263
12.5多时码分析 264
12.6区分不同相位编码 265
12.7 FSK和FSK/PSK分析 268
12.8小结 269
参考文献 270
习题 271
第13章 LPI雷达波形的Choi-Williams分布分析 273
13.1数学推导 273
13.2 LPI信号分析 275
13.2.1 FMCW分析 275
13.2.2 BPSK分析 275
13.2.3多相码分析 277
13.2.4多时码分析 278
13.2.5 FSK和FSK/PSK分析 279
13.3小结 281
参考文献 281
习题 281
第14章 LPI雷达的正交镜像滤波分析 282
14.1时频小波分解 282
14.1.1基函数 282
14.1.2短时傅里叶变换分解 283
14.1.3小波与小波变换 283
14.1.4小波滤波器 284
14.2离散双通道正交镜像滤波器组 286
14.3滤除低通分量的树形结构 287
14.4滤除高通分量的树形结构 287
14.5 QMFB树接收机 289
14.6计算举例 290
14.6.1复单频信号 290
14.6.2复双频信号 292
14.7 FMCW分析 293
14.8 BPSK分析 294
14.9多相码分析 296
14.10多时码分析 298
14.11 Costas跳频分析 299
14.12 FSK/PSK信号分析 300
14.13噪声波形分析 301
14.14小结 303
参考文献 303
习题 304
第15章 低截获雷达参数检测的循环平稳谱分析 306
15.1引言 306
15.1.1循环自相关 306
15.1.2谱相关密度 307
15.2谱相关密度估计 308
15.3离散时间循环平稳算法 310
15.3.1时间平滑FFT积累方法 310
15.3.2直接频率平滑方法 312
15.4测试信号 313
15.5 BPSK分析 315
15.6 FMCW分析 318
15.7多相码分析 319
15.8多时码分析 320
15.9 Costas跳频结果 321
15.10随机噪声分析 322
15.11总结 323
参考文献 323
习题 324
第16章 反辐射导弹 325
16.1对敌防空压制 325
16.1.1 SEAD的起源 326
16.1.2早期ARM的发展 326
16.1.3越南战争 327
16.1.4后越南战争 328
16.1.5小型空射诱饵 329
16.2反辐射导弹导引头设计 330
16.2.1天线设计 330
16.2.2接收机和信号处理 334
16.2.3双模设计 335
16.2.4信号处理 337
16.2.5未来的ARM——关注LPI发射机 338
16.3 ARM性能指标 340
16.4苏联和“华约”盟国 341
16.4.1 AA-10 Alamo 342
16.4.2 AS-4 Kitchen 342
16.4.3 AS-5 Kelt 343
16.4.4 AS-6 Kingfish 343
16.4.5 AS-9 Kyle 344
16.4.6 AS-11 Kilter 345
16.4.7 Kh-27 346
16.4.8 AS-12 Kegler 346
16.4.9 AS-16 Kickback 347
16.4.10 AS-17 Krypton 348
16.5美国 349
16.5.1 Shrike 349
16.5.2标准ARM 350
16.5.3 HARM 350
16.5.4 AARGM 351
16.5.5低成本反应式攻击导弹 351
16.5.6 Sidearm 352
16.5.7滚动弹体导弹 352
16.5.8陆军无人机 353
16.6法国 354
16.7英国 354
16.8中国台湾 355
16.9德国 356
16.10以色列 357
16.10.1 Harpy 357
16.10.2 STAR-1 358
16.11中国 359
16.12反-反辐射导弹技术 361
16.12.1诱饵 362
16.12.2 Gazetchik 363
16.12.3 AN/TLQ-32 ARM-D诱饵 364
参考文献 365
习题 367
第17章 LPI雷达调制的自动分类 369
17.1采用时-频图像的分类 369
17.2分类权和自动化 370
17.2.1人机接口的考虑 370
17.2.2自动化和操作员 370
17.2.3自动调制分类 371
17.3非线性分类网络 372
17.3.1单感知器网络 372
17.3.2多层感知器网络 374
17.3.3径向基函数 376
17.4特征提取和信号处理 377
17.4.1边际频率自适应二值化 377
17.4.2多层感知器分类结果 380
17.4.3径向基函数网络的分类结果 384
17.4.4对分类结果的讨论 385
17.5改进的特征提取信号处理 385
17.5.1一致截取低通滤波 386
17.5.2计算边际频率分布 388
17.5.3主分量分析 391
17.5.4用改进的特征提取方法分类 393
17.5.5多层感知器的分类结果 398
17.5.6径向基函数的分类结果 401
17.6总结 404
参考文献 405
习题 407
第18章 调制参数的自动提取 409
18.1发射机分类 409
18.2利用Wigner-Ville分布-Radon变换的多相参数提取 410
18.2.1时频算法讨论 410
18.2.2算法测试 413
18.3正交镜像滤波的多相参数 415
18.3.1小波分解算法简介 415
18.3.2算法测试 416
18.4循环平稳双频平面条件的调频连续波参数 416
18.4.1循环平稳算法简介 418
18.4.2算法测试 419
18.5结束语 420
参考文献 422
习题 422
附录 426
附录A 低截获概率工具箱 426
A.1 LPIT工具箱介绍 426
A.2命名规则与示例 427
附录B 使用LPIT文件产生周期模糊函数图 428
附录C 本原根和Costas序列 429
C.1质数 429
C.2完全剩余系和既约剩余系 429
C.3本原根 430
附录D LPIsimNet 433
D.1 LPIsimNet架构概述 433
D.2设置节点属性 436
D.3浏览仿真结果 437
D.4添加一架运动的干扰机到场景中 439
D.5出现干扰机时的组网雷达 440
附录E ΔF=500Hz时FMCW的PWVD结果 445
附录F T=64ms时Frank编码的PWVD结果 446
附录G 多相码P1、P2、P3和P4的PWVD结果 447
G.1 P1码分析 447
G.2 P2码分析 448
G.3 P3码分析 448
G.4 P4码分析 449
附录H 多时码T2、T3和T4的PWVD结果 451
H.1 T2（2）多时码 451
H.2 T3（2）多时码 452
H.3 T4（2）多时码 453
附录I ΔF=500Hz时FMCW的QMFB结果 455
附录J 11bit BPSK的QMFB结果 456
附录K Nc=16时Frank信号的QMFB结果 458
附录L P1、P2、P3和P4的QMFB结果 460
L.1 P1分析 460
L.2 P2分析 461
L.3 P3分析 463
L.4 P4分析 464
附录M T2、T3和T4的QMFB结果 466
附录N ΔF=500Hz时FMCW的周期平稳处理结果 469
附录O Nc=16时Frank信号的周期平稳处理结果 470
附录P P1、P2、P3和P4的周期平稳处理结果 472
P.1 P1码分析 472
P.2 P2码分析 473
P.3 P3码分析 474
P.4 P4码分析 474
附录Q T2、T3和T4的周期平稳处理结果 476
Q.1多时T2（2）码分析 476
Q.2多时T3（2）码分析 477
Q.3多时T4（2）码分析 477
符号表 479
缩略词 493