多發多收雷達係統分析與應用 [Multiple-Input Multiple-Output Radar System and Its Applications] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳浩文，黎湘，莊釗文 等 著

圖書標籤:

• 雷達係統
• MIMO雷達
• 信號處理
• 目標檢測
• 雷達應用
• 多輸入多輸齣
• 無綫通信
• 電磁波
• 雷達技術
• 陣列信號處理

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030438676

版次：1

商品編碼：11701610

包裝：平裝

外文名稱：Multiple-Input Multiple-Output Radar System and Its Applications

開本：16開

齣版時間：2015-05-01

用紙：膠版紙

頁數：426

正文語種：中文

內容簡介

　　《多發多收雷達係統分析與應用》緊緊圍繞“為什麼要發展MIMO雷達”和“如何設計MIMO雷達係統”兩個科學問題，著重在基本理論和方法上進行探討，分三部分展開：第一部分介紹緊湊型MIMO雷達目標參數估計性能分析的基本理論框架，推演以此框架為基礎的係統設計策略；第二部分介紹分布式MIMO雷達目標定位性能、定位方法、誤差敏感性和功率優化分配方案；第三部分介紹基於混沌理論的MIMO雷達正交波形設計和優化技術。
　　《多發多收雷達係統分析與應用》總結瞭作者多年來在MIMO雷達體製上的研究成果，對於從事MIMO和多基地雷達研究工作的工程人員具有很高的參考價值。《多發多收雷達係統分析與應用》也可作為高等學校相關專業的高年級本科生和研究生的教材或參考書。

目錄

第1章 緒論
1.1 MIMO雷達研究現狀
1.1.1 MIMO雷達理論概述
1.1.2 MIMO雷達國內外研究現狀
1.1.3 MIMO雷達現有的研究熱點問題
1.1.4 MIMO雷達應用前景
1.2 本書概要

第2章 MIMO雷達信道相關特性和模糊函數
2.1 引言
2.2 MIMO雷達迴波信號模型
2.3 MIMO雷達中信道的相關性分析
2.3.1 MIMO雷達係統中信道模型
2.3.2 信道相關性分析
2.3.3 仿真分析
2.3.4 小結
2.4 基於匹配濾波的雙站MIMO雷達模糊函數
2.4.1 基礎分析
2.4.2 雙站MIMO雷達模糊函數
2.4.3 頻分準正交波形
2.4.4 仿真分析
2.4.5 小結
2.5 基於似然函數的雙站MIMO雷達模糊函數
2.5.1 信號和噪聲統計模型
2.5.2 雙站MIMO雷達模糊函數
2.5.3 仿真分析
2.5.4 小結
2.6 本章小結

第3章 基於EM和SAGE的最大似然MIMO雷達測嚮算法
3.1 引言
3.2 算法基礎
3.2.1 循環最小化器
3.2.2 期望最大算法
3.2.3 空間交替廣義期望最大算法
3.3 基於EM算法和SAGE算法的MIMO雷達測嚮
3.3.1 信號模型
3.3.2 基於EM算法的MIMO雷達測嚮
3.3.3 基於SAGE算法的MIMO雷達測嚮
3.3.4 初始值的選擇
3.4 收斂性比較分析
3.5 仿真比較分析
3.6 本章小結

第4章 基於流形理論的MIMO雷達測嚮極限性能分析
4.1 引言
4.2 陣列流形的微分幾何錶示
4.2.1 傳統陣列流形
4.2.2 MIMO雷達虛擬陣列流形及其微分幾何描述
4.2.3 平麵陣列的流行麯麵錐角參數化
4.3 MIMO雷達測嚮性能限分析
4.3.1 單目標
4.3.2 兩目標
4.4 MIMO雷達測嚮檢測限分析
4.5 MIMO雷達測嚮分辨限分析
4.6 彷真實驗
4.6.1 單目標情形
4.6.2 兩目標情形
4.7 本章小結

第5章 基於MIMO雷達係統基本辨識能力
5.1 引言
5.2 窄帶測嚮緊湊型MIMO雷達基本辨識能力分析
5.2.1 信號模型
5.2.2 基本目標辨識能力
5.2.3 仿真分析
5.2.4 本節小結
……

第6章 基於MIMO雷達虛擬陣列流形的測嚮模糊
第7章 MIMO雷達測嚮敏感性理論
第8章 基於剋拉默-拉奧下限的MIMO雷達天綫幾何設計
第9章 最優MIMO雷達測嚮天綫幾何設計
第10章 基於信息理論的MIMO雷達係統策略初探
第11章 分布式MIMO雷達目標定位性能分析
第12章 分布式MIMO雷達單目標定位方法
第13章 基於稀疏重構的多目標定位方法
第14章 分布式MIMO雷達目標定位的資源優化管理
第15章 基於混沌理論的MIMO雷達正交波形分析
第16章 基於混沌理論的MIMO雷達正交波形設計技術
第17章 基於混沌理論的MIMO雷達正交波形優化技術
附錄A 引理3.1的證明
附錄B 定理3.1的證明
附錄C 引理5.2的證明
附錄D 引理5.3的證明
附錄E 似然函數的二階導數計算
附錄F 式（7.38）的推導
附錄G 式（7.39）的推導
附錄H 式（7.43）的推導
附錄I 式（7.47）的推導
附錄J 式（7.49）的推導
附錄K 基於空時可分性信號模型的剋拉默-拉奧下界
附錄L 信號模型假設的推導
附錄M 式（8.8）的推導
附錄N 零化的Fisher信息矩陣次對角元素是最佳方位估計必要條件的說明
附錄O 定理8.1的證明
附錄P 定理8.2的證明
附錄Q 定理9.1的證明
參考文獻
索引

精彩書摘

　　《多發多收雷達係統分析與應用》：
　　1.1MIMO雷達研究現狀
　　自1904年Hulsmeyer研製齣原始的船用防撞雷達獲專利以來，雷達的發展已有一百多年的曆史，然而真正的現代雷達是最近50年纔發展起來的[z]?今天它已經發展成為一項非常廣泛而實用的技術?雷達理論和雷達應用的發展相輔相成，互相促進?由於受剄軟硬件水平的限製，雷達理論研究通常領先於雷達係統的應用，MIMO雷達也不例外?現在對MIMO雷達的研究主要處於理論研究階段，但眾多的國內外研究者被其潛在的優勢性能所吸引，並對其廣泛實用化充滿信心和期待?
　　MIMO雷達[3-10]是在將MIMO理論?空時編碼理論應用於通信係統並取得瞭重大突破的啓示下被提齣來的[11-13]?近年來，在國際會議和權威期刊上湧現齣大量高水平的研究成果：2009年第四屆國際波形分集與波形設計會議（4thInternationalWaveformDiversityandDesignConference）上專門成立瞭“MIMORadar-FactorFantasy？”小組對MIMO雷達的前景進行瞭探討，擁有眾多堅定支持者的同時也不乏強烈的質疑聲[15]；2010年2月在IEEE期刊IEEEJourrnal of Selected Topicsin Sig'nal Proces.sifn，gL開設瞭“Introduction￡ DtheIssueon MIMORada（rarn，dIts4pplications”的專刊[16]，涵蓋瞭不少現有MIMO雷達研究領域的代錶性成果?正如升篇談到的事物發展的辯證觀點：MIMO雷達的研究與發展同樣體現瞭和必將體現齣螺鏇式上升的進程：一方麵是其特有的潛在優勢性能的開發和應用，另一方麵是其工程上實現的難度，二者交織嚮前?同時應堅信：任何科學中新湧現的美好事物發展過程都是在支持和反對者之間觀點的強烈碰撞後最終開齣的艷麗花朵?
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前言/序言

《多發多收雷達係統分析與應用》 內容梗概 《多發多收雷達係統分析與應用》一書深入探討瞭當前備受矚目和發展迅速的多發多收（MIMO）雷達係統的核心理論、關鍵技術以及廣泛的實際應用。本書旨在為雷達工程技術人員、科研工作者、高校師生以及對先進雷達係統感興趣的讀者提供一本全麵、係統且具有深度參考價值的著作。 第一部分：MIMO雷達係統基礎理論 本書的開篇部分，詳細闡述瞭MIMO雷達係統的基本概念和工作原理。與傳統的單發單收（SISO）雷達和多發單收（SIMO）/單發多收（MISO）雷達不同，MIMO雷達通過在發射端和接收端布置多個天綫陣列，極大地豐富瞭雷達信號的處理維度。 MIMO雷達的定義與優勢： 詳細介紹瞭MIMO雷達的基本構成，即多發射天綫和多接收天綫。著重分析瞭MIMO雷達相比傳統雷達在角度分辨率、參數估計精度、靈活性、魯棒性以及對雜波抑製等方麵的顯著優勢。解釋瞭通過巧妙設計發射和接收波形，MIMO雷達能夠實現比其陣列尺寸所能達到的傳統分辨率更高的探測能力。 MIMO雷達的架構與體製： 區分瞭MIMO雷達的兩種主要體製：空間分集（Spatial Diversity）MIMO和虛擬陣列（Virtual Array）MIMO。 空間分集MIMO（也稱為分布式MIMO雷達）強調天綫單元之間的物理距離，以利用目標迴波的多徑效應，實現分集增益，提高探測性能，尤其是在目標散射特性不確定或存在遮擋的情況下。 虛擬陣列MIMO（也稱為協同MIMO雷達）則更側重於通過發射和接收不同信號，在信號處理層麵閤成一個遠大於實際物理陣列尺寸的虛擬陣列。這種體製能夠極大地提升雷達的等效孔徑，從而實現更高的角度分辨率。本書將詳細剖析這兩種體製的數學模型，並對比分析它們的優缺點及適用場景。 MIMO雷達的信號模型與參數： 建立瞭MIMO雷達的統一信號模型，詳細推導瞭發射信號、傳播路徑、接收信號的數學錶達式。重點分析瞭MIMO雷達在距離、速度、角度（方位角和俯仰角）等關鍵參數的估計過程中，如何利用多維度的信息來提高估計精度和區分能力。 波形設計： 波形設計是MIMO雷達的核心之一。本書將深入探討MIMO雷達的正交波形設計。解釋瞭如何設計一組互不相關的發射波形，使得接收端能夠對來自不同發射器的迴波進行有效分離。討論瞭常用的正交波形，如綫性調頻（Chirp）、相位編碼（Phase Coding）等，以及在實際應用中需要考慮的約束條件，如峰均值功率比（PAR）、帶寬限製等。 第二部分：MIMO雷達的關鍵技術 本部分將聚焦於MIMO雷達實現其強大性能所依賴的關鍵信號處理技術。 波形分離與參數估計： 詳細闡述瞭在接收端如何通過匹配濾波（Matched Filtering）、復共軛（Complex Conjugate）等技術，將接收到的混閤信號分離成來自各個發射器的獨立迴波。在此基礎上，重點分析瞭多維參數聯閤估計的技術，包括距離-多普勒-角度的聯閤估計，以及如何利用子空間分析（Subspace Analysis）、最大似然估計（Maximum Likelihood Estimation, MLE）、最大熵估計（Maximum Entropy Estimation, MEE）等先進估計算法來提升估計性能。 波束形成（Beamforming）： MIMO雷達的波束形成技術是其核心優勢的體現。本書將分彆介紹發射波束形成和接收波束形成。 發射波束形成： 探討如何通過調整各發射天綫單元的激勵信號（幅度和相位），形成特定的發射波束，以覆蓋目標區域、抑製乾擾或實現隱蔽探測。 接收波束形成： 介紹如何利用接收天綫陣列，通過數字波束形成（Digital Beamforming, DBF）或模擬波束形成（Analog Beamforming, ABF），形成多個獨立但可控的接收波束，實現對不同方嚮的獨立接收和處理，從而實現高分辨率測角。特彆會關注自適應波束形成（Adaptive Beamforming）技術，即根據環境和乾擾情況動態調整波束，以優化性能。 雜波抑製與乾擾對抗： 針對雷達係統麵臨的各種乾擾和雜波，本書將深入研究MIMO雷達在這方麵的優勢和相應的處理技術。 雜波抑製： 討論MIMO雷達如何利用其多維度的信號處理能力，如空間分集和虛擬陣列的優勢，更有效地抑製地雜波、海雜波以及運動目標迴波中的固定雜波。 乾擾對抗： 分析MIMO雷達在麵對電子對抗（Electronic Countermeasures, ECM）時的魯棒性，以及如何通過自適應乾擾抑製、信號重生等技術來應對各種欺騙、飽和、壓製等乾擾手段。 數據融閤與多目標跟蹤： 在實際應用中，MIMO雷達往往需要與其他傳感器或雷達係統協同工作。本書將探討數據融閤技術，將MIMO雷達與其他雷達、光學傳感器等獲取的信息進行融閤，以獲得更全麵、更可靠的目標信息。在此基礎上，深入研究多目標跟蹤（Multi-Target Tracking, MTT）算法，如卡爾曼濾波（Kalman Filter, KF）及其變種（如擴展卡爾曼濾波 EKF、無跡卡爾曼濾波 UKF）、粒子濾波（Particle Filter, PF）、多假設跟蹤（Multi-Hypothesis Tracking, MHT）等，實現對多個運動目標的精確、連續跟蹤。 先進信號處理技術： 此外，本書還將介紹一些前沿的MIMO雷達信號處理技術，包括壓縮感知（Compressed Sensing, CS）在MIMO雷達中的應用，以實現低采樣率下的高分辨率探測；機器學習（Machine Learning, ML）和深度學習（Deep Learning, DL）在目標識彆、雜波分類、乾擾識彆等方麵的應用，以及認知雷達（Cognitive Radar）的概念及其在MIMO係統中的實現。 第三部分：MIMO雷達的應用 本書的最後部分，將重點介紹MIMO雷達在各個領域的廣泛而重要的應用。 目標探測與識彆： 航空航天領域： 在空域監視、飛機目標識彆、導彈預警等方麵，MIMO雷達憑藉其高分辨率和精確的測角能力，能夠提供更詳細的目標信息，實現更有效的跟蹤和識彆。 海事領域： 用於船舶探測、海上目標監視、航綫管理，特彆是在復雜海況下，MIMO雷達的分集接收能力有助於剋服海雜波的影響。 陸地應用： 包括車輛探測、交通監控、地麵目標偵察、反恐等，MIMO雷達能夠提供高精度的距離和速度信息，以及區分不同目標的能力。 環境監測： 在氣象雷達中，MIMO雷達可以實現更精細的降水分布、風場探測，為天氣預報和災害預警提供更準確的數據。在遙感領域，MIMO雷達也被用於地錶形變監測、植被覆蓋分析等。 高分辨率成像： MIMO雷達的虛擬陣列技術使其能夠實現極高的方位分辨率，甚至超越傳統閤成孔徑雷達（SAR）的性能。本書將介紹ISAR（逆閤成孔徑雷達）和SAR（閤成孔徑雷達）技術的MIMO化，以及如何利用MIMO雷達實現超高分辨率成像，用於目標細節的辨識和分類。 目標跟蹤與態勢感知： 在防空反導、戰場監視等場景下，MIMO雷達能夠提供多目標同時精確跟蹤的能力，並結閤數據融閤，為指揮決策提供實時的、全麵的態勢感知信息。 其他新興應用： 探討MIMO雷達在車載雷達（ADAS）中的應用，如自適應巡航控製（ACC）、自動緊急製動（AEB）、盲點監測（BSM）等，MIMO雷達能夠提供更精確的障礙物探測和距離估計。此外，還將涉及穿牆雷達、生物雷達等新興領域的探索性應用。 總結 《多發多收雷達係統分析與應用》一書內容翔實，邏輯嚴謹，理論分析深入淺齣，工程應用案例豐富。本書不僅梳理瞭MIMO雷達的發展脈絡和理論基礎，更著重闡述瞭其實現高性能的關鍵技術，並詳細介紹瞭其在各個重要領域的實際應用。通過閱讀本書，讀者將能夠係統地掌握MIMO雷達的核心知識體係，理解其技術優勢，並能夠將其應用於實際的雷達係統設計、研發和應用工作中，為推動雷達技術的進步貢獻力量。本書適閤作為高等院校相關專業本科生、研究生的教材或參考書，也可作為雷達領域工程技術人員的進階讀物。

評分☆☆☆☆☆

這本書絕對是為那些想要在雷達技術領域“更上一層樓”的專業人士量身打造的。它不僅僅是對MIMO雷達技術的介紹，更是一種思維方式的啓迪。書中對MIMO雷達的係統設計、性能優化以及未來發展趨勢的探討，都非常有前瞻性。我特彆欣賞書中關於“信息融閤”和“協同處理”的章節，這部分內容對於理解MIMO雷達的優勢至關重要。作者們沒有迴避技術上的挑戰，而是詳細分析瞭MIMO雷達在實際部署中可能遇到的各種問題，並提齣瞭相應的解決方案。這對於我們這些在實際工作中會遇到各種棘手問題的工程師來說，簡直是雪中送炭。而且，書中還涉及瞭一些前沿的研究方嚮，比如基於深度學習的MIMO雷達信號處理，這讓我對雷達技術未來的發展充滿瞭無限的想象。這本書的深度和廣度都足以讓我在接下來的很長一段時間裏反復研讀。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是一本讓我想把書架上的老雷達書都撤掉的“神器”！我一直以來對雷達技術都有濃厚的興趣，但總覺得傳統的一些技術瓶頸難以突破。當我翻開這本《多發多收雷達係統分析與應用》時，我感覺眼前豁然開朗。它並沒有簡單地羅列枯燥的公式和理論，而是用一種非常清晰、循序漸進的方式，將MIMO雷達的核心概念、工作原理以及各種先進的實現技術娓娓道來。我尤其喜歡書中對MIMO雷達與傳統雷達在性能上的對比分析，那種差異化帶來的巨大提升，簡直令人驚嘆！特彆是關於目標探測的靈敏度、分辨率以及抗乾擾能力方麵，書中給齣的例子和推導都非常有說服力。而且，它還深入淺齣地介紹瞭多種MIMO雷達構型，比如分布式MIMO和共址MIMO，以及它們在不同場景下的應用優勢。對於我這樣希望深入理解雷達技術最新進展的讀者來說，這本書提供瞭一個絕佳的起點，讓我對未來的雷達發展充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書填補瞭我知識體係中的一個重要空白。長期以來，我對雷達信號處理方麵的知識掌握得相對有限，尤其是在理解多天綫協同工作方麵存在一些睏惑。但自從閱讀瞭《多發多收雷達係統分析與應用》之後，我感覺我像是打開瞭一扇新世界的大門。書中對MIMO雷達的波形設計、數據處理以及目標成像等關鍵技術進行瞭非常細緻的講解。我尤其欣賞書中對不同MIMO雷達構型下信號處理策略的對比分析，這讓我能夠更深刻地理解它們各自的優缺點。而且，作者們在書中還探討瞭一些創新的MIMO雷達技術，比如自適應波束形成和聯閤估計等，這些都讓我對雷達技術的復雜性和精妙性有瞭更深的體會。對於那些希望係統性地學習MIMO雷達技術，並且有誌於在該領域做齣貢獻的讀者來說，這本書無疑是最佳的選擇。

評分☆☆☆☆☆

作為一個雷達愛好者，我一直都很關注各種新型雷達技術的發展。《多發多收雷達係統分析與應用》這本書，無疑是近年來我所接觸到的最令人印象深刻的雷達技術書籍之一。它非常全麵地覆蓋瞭MIMO雷達的方方麵麵，從基本原理到高級應用，應有盡有。我喜歡這本書的一個重要原因是，它不僅僅停留在理論層麵，更注重實際的應用價值。書中對MIMO雷達在軍事、民用等領域的廣泛應用進行瞭深入的剖析，例如在自動駕駛、氣象監測、安防監控等方麵的潛力。這些具體的應用案例，讓我對MIMO雷達的未來充滿信心。此外，書中對MIMO雷達係統的仿真和測試方法也進行瞭詳細的介紹，這對於我們這些需要進行實際驗證的研發人員來說，具有極大的參考意義。總而言之，這本書是一本既有學術深度，又有實踐價值的優秀著作。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我拿到這本書的時候，心裏還有點打鼓，畢竟MIMO雷達聽起來就有點高深莫測。然而，事實證明我的擔心是多餘的。這本書的作者絕對是這個領域的行傢，他們不僅知識淵博，而且善於溝通。書中對MIMO雷達的理論推導並沒有讓人覺得晦澀難懂，反而通過大量的圖示和仿真結果，將復雜的數學模型形象化瞭。我特彆欣賞它在“應用”部分的內容，書中列舉瞭MIMO雷達在目標識彆、目標跟蹤、環境感知等方麵的具體案例，讓我看到瞭這項技術真正的價值所在。例如，書中對於如何利用MIMO雷達實現更精確的目標分類，以及在復雜電磁環境下保持魯棒性的技術細節，都進行瞭深入的探討。這不僅僅是一本理論書籍，更像是一本實操指南，對於想將MIMO雷達技術應用到實際項目中的工程師來說，絕對是不可多得的參考。我甚至已經在考慮如何將書中提到的某些算法應用到我目前正在進行的一個項目中瞭。