阿拉巴斯特所著的《脈衝多普勒雷達--原理技術 與應用》是關於脈衝多普勒雷達的***手冊,涵蓋 雷達基礎知識、信號處理、硬件問題、係統設計和關 於典型係統的案例研究。本書匯集瞭作者多年的研究 成果,披露瞭關於脈衝多普勒雷達的眾多技術細節。
全書深入淺齣地係統闡述瞭脈衝多普勒雷達的原理、 技術與應用,重點論述瞭如何能夠設計齣令脈衝多普 勒雷達在各方麵錶現齣*佳整體性能的脈衝重復頻率 組。
本書可供雷達及雷達電子戰領域的(硬件、軟件 和係統)工程師、大學教師、研究生、科研人員以及 相關軍事人員學習參考。
剋萊夫·阿拉巴斯特是英國剋蘭菲爾德大學信息科學與係統工程係的一名**講師(相當於北美的副教授)。他於2004年在剋蘭菲爾德大學獲得物理學博士學位。阿拉巴斯特在獲理學士學位後於1985年加入瞭GEC-馬可尼公司機載雷達部的微波設計團隊。他當時作為一名負責設計與開發的工程師,從事機載截擊雷達微波閤成器和前端接收機的設計工作,該型雷達安裝於高速攻擊機上。在1992年,阿拉巴斯特進入Serco公司工作,在位於英國Arborfield軍事駐地的電氣與航空工程學院任講師,給皇傢機電工程兵部隊的技術員講授雷達和微波工程。在1998年,他成為一名剋蘭菲爾德大學的教研人員。阿拉巴斯特在2001年製定瞭關於中重頻脈衝多普勒波形的研究計劃,這已令他與行業組織和國防機構簽訂瞭多項應用研究閤同。
**部分 基本概念
第1章 脈衝多普勒雷達齣現的曆史原因
第2章 雷達的探測性能
2.1 在噪聲條件下的雷達方程
2.1.1 基本雷達方程的推導
2.1.2 損耗
2.2 在噪聲條件下的檢測
2.2.1 門限檢測
2.2.2 纍積檢測概率
2.3 *小可檢測信號,Smin
2.3.1 熱噪聲
2.3.2 噪聲係數
2.3.3 *小輸入信號
2.4 脈衝積纍帶來的處理增益
2.4.1 早期雷達的積纍
2.4.2 相參積纍和非相參積纍
2.4.3 積纍增益的量化分析
2.4.4 雷達方程中的積纍改善
2.5 雷達截麵積
2.5.1 定義
2.5.2 決定RCS的因素
2.5.3 閃爍效應
2.5.4 雷達截麵積起伏的Swerling模型
2.5.5 目標起伏下需要的信噪比
第3章 脈衝雷達
3.1 脈衝參數簡介
3.1.1 脈衝重復頻率
3.2 峰值功率和平均功率
3.3 脈衝時延測距
3.3.1 距離是對時延的測量
3.3.2 *小作用距離
3.3.3 遮蔽效應
3.3.4 距離選通
3.4 低重頻雷達
3.4.1 距離模糊
3.4.2 低重頻的界定
3.5 脈衝雷達的頻譜
3.5.1 脈衝調製載波的頻譜
3.5.2 頻譜控製
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 術語
3.8 測距精度
3.8.1 目標迴波跨越距離單元
3.8.2 測距精度與信噪比
3.8.3 精度和分辨率
3.9 脈衝壓縮
3.9.1 脈衝壓縮的概念
3.9.2 脈衝壓縮波形
3.9.3 脈衝壓縮理論
3.9.4 脈衝壓縮的實現
3.9.5 壓縮比
3.9.6 距離副瓣
3.9.7 遮蔽效應對脈衝壓縮的影響
3.9.8 多普勒頻移的破壞作用
第4章 多普勒測量雷達
4.1 多普勒效應
4.1.1 多普勒頻移
4.1.2 連續波雷達的多普勒頻移
4.1.3 脈衝雷達的多普勒頻移
4.1.4 相參處理周期
4.1.5 多普勒頻移與發射頻率的比例
4.2 多普勒分辨力
4.3 平颱運動補償
4.3.1 機載雷達的地麵迴波多普勒頻移
4.3.2 以地麵為參考的速度
4.4 多普勒盲區
4.4.1 空對空情況下的盲區
4.4.2 地對空情況下在過零點處的盲區
4.5 連續波雷達
4.5.1 測量多普勒頻移的連續波係統
4.5.2 多普勒/速度分辨率
4.5.3 多普勒/速度選通
4.5.4 連續波雷達的限製
4.6 脈衝雷達的應用
4.6.1 基帶波形
4.6.2 多普勒模糊
第5章 模糊函數
5.1 模糊圖
5.1.1 常規脈衝信號的模糊圖
5.1.2 綫性調頻脈衝信號的模糊圖
5.1.3 13位二相巴剋碼脈衝信號的模糊圖
5.1.4 低重頻脈衝串的模糊圖
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 後嚮散射係數
6.2.1 地形的後嚮散射
6.2.2 地錶粗糙度
6.2.3 海麵的後嚮散射
6.2.4 隨入射餘角變化的地麵後嚮散射
6.2.5 隨入射餘角變化的海麵後嚮散射
6.3 雜波的統計模型
6.3.1 高斯(瑞利)雜波
6.3.2 萊斯雜波
6.3.3 對數正態雜波
6.3.4 韋布爾雜波
6.3.5 K分布雜波模型
6.3.6 纍積概率密度函數
6.4 機載雷達的雜波
6.4.1 機載情景下的雜波
6.4.2 雜波在距離域和速度域上的擴展
6.4.3 理想雜波圖
6.4.4 主瓣雜波的頻譜擴展
6.5 雜波去相關
6.5.1 雜波的時域去相關
6.5.2 使用頻率捷變實現雜波去相關
6.6 低重頻雷達對雜波的響應
6.6.1 低重頻雷達在距離域對雜波的響應
6.6.2 低重頻雷達在速度域對雜波的響應
6.6.3 動目標顯示雷達的雜波抑製
6.7 在雜波條件下的探測距離
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)基雷達的雜波
6.9 空域雜波
第7章 脈衝多普勒處理
7.1 處理鏈路
7.2 MTI對主瓣雜波的抑製
7.2.1 基帶信號
7.2.2 單延遲綫對消器
7.2.3 雙延遲綫對消器
7.2.4 多延遲綫對消器
7.2.5 三脈衝對消器
7.2.6 橫嚮濾波器
7.2.7 數字MTI對消
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 快速傅裏葉變換
7.3.4 加窗的離散傅裏葉變換
7.3.5 FFT處理損失
7.3.6 補零與DFT點數
7.4 恒虛警率檢測
7.4.1 固定門限檢測的局限
7.4.2 恒虛警率的概念
7.4.3 CFAR的處理損失
7.4.4 單元平均CFAR(CACFAR)
7.4.5 *大值CFAR
7.4.6 兩參數CFAR
7.4.7 排序統計恒虛警處理(OSCFAR)
7.4.8 雜波圖
7.4.9 二進製積纍器
7.4.10混閤方法
第8章 雷達的硬件
8.1 引言
8.2 雷達的發射機
8.2.1 信號相參的必要性
8.2.2 近載頻噪聲
8.2.3 磁控管
8.2.4 速調管
8.2.5 行波管
8.2.6 大功率真空管的比較
8.2.7 固態振蕩器
8.2.8 矽雙極晶體管
8.2.9 砷化鎵場效應晶體管
8.2.10異質結雙極晶體管(HBT)
8.2.11高電子遷移率場效應晶體管(HEMT)
8.2.12碰撞電離雪崩渡越時間二極管
8.2.13耿氏二極管
8.2.14小結
8.3 頻率閤成器
8.3.1 直接數字頻率閤成器
8.3.2 直接模擬頻率閤成器
8.3.3 間接頻率閤成器(鎖相環)
8.4 雷達接收機
8.4.1 超外差式接收機
8.4.2 接收機的噪聲係數
8.5 雷達的孔徑天綫和陣列天綫
8.5.1 基本概念
8.5.2 雷達孔徑天綫
8.5.3 陣列天綫
8.5.4 有源電子掃描陣列天綫
參考文獻
第二部分 上篇:高重頻脈衝多普勒雷達
第9章 高重頻脈衝多普勒雷達
9.1 簡介
9.1.1 關於低重頻問題的迴顧
9.1.2 高重頻脈衝多普勒係統概述
9.2 脈衝重復頻率的選擇
9.2.1 多普勒頻帶
9.2.2 多普勒(速度)模糊
9.2.3 *大不模糊速度
9.2.4 高重頻的定義
9.2.5 高重頻/低重頻麵臨的難題
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 高重頻的時域特性
9.3.1 占空比
9.3.2 遮蔽損耗和距離盲區
9.3.3 高重頻下的測距
9.3.4 使用距離選通的高重頻模式
9.3.5 調頻測距
9.3.6 其他高重頻測距技術
9.4 高重頻雷達對雜波的響應
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
9.6 高重頻特性的總結
**0章 高重頻模式下的調頻測距
10.1 連續波係統的調頻測距
10.1.1 綫性調頻測距
10.1.2 步進頻連續波
10.1.3 兩段綫性調頻測距
10.1.4 空間填充
10.1.5 目標具有多普勒頻移時的兩段綫性調頻測距
10.1.6 調製參數的選擇
10.1.7 連續波係統存在的問題
10.2 脈衝係統的調頻測距
10.2.1 三段調頻中斷連續波技術
10.2.2 正弦波調頻測距
參考文獻
第二部分 下篇:中重頻脈衝多普勒雷達
**1章 中重頻雷達導論
11.1 基本概念
11.1.1 關於模糊的釋義
11.1.2 多相參處理周期的使用
11.1.3 檢測準則
11.1.4 為什麼使用中重頻
11.2 模糊問題
11.2.1 *大不模糊距離和*大不模糊速度
11.2.2 關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 中重頻雷達對地錶雜波的響應
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 中重頻雷達的盲區
11.5 脈衝重復頻率組
**2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-重頻組時的解模糊――解模糊餘量
12.1.5 重閤算法
12.1.6 中國餘數定理法
12.2 盲區
12.2.1 盲區圖
12.2.2 盲速
12.2.3 盲區餘量
12.3 脈衝重復頻率的界限
12.3.1 脈衝重復頻率的上限
12.3.2 脈衝重復頻率的下限
12.3.3 平均脈衝重復頻率
12.4 虛影問題
12.4.1 引言
12.4.2 多個目標的互相關
12.4.3 噪聲引起的虛影
12.4.4 目標響應延伸引起的虛影
12.4.5 使用天際綫圖描述解模糊餘量
12.4.6 *小化虛影發生率的重頻選擇
12.4.7 虛影的軌跡
12.4.8 引起虛影問題的幾種情形
12.5 解決虛影問題的其他方法
12.5.1 引言
12.5.2 同時使用距離相關和速度相關來應對虛影問題
12.5.3 使用極大似然法的目標聚類與提取算法
12.5.4 利用目標提取算法應對虛影問題
12.5.5 基於非相參積纍的目標提取算法
12.5.6 利用目標數據一緻性應對虛影問題
12.5.7 使用多重頻組對虛影軌跡去相關
12.5.8 關於虛影問題的小結
**3章 中重頻組的設計
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
13.2.4 虛影問題
13.2.5 雜波條件下和噪聲條件下的情況比較
13.3 其他的波形設計問題
13.3.1 對單目標跟蹤雷達的影響
13.3.2 頻率捷變
**4章 探測性能
14.1 在噪聲條件下的目標檢測
14.1.1 經典檢測理論
14.1.2 盲區的影響
14.1.3 目標閃爍的影響
14.1.4 纍積檢測概率
14.1.5 目標提取算法的影響
14.1.6 *優占空比
14.2 在雜波條件下的目標檢測
14.2.1 引言
14.2.2 恒虛警率的優化設計
14.2.3 探測能力圖
14.2.4 針對雜波統計特徵的優化
14.2.5 孔徑照射函數
**5章 重頻選擇的方法
15.1 對脈衝重復頻率選擇要求的簡單迴顧
15.2 *大化可見度的重頻選擇
15.3 脈衝重復頻率的主副選擇法
15.4 脈衝重復頻率的MN選擇法
15.5 窮舉搜索
15.6 使用神經網絡的重頻選擇法
15.7 使用進化算法選擇脈衝重復頻率
15.7.1 進化算法簡介
15.7.2 以*小化盲區為目標的基於進化算法的重頻選擇
15.7.3 以*優化目標探測能力為目標的基於進化算法的重頻選擇
15.7.4 基於多目標進化算法的重頻選擇
15.8 小結
參考文獻
第三部分 案例分析
**6章 機載火控雷達
16.1 引言
16.2 情景設定
16.2.1 應用
16.2.2 技術
16.2.3 一些共同特徵
16.3 中重頻模式
16.3.1 典型雷達參數
16.3.2 抗盲區性能
16.3.3 解模糊餘量
**7章 機載預警雷達
17.1 引言
17.1.1*大視綫距離
17.1.2 機載預警係統的設計難題
17.1.3 機載預警雷達的一般技術要求
17.1.4 機載預警雷達實例
17.2 用於艦隊防護的機載預警雷達
17.3 用於遠程空中監視的機載預警雷達
**8章 彈載主動雷達導引頭
18.1 引言
18.2 雷達導引頭在導彈中的應用
18.2.1 中程空對空半主動尋的
18.2.2 中程空對空主動尋的
18.2.3 反艦導彈
18.2.4 空中發射的反裝甲導彈
18.2.5 地空導彈係統
18.2.6 *射反裝甲**
18.3 作為子係統的雷達導引頭
18.3.1 製導機製
18.3.2 戰鬥部
18.3.3 導彈的尺寸和形狀
18.4 假想空對空主動雷達導引頭的參數
18.4.1 需求概述
18.4.2 導引頭參數
18.4.3 解模糊
18.4.4 距離走動
**9章 陸基防空雷達
19.1 引言
19.2 機載和陸基脈衝多普勒雷達雜波特徵的差異
19.3 三坐標雷達
19.3.1 獲取三坐標目標數據中的問題
19.3.2 堆積波束法
19.3.3 餘割平方輻射方嚮圖
19.4 假想近程陸基對空監視雷達的參數
19.4.1 引言
19.4.2 目標探測
19.4.3 威脅評估
19.4.4 雷達參數
參考文獻
結束語
附錄
這本書就像一本精心打磨的工藝品,它的裝幀印刷都顯得十分考究,拿在手裏沉甸甸的,有一種厚實感。我從事的行業與電子信息技術息息相關,對於脈衝多普勒雷達的應用場景有相當的瞭解,因此,我更傾嚮於從實用的角度來審視這本書。我最想知道的是,這本書在“應用”部分,是否能夠提供一些當前業界最新的發展動態和成功的技術案例。例如,在軍事偵察、反恐追蹤、甚至是民用領域的精準農業監測等方麵,脈衝多普勒雷達是如何發揮其獨特優勢的。我對書中關於“技術”的闡述也非常感興趣,希望它能夠詳細介紹各種先進的雷達體製和信號處理方法,例如如何通過先進的數字信號處理技術來提高雷達的探測精度和抗乾擾能力。此外,對於一些復雜的概念,比如雜波抑製、目標識彆等,我期待書中能夠提供清晰的解釋和易於理解的圖示。如果這本書能夠深入剖析脈衝多普勒雷達在復雜環境下的工作機製,並給齣有效的解決方案,那麼它將對我的工作具有極大的參考價值。我非常希望這本書能夠不僅僅停留在理論層麵,而是能夠提供一些可操作的經驗和前瞻性的思考,幫助讀者更好地理解和應用這項技術。
評分這本書的封麵設計非常專業,充滿瞭科技感,讓我在拿到它的時候就充滿瞭期待。我是一名雷達愛好者,對各種雷達技術都非常感興趣,而脈衝多普勒雷達作為現代雷達技術中的重要分支,更是我一直想深入瞭解的對象。從書名來看,它涵蓋瞭“原理”、“技術”和“應用”這三個方麵,這正是我希望獲得的全麵知識。我尤其關注它在“應用”部分是否能夠展現一些前沿的實際案例,例如在氣象探測、航空管製、目標跟蹤等領域的具體應用,這對我理解理論知識的實際價值至關重要。我希望這本書能夠從最基礎的原理講起,比如多普勒效應是如何被應用於雷達測速的,脈衝信號的特點以及它與連續波雷達的區彆。然後深入到技術層麵,比如如何進行信號處理,如何抑製雜波,以及各種先進的信號處理算法。最後,我期望它能提供一些關於脈衝多普勒雷達係統設計、性能評估和未來發展趨勢的討論。雖然這本書的標題明確,但具體內容的深入程度和覆蓋麵的廣度還是需要進一步瞭解。如果它能夠做到理論與實踐相結閤,我想這絕對會是一本值得反復研讀的佳作。
評分我是一名電子工程專業的學生,對雷達係統有著濃厚的學習興趣。這本書的名稱“脈衝多普勒雷達--原理技術與應用”非常符閤我目前在校的學習需求。我希望這本書能夠在我理解基礎雷達原理之後,進一步深入講解脈衝多普勒雷達的獨特優勢和工作模式。例如,關於多普勒濾波技術在抑製地麵雜波和實現動目標檢測方麵的具體實現方式,以及脈衝壓縮技術是如何提高雷達的距離分辨率和探測效率的。在“應用”部分,我更關注它在航空航天、氣象預報、交通管理等領域的具體應用案例,希望能夠看到一些具體的係統框圖和性能指標分析,這將有助於我將理論知識與實際工程問題相結閤。我同樣對“技術”部分的內容充滿期待,希望書中能夠介紹一些當前主流的脈衝多普勒雷達係統設計方法,包括天綫設計、發射機和接收機設計、以及信號處理器的選型和實現。如果書中還能夠涉及到一些關於雷達性能評估的指標和方法,以及脈衝多普勒雷達在復雜電磁環境下的魯棒性問題,那將是極大的加分項。我希望這本書能夠成為我學習脈衝多普勒雷達過程中的重要參考資料。
評分這本書的標題本身就充滿瞭專業性和吸引力,讓我聯想到其中可能蘊含著許多前沿的電子信息技術知識。我是一名對新興技術充滿好奇的科技愛好者,對脈衝多普勒雷達在智能交通、智慧城市以及工業自動化等領域的潛在應用非常感興趣。我希望這本書能夠詳細闡述脈衝多普勒雷達是如何在這些領域中發揮作用的,例如在車輛的速度監測與防碰撞預警、在工業機器人精準定位與避障、甚至是在環境監測與災害預警中的應用。我非常關注書中對“原理”的講解是否能夠清晰易懂,尤其是關於如何通過多普勒頻移來精確測量目標速度,以及脈衝信號如何實現距離的測量。在“技術”層麵,我希望能夠瞭解到一些關於先進的信號處理算法,例如自適應雜波抑製、多目標跟蹤以及雷達數據融閤等。如果書中能夠提供一些關於小型化、低功耗脈衝多普勒雷達的設計思路和關鍵技術,那將非常符閤當前科技發展趨勢。我期望這本書不僅能提供紮實的理論基礎,更能展現齣這項技術在解決實際問題中的巨大潛力和創新之處。
評分這本書的標題非常吸引我,尤其是“國防電子信息技術叢書”的標簽,讓我聯想到其中一定蘊含著許多前沿的、具有戰略意義的知識。我是一名對軍事科技充滿好奇的普通讀者,對脈衝多普勒雷達的實際作戰應用場景尤為感興趣。我希望能在這本書中找到關於它如何在現代戰爭中用於目標探測、跟蹤和識彆的詳細描述,比如它在反隱身技術、反彈道導彈防禦係統以及無人機監視等方麵的作用。我希望書中能夠提供一些具體的圖例和模型,形象地展示脈衝多普勒雷達的工作流程和關鍵技術。例如,它是如何區分動目標和靜止目標,又是如何剋服環境噪聲和電子乾擾的。我對“原理”部分也抱有很大的興趣,希望它能夠用通俗易懂的語言解釋多普勒效應和脈衝壓縮等核心概念,即使是對雷達技術不太熟悉的讀者也能有所收獲。如果書中能夠涉及一些關於脈衝多普勒雷達的係統構成、設計挑戰以及未來發展方嚮的討論,那將是非常棒的。總而言之,我期望這本書能夠打開我瞭解這項神秘而強大的軍事技術的大門,讓我對它的能力有一個更清晰的認識。
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