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雷達系統(tǒng)分析與建模

雷達系統(tǒng)分析與建模

定 價:¥79.00

作 者: (美)David K. Barton(戴維 K. 巴頓)
出版社: 電子工業(yè)出版社
叢編項:
標 簽: 電子 通信 工業(yè)技術 雷達

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ISBN: 9787121307775 出版時間: 2017-01-01 包裝: 平塑勒
開本: 頁數: 412 字數:  

內容簡介

  本書在全面歸納雷達系統(tǒng)原理的基礎上,對雷達性能進行了分析與數學建模。全書前6章為基礎理論部分,包括:雷達距離方程,目標檢測理論,目標、雜波和干擾分析,雷達天線分析,雷達信號波形設計和信號處理,傳播特性分析。第7章和第8章分別介紹了雷達監(jiān)視、雷達測量與跟蹤方法。*后一章對雷達損耗進行了分析。本書覆蓋了雷達系統(tǒng)性能分析和數學模型建設,內容系統(tǒng)、完整。每章后都附有參考文獻、習題、仿真程序及其說明,便于讀者進一步學習和研究。

作者簡介

  David K. Barton,雷達系統(tǒng)咨詢專家,現已從馬薩諸塞州ANRO工程有限公司退休。1992年被推選為IEEE會士,并于1997年成為美國工程院院士。2002年獲得IEEE Dennis J. Picard關于雷達技術和應用獎章。曾服務于美國空軍科學咨詢委員會、防御情報局和陸軍研究實驗室。 David K. Barton,雷達系統(tǒng)咨詢專家,現已從馬薩諸塞州ANRO工程有限公司退休。1992年被推選為IEEE會士,并于1997年成為美國工程院院士。2002年獲得IEEE Dennis J. Picard關于雷達技術和應用獎章。曾服務于美國空軍科學咨詢委員會、防御情報局和陸軍研究實驗室。

圖書目錄

第1章 雷達距離方程1
1.1 雷達基礎 1
1.1.1 基本功能1
1.1.2 雷達應用3
1.1.3 雷達頻段3
1.2 距離方程的推導5
1.2.1 接收到的信號功率5
1.2.2 雙基地雷達方程6
1.2.3 應答機和電子戰(zhàn)方程6
1.2.4 接收機噪聲7
1.2.5 信噪比8
1.2.6 射頻損耗因子9
1.2.7 最大作用距離的解10
1.2.8 利用Blake圖進行距離計算10
1.2.9 一般解法10
1.3 搜索雷達方程13
1.3.1 均勻搜索的推導13
1.3.2 搜索雷達方程的重要性13
1.4 有源干擾時的雷達作用距離14
1.4.1 遠距離噪聲干擾的等效溫度 14
1.4.2 干擾有效性15
1.4.3 欺騙性干擾16
1.4.4 自屏蔽和護衛(wèi)干擾16
1.5 有雜波時的雷達作用距離17
1.5.1 空域雜波:降雨或箔條17
1.5.2 空域雜波中的探測距離19
1.5.3 距離上模糊的雜波20
1.5.4 表面雜波:陸地和海面21
1.6 組合干擾下的探測距離23
參考文獻24
附錄1A:關于雷達方程的習題24
附錄1B:提供的Mathcad工具26
附錄1C:習題的解27
第2章 目標檢測理論28
2.1 噪聲統(tǒng)計29
2.2 對伴有噪聲的信號的一個采樣進行檢波30
2.2.1 理想的相參檢波過程30
2.2.2 實際檢波過程31
2.2.3 相對于理想系統(tǒng)的檢波器損耗33
2.2.4 匹配濾波器及匹配損耗33
2.3 脈沖串的積累34
2.3.1 相參積累35
2.3.2 視頻信號積累36
2.3.3 二進制積累38
2.3.4 累積積累 39
2.3.5 積累器加權損耗40
2.3.6 虛警時間40
2.3.7 折疊損耗41
2.4 起伏目標的檢測43
2.4.1 單個采樣檢測43
2.4.2 起伏損耗43
2.4.3 情況1信號的積累43
2.4.4 其他目標模型45
2.4.5 分集增益47
2.4.6 c2目標的通用方程式48
2.4.7 起伏目標的二進制積累49
2.4.8 起伏目標的累積積累49
2.5 順序檢測50
2.5.1 兩步順序探測概率50
2.5.2 有快速確認的順序檢測50
2.5.3 延遲確認順序檢測51
2.5.4 順序檢測的能量和時間要求51
2.6 恒虛警率檢測52
2.6.1 單元平均的CFAR52
2.6.2 雙參數CFAR54
2.6.3 時間平均CFAR 55
2.6.4 非參量CFAR55
2.7 有效可檢測性因子55
參考文獻56
附錄2A:關于目標檢測的習題58
附錄2B:提供的Mathcad工具60
附錄2C:習題的解60
第3 章 目標和干擾61
3.1 雷達橫截面積的定義61
3.1.1 等效球體61
3.1.2 等效天線 62
3.2 簡單物體的雷達橫截面積63
3.2.1 峰值RCS和波瓣結構63
3.2.2 RCS與波長和姿態(tài)角的關系63
3.2.3 諧振現象65
3.2.4 RCS 的極化依賴性 66
3.3 復雜目標的RCS67
3.3.1 Swerling目標模型 68
3.3.2 通用目標模型70
3.3.3 目標譜和相關時間70
3.3.4 相關頻率71
3.4 橫截面積的空間分布71
3.4.1 目標閃爍71
3.4.2 二元目標72
3.4.3 角度、距離和多普勒閃爍73
3.4.4 閃爍譜74
3.5 雙基地橫截面積75
3.5.1 前向散射RCS75
3.5.2 雙基地增強的范圍 75
3.6 雷達雜波76
3.6.1 面雜波77
3.6.2 海雜波 78
3.6.3 地雜波79
3.6.4 面雜波幅度分布 81
3.6.5 面雜波的速度譜82
3.6.6 降雨雜波84
3.6.7 箔條85
3.6.8 體雜波的空間和速度范圍 85
3.6.9 體雜波的幅度分布87
3.6.10 離散雜波源 87
3.7 干擾88
3.7.1 噪聲干擾 88
3.7.2 欺騙干擾 89
3.7.3 誘餌 89
參考文獻90
附錄 3A:關于目標和干擾的習題91
附錄3B:提供的Mathcad工具94
附錄3C:習題的解95
第4章 雷達天線96
4.1 四個坐標上的雷達響應96
4.1.1 雷達分辨力96
4.1.2 可分離角度響應 97
4.1.3 天線方向圖的互易性99
4.2 天線和陣列99
4.2.1 均勻照射孔徑99
4.2.2 錐削式孔徑照射100
4.2.3 橢圓形孔徑和圓形孔徑103
4.2.4 天線副瓣103
4.2.5 反射面天線104
4.2.6 透鏡天線108
4.2.7 平面陣列天線108
4.3 相控陣109
4.3.1 單元和陣列因子110
4.3.2 相掃110
4.3.3 頻率掃描 112
4.3.4 稀疏陣列113
4.3.5 移相器114
4.3.6 陣列饋電系統(tǒng)115
4.3.7 放大器陣列117
4.3.8 波束形成矩陣118
4.3.9 相位和幅度誤差效應119
4.3.10 陣列帶寬 121
4.4 超低副瓣天線123
4.4.1 定義123
4.4.2 掃描的超低副瓣天線系統(tǒng)設計124
4.4.3 超低副瓣反射面天線126
4.5 多波束天線128
4.5.1 堆積波束系統(tǒng) 128
4.5.2 單脈沖天線130
4.5.3 焦平面陣列饋源133
4.5.4 數字波束形成134
參考文獻135
附錄4A:關于雷達天線的習題135
附錄4B:提供的Mathcad工具138
附錄4C:習題的解140
第5章 波形和信號處理141
5.1 模糊函數141
5.1.1 匹配濾波器的實現 142
5.1.2 矩形脈沖的響應143
5.1.3 簡單脈沖的分辨力特性145
5.2 脈沖壓縮146
5.2.1 相位編碼脈沖壓縮147
5.2.2 線性調頻脈沖壓縮148
5.2.3 非線性調頻脈沖波形151
5.2.4 脈沖壓縮波形的多普勒容差154
5.3 動目標顯示157
5.3.1 脈沖串的頻譜157
5.3.2 脈沖串的模糊函數159
5.3.3 最佳MTI濾波器160
5.3.4 實用MTI濾波器的實現161
5.3.5 參差PRF和PRF分集MTI163
5.3.6 帶脈沖振蕩發(fā)射機的MTI163
5.3.7 非相干MTI165
5.3.8 區(qū)域MTI165
5.3.9 相干MTI的性能165
5.3.10 非相干MTI的性能170
5.3.11 存在移動雜波時的MTI170
5.3.12 MTI系統(tǒng)的損耗170
5.3.13 MTI系統(tǒng)中的可檢測性因子172
5.4 脈沖多普勒172
5.4.1 定義172
5.4.2 低-PRF PD雷達174
5.4.3 中-PRF PD雷達176
5.4.4 高-PRF PD雷達179
5.4.5 振蕩器對PD雷達性能的影響180
5.4.6 濾波器副瓣對PD雷達性能的影響183
5.4.7 PD雷達中的損耗因子184
5.4.8 PD雷達的探測距離186
參考文獻187
附錄5A:關于波形和信號處理的習題188
附錄5B:提供的Mathcad工具191
附錄5C:習題的解194
第6章 雷達傳播195
6.1 大氣衰減195
6.1.1 晴朗的大氣195
6.1.2 氣象衰減199
6.1.3 穿過潮濕天線罩的衰減201
6.1.4 電離層衰減201
6.1.5 箔條的衰減201
6.1.6 預測衰減時探測距離的Blake方法202
6.1.7 大氣噪聲溫度202
6.1.8 大氣透鏡損耗203
6.2 表面反射效應204
6.2.1 傳播因子204
6.2.2 表面反射幾何圖204
6.2.3 反射系數206
6.2.4 粗糙表面208
6.2.5 植被因子210
6.2.6 方向圖傳播因子對雷達探測范圍的影響210
6.3 繞射211
6.3.1 光滑球面繞射211
6.3.2 從繞射區(qū)到干涉區(qū)的過渡212
6.3.3 刀鋒繞射213
6.3.4 粗糙表面效應215
6.4 大氣折射216
6.4.1 指數形式基準大氣層217
6.4.2 仰角和距離偏移誤差218
6.4.3 偏移誤差的校正220
6.4.4 對流層起伏220
6.4.5 大氣波導221
6.4.6 電離層繞射221
6.4.7 法拉第旋轉222
參考文獻224
附錄6A:關于雷達傳播的習題225
附錄6B:提供的Mathcad工具226
附錄6C:習題的解227
第7章 雷達監(jiān)視228
7.1 監(jiān)視雷達基礎228
7.2 兩坐標對空監(jiān)視雷達230
7.2.1 兩坐標搜索問題的定義230
7.2.2 駐留時間與波束寬度232
7.2.3 孔徑面積的限制233
7.2.4 兩坐標監(jiān)視的最小平均功率233
7.2.5 功率與孔徑兩者之間經濟上的折中方案233
7.2.6 兩坐標雷達中傳播與雜波上的考慮233
7.2.7 中程兩坐標空中交通管制雷達的實例235
7.3 堆積波束三坐標監(jiān)視雷達237
7.3.1 三坐標搜索問題的定義237
7.3.2 駐留時間與波束寬度238
7.3.3 孔徑面積與平均功率238
7.3.4 堆積波束三坐標雷達中雜波方面的考慮239
7.3.5 遠程堆積波束三坐標雷達的實例239
7.3.6 脈沖內掃描的三坐標雷達241
7.4 波束掃描的三坐標監(jiān)視雷達241
7.4.1 掃描的波束駐留時間與波束寬度242
7.4.2 孔徑面積與平均功率243
7.4.3 波束掃描三坐標雷達雜波上的考慮244
7.4.4 波束掃描三坐標雷達的實例244
7.4.5 多功能雷達的搜索模式245
7.5 混合型三坐標監(jiān)視雷達系統(tǒng)247
7.5.1 多仰角扇區(qū)中的堆積波束247
7.5.2 多重掃描波束247
7.6 地平線掃描248
7.6.1 幀時間與仰角波束寬度248
7.6.2 典型的水平線掃描問題248
7.7 海用導航雷達250
7.7.1 搜索空域的定義250
7.7.2 駐留時間與方位波束寬度250
7.7.3 海用導航雷達的雷達方程250
7.7.4 遠程海用導航雷達的實例251
7.8 表面監(jiān)視雷達252
7.8.1 戰(zhàn)場監(jiān)視252
7.8.2 具有實孔徑的機載表面監(jiān)視253
7.8.3 合成孔徑雷達的機載表面監(jiān)視255
7.8.4 空對面目標瞄準255
7.9 利用監(jiān)視雷達數據進行跟蹤256
7.9.1 目標報告誤差256
7.9.2 邊掃描邊跟蹤濾波器257
7.9.3 跟7

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