脈沖多普勒雷達(dá)：原理、技術(shù)與應(yīng)用

目 錄第一部分 基 本 概 念第1章 脈沖多普勒雷達(dá)出現(xiàn)的歷史原因第2章 雷達(dá)的探測(cè)性能2.1 在噪聲條件下的雷達(dá)方程2.1.1 基本雷達(dá)方程的推導(dǎo)2.1.2 損耗2.2 在噪聲條件下的檢測(cè)2.2.1 門限檢測(cè)2.2.2 累積檢測(cè)概率2.3 最小可檢測(cè)信號(hào)， Smin2.3.1 熱噪聲2.3.2 噪聲系數(shù)2.3.3 最小輸入信號(hào)2.4 脈沖積累帶來(lái)的處理增益2.4.1 早期雷達(dá)的積累2.4.2 相參積累和非相參積累2.4.3 積累增益的量化分析2.4.4 雷達(dá)方程中的積累改善2.5 雷達(dá)截面積2.5.1 定義2.5.2 決定RCS的因素2.5.3 閃爍效應(yīng)2.5.4 雷達(dá)截面積起伏的Swerling模型2.5.5 目標(biāo)起伏下需要的信噪比第3章 脈沖雷達(dá)3.1 脈沖參數(shù)簡(jiǎn)介3.1.1 脈沖重復(fù)頻率3.2 峰值功率和平均功率3.3 脈沖時(shí)延測(cè)距3.3.1 距離是對(duì)時(shí)延的測(cè)量3.3.2 最小作用距離3.3.3 遮蔽效應(yīng)3.3.4 距離選通3.4 低重頻雷達(dá)3.4.1 距離模糊3.4.2 低重頻的界定3.5 脈沖雷達(dá)的頻譜3.5.1 脈沖調(diào)制載波的頻譜3.5.2 頻譜控制3.5.3 相位譜和相位相參性3.6 匹配接收3.6.1 匹配接收理論3.6.2 理想匹配濾波與實(shí)際匹配濾波3.7 距離分辨率3.7.1 距離分辨率惡化的因素3.7.2 術(shù)語(yǔ)3.8 測(cè)距精度3.8.1 目標(biāo)回波跨越距離單元3.8.2 測(cè)距精度與信噪比3.8.3 精度和分辨率3.9 脈沖壓縮3.9.1 脈沖壓縮的概念3.9.2 脈沖壓縮波形3.9.3 脈沖壓縮理論3.9.4 脈沖壓縮的實(shí)現(xiàn)3.9.5 壓縮比3.9.6 距離副瓣3.9.7 遮蔽效應(yīng)對(duì)脈沖壓縮的影響3.9.8 多普勒頻移的破壞作用第4章 多普勒測(cè)量雷達(dá)4.1 多普勒效應(yīng)4.1.1 多普勒頻移4.1.2 連續(xù)波雷達(dá)的多普勒頻移4.1.3 脈沖雷達(dá)的多普勒頻移4.1.4 相參處理周期4.1.5 多普勒頻移與發(fā)射頻率的比例4.2 多普勒分辨力4.3 平臺(tái)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償4.3.1 機(jī)載雷達(dá)的地面回波多普勒頻移4.3.2 以地面為參考的速度4.4 多普勒盲區(qū)4.4.1 空對(duì)空情況下的盲區(qū)4.4.2 地對(duì)空情況下在過(guò)零點(diǎn)處的盲區(qū)4.5 連續(xù)波雷達(dá)4.5.1 測(cè)量多普勒頻移的連續(xù)波系統(tǒng)4.5.2 多普勒/速度分辨率4.5.3 多普勒/速度選通4.5.4 連續(xù)波雷達(dá)的限制4.6 脈沖雷達(dá)的應(yīng)用4.6.1 基帶波形4.6.2 多普勒模糊第5章 模糊函數(shù)5.1 模糊圖5.1.1 常規(guī)脈沖信號(hào)的模糊圖5.1.2 線性調(diào)頻脈沖信號(hào)的模糊圖5.1.3 13位二相巴克碼脈沖信號(hào)的模糊圖5.1.4 低重頻脈沖串的模糊圖5.2 峰值副瓣電平和積分副瓣電平第6章 雜波6.1 雜波的概念6.2 后向散射系數(shù)6.2.1 地形的后向散射6.2.2 地表粗糙度6.2.3 海面的后向散射6.2.4 隨入射余角變化的地面后向散射6.2.5 隨入射余角變化的海面后向散射6.3 雜波的統(tǒng)計(jì)模型6.3.1 高斯(瑞利)雜波6.3.2 萊斯雜波6.3.3 對(duì)數(shù)正態(tài)雜波6.3.4 韋布爾雜波6.3.5 K分布雜波模型6.3.6 累積概率密度函數(shù)6.4 機(jī)載雷達(dá)的雜波6.4.1 機(jī)載情景下的雜波6.4.2 雜波在距離域和速度域上的擴(kuò)展6.4.3 理想雜波圖6.4.4 主瓣雜波的頻譜擴(kuò)展6.5 雜波去相關(guān)6.5.1 雜波的時(shí)域去相關(guān)6.5.2 使用頻率捷變實(shí)現(xiàn)雜波去相關(guān)6.6 低重頻雷達(dá)對(duì)雜波的響應(yīng)6.6.1 低重頻雷達(dá)在距離域?qū)﹄s波的響應(yīng)6.6.2 低重頻雷達(dá)在速度域?qū)﹄s波的響應(yīng)6.6.3 動(dòng)目標(biāo)顯示雷達(dá)的雜波抑制6.7 在雜波條件下的探測(cè)距離6.7.1 受距離分辨率影響的情況6.7.2 受波束寬度影響的情況6.8 地(海)基雷達(dá)的雜波6.9 空域雜波第7章 脈沖多普勒處理7.1 處理鏈路7.2 MTI對(duì)主瓣雜波的抑制7.2.1 基帶信號(hào)7.2.2 單延遲線對(duì)消器7.2.3 雙延遲線對(duì)消器7.2.4 多延遲線對(duì)消器7.2.5 三脈沖對(duì)消器7.2.6 橫向?yàn)V波器7.2.7 數(shù)字MTI對(duì)消7.2.8 MTI性能的量化分析7.3 FFT處理7.3.1 DFT的直觀性分析7.3.2 DFT的解析性分析7.3.3 快速傅里葉變換7.3.4 加窗的離散傅里葉變換7.3.5 FFT處理?yè)p失7.3.6 補(bǔ)零與DFT點(diǎn)數(shù)7.4 恒虛警率檢測(cè)7.4.1 固定門限檢測(cè)的局限7.4.2 恒虛警率的概念7.4.3 CFAR的處理?yè)p失7.4.4 單元平均CFAR(CACFAR)7.4.5 最大值CFAR7.4.6 兩參數(shù)CFAR7.4.7 排序統(tǒng)計(jì)恒虛警處理(OSCFAR)7.4.8 雜波圖7.4.9 二進(jìn)制積累器7.4.10混合方法第8章 雷達(dá)的硬件8.1 引言8.2 雷達(dá)的發(fā)射機(jī)8.2.1 信號(hào)相參的必要性8.2.2 近載頻噪聲8.2.3 磁控管8.2.4 速調(diào)管8.2.5 行波管8.2.6 大功率真空管的比較8.2.7 固態(tài)振蕩器8.2.8 硅雙極晶體管8.2.9 砷化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管8.2.10異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)8.2.11高電子遷移率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(HEMT)8.2.12碰撞電離雪崩渡越時(shí)間二極管8.2.13耿氏二極管8.2.14小結(jié)8.3 頻率合成器8.3.1 直接數(shù)字頻率合成器8.3.2 直接模擬頻率合成器8.3.3 間接頻率合成器(鎖相環(huán))8.4 雷達(dá)接收機(jī)8.4.1 超外差式接收機(jī)8.4.2 接收機(jī)的噪聲系數(shù)8.5 雷達(dá)的孔徑天線和陣列天線8.5.1 基本概念8.5.2 雷達(dá)孔徑天線8.5.3 陣列天線8.5.4 有源電子掃描陣列天線參考文獻(xiàn)第二部分 上篇： 高重頻脈沖多普勒雷達(dá)第9章 高重頻脈沖多普勒雷達(dá)9.1 簡(jiǎn)介9.1.1 關(guān)于低重頻問(wèn)題的回顧9.1.2 高重頻脈沖多普勒系統(tǒng)概述9.2 脈沖重復(fù)頻率的選擇9.2.1 多普勒頻帶9.2.2 多普勒(速度)模糊9.2.3 最大不模糊速度9.2.4 高重頻的定義9.2.5 高重頻/低重頻面臨的難題9.2.6 高重頻模糊圖9.2.7 多普勒頻帶的偏移9.2.8 載波頻率的影響9.3 高重頻的時(shí)域特性9.3.1 占空比9.3.2 遮蔽損耗和距離盲區(qū)9.3.3 高重頻下的測(cè)距9.3.4 使用距離選通的高重頻模式9.3.5 調(diào)頻測(cè)距9.3.6 其他高重頻測(cè)距技術(shù)9.4 高重頻雷達(dá)對(duì)雜波的響應(yīng)9.4.1 多普勒域的雜波分布9.4.2 距離域的雜波分布9.4.3 雜波在距離域和多普勒域的二維分布9.5 地(海)基高重頻雷達(dá)9.6 高重頻特性的總結(jié)第10章 高重頻模式下的調(diào)頻測(cè)距10.1 連續(xù)波系統(tǒng)的調(diào)頻測(cè)距10.1.1 線性調(diào)頻測(cè)距10.1.2 步進(jìn)頻連續(xù)波10.1.3 兩段線性調(diào)頻測(cè)距10.1.4 空間填充10.1.5 目標(biāo)具有多普勒頻移時(shí)的兩段線性調(diào)頻測(cè)距10.1.6 調(diào)制參數(shù)的選擇10.1.7 連續(xù)波系統(tǒng)存在的問(wèn)題10.2 脈沖系統(tǒng)的調(diào)頻測(cè)距10.2.1 三段調(diào)頻中斷連續(xù)波技術(shù)10.2.2 正弦波調(diào)頻測(cè)距參考文獻(xiàn)第二部分 下篇： 中重頻脈沖多普勒雷達(dá)第11章 中重頻雷達(dá)導(dǎo)論11.1 基本概念11.1.1 關(guān)于模糊的釋義11.1.2 多相參處理周期的使用11.1.3 檢測(cè)準(zhǔn)則11.1.4 為什么使用中重頻11.2 模糊問(wèn)題11.2.1 最大不模糊距離和最大不模糊速度11.2.2 關(guān)注的距離和速度空間11.2.3 中重頻的模糊圖11.2.4 距離模糊和速度模糊11.3 中重頻雷達(dá)對(duì)地表雜波的響應(yīng)11.3.1 雜波在多普勒域的分布11.3.2 雜波在距離域的分布11.3.3 雜波在距離域和多普勒域的二維分布11.4 中重頻雷達(dá)的盲區(qū)11.5 脈沖重復(fù)頻率組第12章 影響重頻選擇的因素12.1 解模糊能力12.1.1 引言12.1.2 解模糊約束12.1.3 解模糊空間12.1.4 采用2重頻組和3重頻組時(shí)的解模糊——解模糊余量12.1.5 重合算法12.1.6 中國(guó)余數(shù)定理法12.2 盲區(qū)12.2.1 盲區(qū)圖12.2.2 盲速12.2.3 盲區(qū)余量12.3 脈沖重復(fù)頻率的界限12.3.1 脈沖重復(fù)頻率的上限12.3.2 脈沖重復(fù)頻率的下限12.3.3 平均脈沖重復(fù)頻率12.4 虛影問(wèn)題12.4.1 引言12.4.2 多個(gè)目標(biāo)的互相關(guān)12.4.3 噪聲引起的虛影12.4.4 目標(biāo)響應(yīng)延伸引起的虛影12.4.5 使用天際線圖描述解模糊余量12.4.6 最小化虛影發(fā)生率的重頻選擇12.4.7 虛影的軌跡12.4.8 引起虛影問(wèn)題的幾種情形12.5 解決虛影問(wèn)題的其他方法12.5.1 引言12.5.2 同時(shí)使用距離相關(guān)和速度相關(guān)來(lái)應(yīng)對(duì)虛影問(wèn)題12.5.3 使用極大似然法的目標(biāo)聚類與提取算法12.5.4 利用目標(biāo)提取算法應(yīng)對(duì)虛影問(wèn)題12.5.5 基于非相參積累的目標(biāo)提取算法12.5.6 利用目標(biāo)數(shù)據(jù)一致性應(yīng)對(duì)虛影問(wèn)題12.5.7 使用多重頻組對(duì)虛影軌跡去相關(guān)12.5.8 關(guān)于虛影問(wèn)題的小結(jié)第13章 中重頻組的設(shè)計(jì)13.1 M和N的選擇13.1.1 引言13.1.2 M的選擇13.1.3 N的選擇13.2 重頻組的比較13.2.1 引言13.2.2 解模糊能力13.2.3 盲區(qū)13.2.4 虛影問(wèn)題13.2.5 雜波條件下和噪聲條件下的情況比較13.3 其他的波形設(shè)計(jì)問(wèn)題13.3.1 對(duì)單目標(biāo)跟蹤雷達(dá)的影響13.3.2 頻率捷變第14章 探測(cè)性能14.1 在噪聲條件下的目標(biāo)檢測(cè)14.1.1 經(jīng)典檢測(cè)理論14.1.2 盲區(qū)的影響14.1.3 目標(biāo)閃爍的影響14.1.4 累積檢測(cè)概率14.1.5 目標(biāo)提取算法的影響14.1.6 最優(yōu)占空比14.2 在雜波條件下的目標(biāo)檢測(cè)14.2.1 引言14.2.2 恒虛警率的優(yōu)化設(shè)計(jì)14.2.3 探測(cè)能力圖14.2.4 針對(duì)雜波統(tǒng)計(jì)特征的優(yōu)化14.2.5 孔徑照射函數(shù)第15章 重頻選擇的方法15.1 對(duì)脈沖重復(fù)頻率選擇要求的簡(jiǎn)單回顧15.2 最大化可見度的重頻選擇15.3 脈沖重復(fù)頻率的主副選擇法15.4 脈沖重復(fù)頻率的M