雷达系统分析与设计(MATLAB版)(第三版)

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Bassem,R.,Mahafza(B.,M.,马哈夫扎) 著,周万幸 译
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  • 雷达原理
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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121260018
版次:3
商品编码:11998255
包装:平装
丛书名: 国防电子信息技术丛书
开本:16开
出版时间:2016-10-01
用纸:胶版纸
页数:640
字数:1030000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

适读人群 :本书适合从事雷达系统设计及相关专业的工程技术人员阅读参考,也适合高等学校电子工程系雷达专业及相关专业的本科及研究生阅读。

*提供对于雷达设计、分析和信号处理理解的综合资源。

*提供大部分公式和方程的浅显易懂的数学推导。

*包含许多图表和表格形式的输出,帮助读者评估不同雷达参数的折中。

*提供一套完整的MATLAB功能和程序,能够使用输入参数的出厂设置或自定义设置。


内容简介

本书作者为著名雷达技术专家,全书讨论了雷达基本概念和技术原理,具体描述了雷达截面、极化、匹配滤波器和雷达模糊函数及雷达波传播的*新进展,并给出了PRN 码,多径和折射、高距离分辨率、杂波和MIT处理的有关内容。新版增加了更多习题,包含丰富的MATLAB程序代码可用于雷达系统的分析和设计,具有很高的实际应用价值。

作者简介

    周万幸,现任中国电子科技集团公司智能感知技术重点实验室主任,研究员级高级工程师。长期在第一线从事地面和舰载雷达理论、技术与系统的研究和工程研制工作,并取得重大成就、做出突出贡献,组织了舰载一体化雷达/电子对抗系统、预警反导系统的论证和预研工作,领导了宽带相控阵、数字阵、综合信息处理等关键技术的攻关。

    Bassem R.Mahafza博士是Alabama州Huntsville地区deciBel研究所的所长及其创建者。他是雷达学科中公认的专家,具有20多年的研究经验,在雷达技术、雷逸设计与分析(包括所有传感器子部件)、雷达仿真和模型设计、雷达特征和雷达算法开发(特别是在先进杂波抑制技术和对抗方面)等领域取得了丰硕的成果。

  

目录

目 录

第一部分 雷达原理
第1章 定义和术语 2
1.1 雷达系统的分类和波段 2
1.2 脉冲和连续波(CW)雷达 6
1.3 距离 7
1.4 距离分辨率 9
1.5 多普勒频率 11
1.6 相干性 17
1.7 分贝的算法 18
习题 19
附录1-A 第1章MATLAB程序清单 20
第2章 基本脉冲和连续波(CW)雷达操作 22
2.1 雷达距离方程 22
2.2 低PRF雷达方程 26
2.3 高PRF雷达方程 28
2.4 监视雷达方程 30
2.5 带干扰的雷达方程 34
2.5.1 自屏蔽干扰器(SSJ) 35
2.5.2 烧穿距离 38
2.5.3 远距离干扰器(SOJ) 40
2.6 距离缩减因子 42
2.7 双基地雷达方程 42
2.8 雷达损耗 44
2.8.1 发射和接收损耗 44
2.8.2 天线方向图损耗和扫描损耗 44
2.8.3 大气损耗 45
2.8.4 折叠损耗 45
2.8.5 处理损耗 46
2.9 噪声系数 48
2.10 连续波雷达 51
2.10.1 连续波雷达方程 52
2.10.2 频率调制 53
2.10.3 线性调频(LFM)连续波雷达 57
2.10.4 多频连续波雷达 59
2.11 MATLAB函数“range_calc.m” 60
习题 61
附录2-A 第2章MATLAB程序清单 65
第二部分 雷达信号与信号处理
第3章 线性系统与复信号表示法 78
3.1 信号分类 78
3.2 傅里叶变换 79
3.3 系统分类 79
3.3.1 线性与非线性系统 80
3.3.2 时不变与时变系统 80
3.3.3 稳定与非稳定系统 80
3.3.4 因果与非因果系统 81
3.4 用傅里叶级数的信号表示法 81
3.5 卷积与相关积分 83
3.5.1 能量与功率谱密度 84
3.6 带通信号 87
3.6.1 解析信号(前置包络) 87
3.6.2 带通信号的前置包络与复包络 88
3.7 一些常规雷达信号的频谱 90
3.7.1 连续波信号 90
3.7.2 有限持续时间脉冲信号 91
3.7.3 周期脉冲信号 92
3.7.4 有限持续时间脉冲串信号 93
3.7.5 线性调频(LFM)信号 94
3.8 信号带宽与持续时间 98
3.8.1 有效带宽与持续时间计算 99
3.9 离散时间系统与信号 102
3.9.1 采样定理 102
3.9.2 Z变换 105
3.9.3 离散傅里叶变换 106
3.9.4 离散功率谱 106
3.9.5 加窗技术 108
3.9.6 抽取与插值 111
习题 112
附录3-A 第3章MATLAB程序清单 114
附录3-B 傅里叶变换对 118
附录3-C Z变换对 119
第4章 匹配滤波器雷达接收机 120
4.1 匹配滤波器信噪比 120
4.1.1 白噪声情况 122
4.1.2 副本 123
4.2 匹配滤波器输出通式 124
4.2.1 静止目标情况 124
4.2.2 运动目标情况 125
4.3 波形分辨率和模糊 127
4.3.1 距离分辨率 127
4.3.2 多普勒分辨率 129
4.3.3 复合距离与多普勒分辨率 130
4.4 距离与多普勒不定 131
4.4.1 距离不定 131
4.4.2 多普勒不定 133
4.4.3 距离-多普勒耦合 134
4.4.4 LFM信号的距离-多普勒耦合 137
4.5 目标参数估计 138
4.5.1 何为估计函数 138
4.5.2 幅度估计 139
4.5.3 相位估计 139
习题 140
第5章 模糊函数―模拟波形 142
5.1 引言 142
5.2 模糊函数的例子 143
5.2.1 单个脉冲模糊函数 143
5.2.2 LFM模糊函数 145
5.2.3 相干脉冲串模糊函数 149
5.2.4 LFM脉冲串的模糊函数 152
5.3 步进频率波形 155
5.4 非线性调频 157
5.4.1 静态相位的概念 157
5.4.2 频率调制波形的频谱赋形 161
5.5 模糊图等值线 162
5.6 LFM信号的距离-多普勒耦合的解释 163
习题 164
附录5-A 第5章MATLAB程序清单 165
第6章 模糊函数―离散编码波形 171
6.1 离散编码信号表示 171
6.2 脉冲串编码 172
6.3 相位编码 176
6.3.1 二进制相位编码 176
6.3.2 多相编码 189
6.4 频率编码 191
6.4.1 Costas码 191
6.5 离散编码的模糊图 193
习题 194
附录6-A 第6章MATLAB程序清单 194
第7章 脉冲压缩 199
7.1 时间-带宽积 199
7.2 脉冲压缩的雷达方程 200
7.3 脉冲压缩的基本原理 200
7.4 相关处理器 202
7.5 扩展处理器 207
7.5.1 LFM 脉冲信号 208
7.5.2 步进频率波形 213
7.5.3 目标速度的影响 219
习题 220
附录7-A 第7章MATLAB程序清单 221
第三部分 雷达系统的特殊考虑
第8章 雷达波的传播 228
8.1 地球对雷达方程的影响 228
8.2 地球大气层 228
8.3 大气模型 230
8.3.1 对流层中的折射率 230
8.3.2 电离层中的折射率 232
8.3.3 计算折射率的数学模型 233
8.3.4 分层大气折射模型 234
8.4 三分之四地球模型 238
8.4.1 目标高度方程 238
8.5 地面反射 239
8.5.1 平滑表面反射系数 239
8.5.2 发散 243
8.5.3 粗糙表面反射 244
8.5.4 总反射系数 245
8.6 方向图传播因子 246
8.6.1 平坦地表 248
8.6.2 球形地球 249
8.7 衍射 253
8.8 大气衰减 256
8.8.1 大气吸收 257
8.8.2 大气衰减图 259
8.9 降水导致的衰减 262
习题 264
附录8-A 第8章MATLAB程序清单 265
第9章 雷达杂波 280
9.1 杂波的定义 280
9.2 表面杂波 280
9.2.1 区域杂波的雷达方程―机载雷达 282
9.3 体杂波 283
9.3.1 体杂波的雷达方程 285
9.4 表面杂波RCS 286
9.4.1 单脉冲低PRF情况 286
9.4.2 高PRF的情况 291
9.5 杂波元素 293
9.6 杂波后向散射系数统计模型 294
9.6.1 表面杂波的情况 294
9.6.2 体杂波情况 296
习题 297
附录9-A 第9章MATLAB程序清单 297
第10章 动目标显示(MTI)和脉冲多普勒雷达 302
10.1 杂波功率谱密度 302
10.2 动目标显示(MTI)的概念 302
10.2.1 单延迟线对消器 304
10.2.2 双延迟线对消器 305
10.2.3 带有反馈回路(递归滤波器)的延迟线 307
10.3 PRF参差 308
10.4 MTI改善因子 311
10.4.1 2脉冲MTI形式 312
10.4.2 通用形式 313
10.5 杂波下的可见度(SCV) 314
10.6 有最佳权重的延迟线对消器 314
10.7 脉冲多普勒雷达 316
10.7.1 脉冲多普勒雷达信号处理 319
10.7.2 解距离模糊 320
10.7.3 解多普勒模糊包络 322
10.8 相位噪声 325
习题 329
附录10-A 第10章MATLAB程序清单 331
第四部分 雷达检测
第11章 随机变量和随机过程 337
11.1 随机变量 337
11.2 多元高斯随机向量 339
11.2.1 复数多元高斯随机向量 342
11.3 瑞利随机变量 342
11.4 卡方随机变量 343
11.4.1 自由度为N的中心卡方随机变量 343
11.4.2 自由度为N的非中心卡方随机变量 344
11.5 随机过程 345
11.6 高斯随机过程 346
11.6.1 低通高斯随机变量 346
11.6.2 带通高斯随机过程 347
11.6.3 带通高斯过程的包络 348
习题 349
第12章 单脉冲检测 351
12.1 参数已知的单脉冲 351
12.2 幅度已知、相位未知的单脉冲 354
12.2.1 虚警概率 357
12.2.2 检测概率 358
习题 360
附录12-A 第12章MATLAB程序清单 361
第13章 波动目标检测 364
13.1 引言 364
13.2 脉冲积累 364
13.2.1 相干积累 365
13.2.2 非相干积累 366
13.2.3 改善因子和积累损耗 366
13.3 目标起伏:目标χ2族 367
13.4 平方律检波器的虚警概率公式 368
13.4.1 平方律检测 371
13.5 探测概率的计算 372
13.5.1 Swerling 0(Swerling V)目标的探测 372
13.5.2 Swerling I目标的探测 374
13.5.3 Swerling II目标的探测 375
13.5.4 Swerling III目标的探测 376
13.5.5 Swerling IV目标的探测 378
13.6 起伏损耗的计算 380
13.7 累积探测概率 381
13.8 恒虚警率(CFAR) 383
13.8.1 单元-平均CFAR(单个脉冲) 384
13.8.2 采用非相干积累的单元-平均CFAR 385
13.9 MN检测 386
13.10 雷达方程回顾 387
习题 388
附录13-A 不完全伽马函数 390
附录13-B 第13章MATLAB程序清单 392
第五部分 关于雷达的一些特殊主题
第14章 雷达截面积(RCS) 407
14.1 RCS定义 407
14.2 RCS和姿态角及频率的依赖关系 408
14.3 RCS与极化的依赖关系 411
14.3.1 归一化电场 411
14.3.2 极化 411
14.3.3 目标散射矩阵 413
14.4 简单物体的RCS 415
14.4.1 球 415
14.4.2 椭球 417
14.4.3 圆形平板 419
14.4.4 截锥体(平截体) 420
14.4.5 圆柱体 423
14.4.6 矩形平板 425
14.4.7 三角形平板 428
14.5 复杂目标的RCS 429
14.6 RCS预测方法 430
14.6.1 计算电磁学 431
14.6.2 有限微分时间域方法 431
14.6.3 有限元方法 433
14.6.4 积分方程 434
14.6.5 几何光学 435
14.6.6 物理光学 435
14.6.7 边缘衍射 437
14.7 多次反射 437
习题 438
附录14-A 第14章MATLAB程序清单 439
第15章 相控阵天线 456
15.1 方向性、功率增益和有效孔径 456
15.2 近场和远场 457
15.3 通用阵列 458
15.4 线性阵列天线 460
15.4.1 阵列锥削 463
15.4.2 通过DFT进行方向图计算 465
15.5 平面阵列 470
15.5.1 矩形网格阵列 471
15.5.2 圆形网格阵列 472
15.5.3 同轴网格圆形阵列 478
15.5.4 带圆形边界的矩形网格阵列 479
15.5.5 六边形网格阵列 479
15.6 阵列天线扫描损失 490
15.7 多输入多输出(MIMO)―线性阵列 492
习题 495
附录15-A 第15章MATLAB程序清单 496
第16章 自适应信号处理 509
16.1 非自适应波束形成 509
16.2 使用最小均方的自适应信号处理 512
16.3 LMS自适应阵列处理 515
16.4 副瓣对消器(SLC) 522
16.5 空时自适应处理(STAP) 523
16.5.1 空时处理 523
16.5.2 空时自适应处理 526
习题 529
附录16-A 第16章MATLAB程序清单 529
第17章 目标跟踪 537
17.1 角度跟踪 537
17.1.1 时序波瓣法 537
17.1.2 圆锥扫描 538
17.2 幅度比较单脉冲 541
17.3 相位比较单脉冲 546
17.4 距离跟踪 548
17.5 边搜索边跟踪(TWS) 549
17.6 LTI系统的状态变量表示法 550
17.7 感兴趣的LTI系统 553
17.8 固定增益跟踪滤波器 554
17.8.1 ?? 滤波器 556
17.8.2 ????滤波器 559
17.9 卡尔曼滤波器 567
17.9.1 Singer ???-卡尔曼滤波器 568
17.9.2 卡尔曼滤波器和??? 滤波器的关系 570
17.10 MATLAB卡尔曼滤波仿真 573
习题 579
附录17-A 第17章MATLAB程序清单 581
第18章 战术合成孔径雷达(TSAR) 588
18.1 引言 588
18.1.1 侧视SAR的几何关系 588
18.2 SAR设计上的考虑 590
18.3 SAR雷达方程 594
18.4 SAR信号处理 595
18.5 侧视SAR多普勒处理 595
18.6 利用多普勒处理进行SAR成像 598
18.7 距离移动 599
18.8 三维SAR成像技术 599
18.8.1 背景 600
18.8.2 DFTSQM操作与信号处理 600
18.8.3 DFTSQM SAR图像的几何关系 603
18.8.4 斜距方程 604
18.8.5 信号合成 606
18.8.6 电子处理 607
18.8.7 方程(18.71)的推导 608
18.8.8 第k个距离单元的非零泰勒级数系数 610
习题 611
附录18-A 第18章MATLAB程序清单 612
参考文献 614

前言/序言

  译 者 序

  《雷达系统分析与设计(MATLAB 版)(第三版)》从系统分析与设计角度,对雷达信号处理领域的基础知识、前沿技术进行了全面、系统、深入的理论介绍与数学分析,并配备MATLAB 辅助学习软件程序代码,已成为同类教材或专著的标杆。

  自第一版(2000 年)、第二版(2005 年)出版至今已11 年,雷达信号处理领域涌现出众多的新理论、新技术。本书在前两版的内容脉络基础上,深入探讨了目标检测、目标跟踪、STAP 处理、SAR 信号处理等相关领域的最新进展,对相关领域的研究人员具有非常高的指导价值。

  本书分为5 个部分,共18 章。第一部分为“雷达原理”,简要介绍雷达基础概念。第二部分为“雷达信号与信号处理”,关注雷达波形、雷达信号处理。第三部分为“雷达系统的特殊考虑”,阐述雷达波传播理论、雷达杂波及脉冲多普勒技术。第四部分为“雷达检测”, 介绍单脉冲检测、目标起伏检测模型等。第五部分为“关于雷达的一些特殊主题”,重点阐述雷达RCS、相控阵天线、自适应信号处理、目标跟踪、SAR 信号处理等。

  本书由中国电子科技集团公司智能感知技术重点实验室组织翻译,周万幸、胡明春、吴鸣亚、王建明、孙俊、陈玲、邓大松、蔡晓睿、韩长喜、倪迎红等参与了翻译,并得到了中国电子科技集团公司第十四研究所各部门领导及专家的大量支持和帮助,在此一并感谢。由于水平和经验有限,翻译错误与不妥之处在所难免,敬请读者批评指正,以便今后进一步完善,不胜感激!

  中国电子科技集团公司智能感知技术重点实验室主任


  前言

  2000 年,Radar Systems Analysis and Design Using MATLAB 一书的第一版出版了。这本书是我根据雷达系统分析和设计研究生课程的多年教学经验撰写的,内容涵盖了雷达信号处理中一些先进的论题。出书的主要目的是向学生们呈现一本适于阅读的综合性教材,为他们提供MATLAB 相关软件的亲身体验。这本书迅速成为了畅销书,促使了2005 年本书第二版的诞生。再版的新书在保持了原版的基本脉络的基础上,对内容进行了更新、拓展及重新组织,包含了本领域的最新进展,在行文顺序上也更加合乎逻辑。文字部分增加了新的论题,并对大量的MATLAB 代码进行了更新和改进,体现了MATLAB 最新版本的先进性。

  Radar Systems Analysis and Design Using MATLAB 第一版的问世填补了市面上关于综合性、自成体系的雷达系统分析与设计教材的空缺。它是辅助MATLAB 软件学习的首选书籍,除了从书本的字里行间中给出了理论上和数学上的讨论之外,本书还针对每一章结尾提出的问题配备了一本详细的解题手册。该书很快成为了此类专著的标准,后续出版的此类主题的图书大多参照了本书。但是,又没有哪一本书能够像本书的作者那样,做出如此清晰和明了的阐述。特别是本书所提供的每章结尾习题的解题手册及完整而全面的MATLAB 代码,使所有使用此书的人都可以不受任何限制就信手拈来。读者不仅可以再现本书中的任何一个图表,而且还可以输入自己的参数改变代码,生成特定的图表和输出,以满足自身独特的学术需要。

  除了从事大学的MATLAB 授课之外,我还参加了众多工业课程的教学活动,举办过许多场雷达系统的专题讨论会。根据这些教学经验,我明显地感到,大家对于一本针对雷达系统设计和分析的方方面面的综合性教材或参考书的长期渴求。事实上,许多大学教授也已经将这本书列为了雷达系统课程的主要教材。因此,我编写此书的第三版的愿望就变为了现实,并将更多的内容汇集在这本书中。

  在我看来,出版此书的第三版有如下原因:

  (1)更加贴近如今相关领域的发展,内容反映了当前完美的技术成就;

  (2)在新版中增加了作者从使用本书进行教学的老师及从事工程实践的工程师处获取的很多反馈信息;

  (3)介绍了若干其他专著较少涉及的新的论题;

  (4)在每一章的结尾新增了一些问题供读者解答;

  (5)对文字进行了重新组织,更加方便不同层次的读者使用(本书可作为三级研究生课程或者是本科高年级课程加两级研究生课程的教材);

  (6)充分利用了最新的MATLAB 版本所提供的新特点。

  ① 本书中文翻译版的一些字体、正斜体、图示、符号保留了英文原版的写作风格,特此说明。

  本书提供的MATLAB 程序只是作为独立的学术工具设计的而没有其他用途。这里代码的编写方式是为了帮助读者更好地理解相关的理论。这些程序不是为任何类型的开环或闭环仿真研发的。本书中的MATLAB 程序可通过CRC 出版社的网站下载,登录www.crcpress.com 搜索关键字“Mahafza ”以定位本书的网页。

  读者仍然可以像前两个版本一样,对第三版中出现的所有方程和公式,很方便地按照本书提供的步骤进行数学推导。因此,无论是相关的大学入门级教程还是高级教程,本书适合各个层次的读者阅读。第三版还综合了最新的雷达系统设计和分析问题。读者可以从中学到雷达设计、分析及信号处理的必备知识,可谓拥有一本书,胜过手头几本书。此外,新版本还包含了大量的图表和插图,所提供的MATLAB 代码将帮助读者对不同的雷达参数之间做出的折中进行评定。

  本书共有18 章,分为5 个部分,分别是:第一部分,雷达原理;第二部分,雷达信号与信号处理;第三部分,雷达系统的特殊考虑;第四部分,雷达检测;第五部分,关于雷达的一些特殊主题。其中,第一部分由第1 章和第2 章组成。第1 章“定义和术语”,给出了基本的雷达定义及本书通篇将会用到的大多数术语名称。第2 章“基本脉冲和连续波(CW)雷达操作”,推导了脉冲雷达和连续波雷达的雷达方程,并对其他相关内容(如雷达损耗和噪声等)进行了详细的讨论。书中的雷达方程及双基地雷达方程均是在考虑电子对抗措施(ECM)存在的情况下进行推导的。

  本书的第二部分包括第3 章~第7 章。本部分主要关注雷达信号(或波形)及雷达信号处理。其中,第3 章“线性系统与复信号表示法”,包括对信号理论的各个要素的顶层讨论,这些理论是与雷达设计和雷达信号处理密切相关的。读者需要掌握足够的有关信号和系统及傅里叶变换和其相关特性的背景知识。在有关雷达应用的上下文中对低通和带通信号进行了讨论。还分析了连续系统和离散系统,并给出了采样定理。

  第4 章“匹配滤波器雷达接收机”,围绕匹配滤波器,介绍了它的特性,导出了匹配滤波器输出的一个普遍公式,适用于任意波形。第5 章“模糊函数—模拟波形”和第6 章“模糊函数—离散编码波形”,从模糊函数的角度对匹配滤波器的输出进行了分析,包括单一的未调制波、线性调频(LFM)脉冲、未调制脉冲串、LFM 脉冲串、步进频波形及非线性调频波形。第6 章重点关注了离散的编码波形,分析了未调制脉冲串编码及二进制码、多相位码和频码。第7 章“脉冲压缩”,具体讲述了使用脉冲压缩进行雷达信号处理的细节问题,给出了相关处理机和展宽处理机,并分析了使用步进频的高距离分辨率处理。

  本书的第三部分共由3 章组成。第8 章“雷达波的传播”,将前面章节中所讲述的自由空间分析延伸到了包含大气效应在内的雷达性能,非常细致地讨论了折射、衍射、大气衰减、表面反射及多路径效应等论题。第9 章的主题是雷达杂波,在这一章定义了区域性杂波和空间域杂波,重新推导了反映杂波存在的雷达方程,指出在此情形下,雷达的信干比要比信噪比显得更为关键。此外,还给出了杂波RCS 的数学推导步骤及杂波后向散射系数的统计模型。第10 章“动目标显示(MTI)和脉冲多普勒雷达”,讨论了如何使用延迟线对消器来缓解雷达信号处理机内杂波的影响。在有关盲速、解决距离和多普勒模糊的内容中分析了脉冲重复频率的参差。在本章的最后,简要分析了脉冲多普勒雷达。

  本书的第四部分讨论并分析了雷达检测。要求学习这一部分的读者掌握较强的有关随机变量和随机过程的背景知识。因此,第11 章“随机变量和随机过程”在对该主题进行回顾后,行文中仅仅突出了一些主要问题。建议读者在阅读时把本章作为对随机变量和随机过程的一个顶层快速回顾资料。教师则可把本章作为学生的指定阅读材料。第12 章“单脉冲检测”,描述了对已知和未知的信号参数的单脉冲检测。第13 章“波动目标检测”,将第12 章中的分析延伸到包含目标起伏的检测上来,讨论了Swerling 目标模型。平方律检波器一节还对相干累积和非相干积累进行了详细的讨论。此外,本章还给出CFAR 的概述,讨论了检测的积累概率及MN 检测。

  本书的第五部分讲述了雷达系统的一些专业论题。在第14 章“雷达截面积(RCS)” 中,讨论了RCS 与方向角、频率和极化的依赖关系,提出了一个目标散射矩阵,给出了许多简单目标的RCS 公式。此外,还讨论了复杂目标的RCS,介绍了推算RCS 的若干方法。在第15 章“相控阵天线”的开头给出了阵列的一般公式,讨论了线性阵列及包括矩形、圆形、带有圆形边界的矩形和同心圆阵列等几种情形在内的平面阵列的构型,分析了使用和没有有限位数两种情况下的波束控制,同时还给出了扫描损耗,并针对作者自己提出的多输入多输出雷达系统的概念进行了讨论和分析。在第16 章“自适应信号处理”中,探讨了传统波束形成及自适应波束形成背后的概念,分析了采用最小均方算法的自适应信号处理,给出了自适应线性阵列和最小均方算法中的复杂加权计算。在本章的最后,对空时自适应处理进行了讨论。

  在第17 章“目标跟踪”中讨论了目标跟踪雷达系统。本章的第一部分讲述了单目标跟踪,详细讨论了顺序波束定向、圆锥扫描、单脉冲及距离跟踪。第二部分介绍了多目标跟踪技术,详细讲述了αβ、αβγ等固定增益滤波器,引入了卡尔曼滤波器的概念;深入分析了卡尔曼滤波器的特殊情形,开发了基于MATLAB 的卡尔曼滤波器仿真程序。第18 章“战术合成孔径雷达(TSAR)”是本书的最后一章,本章



内容简介: 《雷达系统分析与设计(MATLAB版)(第三版)》 是一本专为雷达工程领域的专业人士、研究人员以及高等院校相关专业学生精心打造的权威性教材。本书深入浅出地阐述了现代雷达系统的基本原理、核心技术、关键设计方法以及性能评估与优化策略,并系统性地整合了MATLAB在雷达系统分析与设计中的应用,为读者提供了一个实践性强、理论扎实的学习平台。 本书第三版在继承前两版严谨的理论框架和丰富的工程实践经验的基础上,进行了全面的更新与修订。针对当前雷达技术飞速发展的趋势,本书增加了对新兴雷达体制、先进信号处理技术以及智能化雷达应用等内容的介绍,使其更具前瞻性和时代感。同时,本书也进一步优化了MATLAB仿真示例,使其更加贴近实际工程问题,能够帮助读者更好地理解抽象的理论概念,并掌握利用计算工具进行雷达系统设计与验证的实用技能。 全书共分为三个主要部分,层层递进,结构清晰: 第一部分:雷达系统基础理论与关键组件分析 本部分旨在为读者构建坚实的雷达系统理论基础。首先,从雷达基本原理出发,详细讲解了雷达方程的推导与应用,深入剖析了影响雷达探测距离、分辨率、精度等关键性能参数的因素。接着,本书系统地介绍了雷达系统的主要组成部分,包括但不限于: 天线系统: 详细讲解了天线的基本参数(增益、方向性、波束宽度、旁瓣电平等),以及常见天线类型(如抛物面天线、相控阵天线、平面阵列天线等)的工作原理、设计要点与在雷达系统中的作用。特别地,对于相控阵天线的电子扫描原理、波束形成与控制技术进行了深入探讨,这是现代雷达系统实现高性能的关键。 发射机: 阐述了不同类型发射机(如脉冲发射机、连续波发射机)的工作方式,以及关键技术指标(如峰值功率、平均功率、射频带宽、频率稳定度等)的含义和对雷达性能的影响。本书也对新型高效发射机技术进行了介绍。 接收机: 深入分析了低噪声放大器(LNA)、混频器、中频放大器、检波器等关键接收机组件的功能与性能指标。重点讲解了接收机的噪声系数、动态范围、稳定度等对雷达信号探测能力的重要性。 信号处理器: 这是雷达系统的大脑,本书花费大量篇幅讲解了信号处理的核心环节。 脉冲压缩技术: 详细介绍了线性调频(LFM)、非线性调频、步进频等脉冲压缩技术的原理、实现方式以及其在提高雷达距离分辨率和信噪比方面的优势。 多普勒处理: 阐述了多普勒效应在雷达测速、目标识别、杂波抑制中的关键作用,以及林格-巴特(Clutter Rejection)技术,如动目标显示(MTI)和脉冲多普勒(PD)技术,如何有效地抑制地杂波和海杂波,提升对动目标的探测能力。 数字信号处理: 随着数字化技术的普及,本书详细介绍了数字采样、量化、滤波、FFT(快速傅里叶变换)等数字信号处理技术在雷达信号处理中的应用,以及现代高性能数字信号处理器的架构与工作流程。 目标检测与估计: 讲解了雷达目标检测的基本原理,如恒虚警率(CFAR)检测器的设计与优化,以及如何对目标的距离、速度、角度等参数进行精确估计。 显示系统: 介绍了雷达显示器的基本原理,以及PPI(平面位置显示)、A型显示、B型显示等常见显示模式,并探讨了如何有效地将处理后的雷达信息呈现给操作员。 第二部分:雷达系统工作体制与关键技术分析 本部分在掌握基础理论的基础上,深入探讨了各种主要的雷达工作体制以及支撑这些体制的关键技术,并结合MATLAB仿真演示其工作过程和性能特点。 脉冲雷达: 详细分析了脉冲多普勒雷达、脉冲压缩雷达、搜索雷达、跟踪雷达等常见脉冲雷达的工作原理、性能特点及应用场景。 连续波(CW)雷达: 介绍了连续波雷达的优势与局限性,以及其在测速和低空探测等方面的应用。 调频连续波(FMCW)雷达: 详细阐述了FMCW雷达的原理,包括距离和速度的联合测量,以及其在汽车雷达、测高雷达等领域的广泛应用。本书将通过MATLAB仿真清晰地展示FMCW信号的产生、接收与解调过程。 合成孔径雷达(SAR): 重点介绍了SAR的基本成像原理,包括运动补偿、信号处理与图像生成过程。本书将通过MATLAB仿真演示SAR信号的采集与处理流程,以及不同成像参数对SAR图像质量的影响。 相控阵雷达: 深入讲解了相控阵雷达的核心技术,包括波束形成、波束扫描、多功能性等。本书将通过MATLAB仿真展示电子扫描波束的形成与跟踪过程。 机载、舰载、弹载雷达: 针对不同平台对雷达系统的特殊要求,如运动补偿、杂波抑制、小型化设计等,本书进行了详细分析,并提供了相应的解决方案。 第三部分:雷达系统设计、性能评估与MATLAB仿真实践 本部分将前两部分的理论知识融会贯通,侧重于雷达系统的实际设计方法、性能分析与优化,并将MATLAB仿真贯穿始终,提供大量可运行的示例代码,帮助读者将理论付诸实践。 雷达系统设计流程: 引导读者按照系统化的方法进行雷达系统设计,包括需求分析、系统参数优化、关键模块选型、系统集成与测试等。 性能评估与分析: 详细介绍了雷达系统性能的评估方法,如信噪比(SNR)、探测概率、虚警概率、分辨率、精度、跟踪性能等。本书将指导读者如何利用MATLAB工具进行这些性能指标的仿真计算与分析。 干扰与抗干扰技术: 深入分析了各种雷达干扰源(如箔条、诱饵、电子干扰等)的原理,并详细介绍了相应的抗干扰技术,如跳频、频率捷变、脉冲编码、波束尖锐化、旁瓣抑制等。 MATLAB在雷达仿真中的应用: 本书的核心特色之一。通过大量的代码示例,读者可以学习如何利用MATLAB进行: 雷达方程仿真: 计算不同参数下的雷达探测距离。 脉冲压缩仿真: 验证不同编码信号的脉冲压缩效果。 多普勒处理仿真: 演示MTI和PD滤波器的杂波抑制能力。 CFAR检测仿真: 模拟目标在噪声背景下的检测过程。 SAR成像仿真: 生成SAR图像并分析成像参数的影响。 相控阵波束形成仿真: 可视化波束的形成与扫描。 干扰与抗干扰仿真: 评估抗干扰措施的效果。 系统参数优化仿真: 利用MATLAB进行参数寻优,以达到最佳系统性能。 本书的特色在于其理论与实践的完美结合。理论部分深入严谨,数学推导清晰,概念阐释到位;实践部分则通过丰富的MATLAB仿真示例,将抽象的理论可视化,让读者能够亲手操作,理解雷达系统的工作机制,并掌握实际的工程设计与分析技能。每章末尾的习题不仅有助于巩固所学知识,还包含了一些具有挑战性的仿真任务,鼓励读者进行更深入的探索。 《雷达系统分析与设计(MATLAB版)(第三版)》 适合作为高等院校电子信息工程、通信工程、自动化、航空航天等专业雷达技术相关课程的教材或参考书。同时,对于从事雷达系统研发、设计、测试的工程师,以及对雷达技术感兴趣的研究人员,本书也将是一本不可多得的宝贵资源。通过深入学习本书,读者将能够全面掌握雷达系统的设计与分析方法,并熟练运用MATLAB这一强大的工具,为解决实际的雷达工程问题打下坚实的基础,为雷达技术的进一步发展贡献力量。

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第一段: 这本《雷达系统分析与设计(MATLAB版)(第三版)》的封面设计给我留下了深刻的第一印象,色彩沉静而专业,封面的字体清晰有力,透露出一种扎实的学术气息。我特别喜欢它那种厚重感,握在手里有一种沉甸甸的实在,让人对接下来的阅读充满了期待。封面上“MATLAB版”的标注也让我眼前一亮,我一直在寻找能够将理论知识与实际操作相结合的学习资源,能够直接通过MATLAB来验证和深入理解雷达系统的原理,这绝对是一个巨大的吸引力。我期待这本书能够清晰地阐述雷达系统的基本构成、工作原理以及在不同应用场景下的设计考量,并且希望它能提供足够多的、经过精心设计的MATLAB代码示例,让我能够边学边练,快速掌握相关的编程技巧。同时,我也希望书中能够涵盖一些雷达系统设计中的关键环节,例如信号处理、目标检测、跟踪算法等方面,并且能够对这些部分进行深入的剖析,让我能够理解其背后的数学模型和算法逻辑。总的来说,这本书的装帧和整体风格给我一种专业、权威且极具实用性的感觉,我迫不及待地想翻开它,探索雷达世界的奥秘。

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第五段: 选择一本好的教材,对于一名学生或研究者来说,往往能够事半功倍。我之所以对《雷达系统分析与设计(MATLAB版)(第三版)》这本书充满兴趣,是因为它结合了理论知识与编程实践,这正是我目前学习雷达系统所需要的。我希望书中能够对雷达系统的各个组成部分进行详尽的分析,从天线的设计到发射机、接收机的原理,再到信号处理器的工作流程,都能有清晰的讲解。我尤其关注它在MATLAB方面的应用,期待书中能够提供丰富的代码示例,涵盖雷达系统的仿真、参数设置、数据可视化等内容。我希望这些代码不仅是简单的演示,更能体现实际应用中的一些技巧和最佳实践。例如,如何有效地对雷达数据进行预处理,如何设计鲁棒的目标检测算法,以及如何进行雷达系统的性能评估等。我希望通过学习这本书,能够掌握一套完整的雷达系统仿真分析方法,并且能够将这些知识灵活地运用到实际的课题研究中。这本书的出现,让我看到了将抽象的理论转化为具体可执行代码的可能,这对于我未来的学习和研究将具有非常重要的指导意义。

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第四段: 在信息爆炸的时代,找到一本既有深度又有广度的专业书籍是十分不容易的。我对于《雷达系统分析与设计(MATLAB版)(第三版)》的期待,主要集中在其内容的深度和理论的严谨性上。我希望它不仅仅停留在对雷达系统概念的表面介绍,而是能够深入到信号处理、数据分析、系统优化等核心环节。例如,在信号处理部分,我期待书中能够详细讲解匹配滤波、脉冲压缩、多普勒滤波等关键技术,并解释它们在不同场景下的原理和应用。在目标检测方面,我希望能够看到关于恒虚警率(CFAR)检测、最大似然估计等方法的详细阐述。对于系统设计,我期待书中能够提供在实际工程中会遇到的各种权衡和取舍的分析,例如在探测距离、分辨率、功耗和成本之间的优化问题。MATLAB版的定位也让我对算法的仿真和验证充满期待,我希望书中的代码能够体现最新的算法思想,并且能够方便地进行修改和扩展,以适应我个人在学习和研究中的需求。这本书的出现,无疑为我深入理解雷达系统提供了一个宝贵的学习平台。

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第二段: 这本书的排版和印刷质量是我非常看重的一个方面,毕竟阅读体验直接影响学习效率。从拿到《雷达系统分析与设计(MATLAB版)(第三版)》的初步感受来看,它的纸张厚度适中,不易透页,并且触感舒适,长时间翻阅也不会感到疲劳。文字的清晰度和字号大小也恰到好处,使得阅读过程更加流畅。我尤其关注书中插图和图表的呈现效果。雷达系统涉及大量的示意图、波形图、频谱图等,这些图表是否清晰、准确地反映了所要阐述的概念,对于理解至关重要。我希望这本书能够提供高质量的图表,并且对它们有详尽的标注和解释,让我能够直观地理解雷达信号的传播、目标的反射以及各种处理过程。此外,代码部分的排版也是我关注的重点。清晰的代码格式、恰当的缩进和注释,能够极大地降低阅读和调试的难度。我希望MATLAB代码能够结构清晰,逻辑分明,并且有详细的说明,让我能够理解每一行代码的含义以及它在整个雷达系统仿真中所起的作用。整体而言,这本书的物理呈现给我一种细致和严谨的感觉,这让我对它所包含的内容充满了信心。

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第三段: 我一直对雷达技术在现代军事和民用领域中的广泛应用感到好奇,《雷达系统分析与设计(MATLAB版)(第三版)》这本书的出现,仿佛为我打开了一扇通往雷达世界的大门。我期待它能够系统地介绍雷达系统的基本原理,从电磁波的发射、传播到接收,以及目标特性对雷达回波的影响,都能有深入浅出的讲解。我特别希望书中能够详细阐述不同类型的雷达系统,例如脉冲雷达、连续波雷达、多普勒雷达等,以及它们各自的优缺点和适用场景。并且,对于现代雷达技术中一些前沿的概念,如相控阵雷达、合成孔径雷达(SAR)、动目标显示(MTI)和动目标检测(MTD)等,我希望这本书能够给予充分的介绍和讲解,让我能够了解这些技术的最新发展和应用。MATLAB版的特点也让我对本书充满期待,我希望它能提供丰富的仿真实例,让我能够通过实际操作,亲身体验和验证雷达系统的各项性能指标,例如探测距离、分辨力、精度等。这本书的出现,让我觉得学习雷达理论不再是枯燥的纸上谈兵,而是可以与实践相结合的生动过程。

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经典书吧,关键得啃啊。找时间吧

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一本不可多得好书,自己的钱是舍不得买~~~

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快递小哥很给力,送的很及时,书的质量也不错,挺经典的

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每章都有相关的Matlab源代码,对做雷达方面的研究和仿真很有帮助

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每章都有相关的Matlab源代码,对做雷达方面的研究和仿真很有帮助

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深入学习相关专业方面知识不二的选择

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书是正品 单位已经有一本了 买本家头看

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很好

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