相控阵雷达数据处理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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徐振来 著

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• 雷达系统
• 电磁波
• 目标检测
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• 雷达技术

店铺： 夜语笙箫图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118052374

商品编码：29604583411

包装：平装

出版时间：2009-04-01

基本信息

书名：相控阵雷达数据处理

定价：55.00元

作者：徐振来

出版社：国防工业出版社

出版日期：2009-04-01

ISBN：9787118052374

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.400kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是相控阵雷达数据处理方面的一本专著，是作者多年来研究和应用该技术的总结，主要论述了相控阵雷达对机动目标和轨道目标进行跟踪的数据处理方法。
著者首先介绍了相控阵雷达数据处理中主要使用的小二乘方估计和卡尔曼滤波，并给出了为满足实时处理和提高精度要求的处理方法；论述了雷达测量坐标系的选择、目标运动模型的设计和多目标跟踪相关；对于相控阵雷达重要应用领域——弹道系统和卫星的探测，论述了实时定轨方法。
本书可供从事雷达系统研制、使用和维护的科技人员及相关领域的工程技术人员、高等院校师生学习参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《相控阵雷达数据处理》：一本深入浅出的技术指南 前言 随着科技的飞速发展，相控阵雷达作为新一代雷达的核心技术，在军事、民用等诸多领域展现出越来越重要的作用。其高精度、高分辨率、多功能以及快速扫描能力，使其成为目标探测、跟踪、识别的关键装备。而支撑这一切的，正是背后复杂而精密的相控阵雷达数据处理技术。本书正是基于这一背景，旨在为广大雷达工程技术人员、科研人员以及相关专业的学生提供一本系统、全面、深入且易于理解的相控阵雷达数据处理领域的权威参考。 本书的编写，力求在理论深度和工程实践之间找到一个完美的平衡点。我们不仅会深入剖析相控阵雷达数据处理的理论基础，还会结合大量的工程实例和实际应用场景，帮助读者构建起扎实的理论体系，并能将其灵活运用于实际工作中。我们希望，通过本书的学习，读者能够对相控阵雷达数据处理的各个环节有一个清晰、透彻的认识，并能掌握解决实际问题的有效方法。 第一部分：相控阵雷达基础与数据生成 在深入探讨数据处理之前，理解相控阵雷达的基本原理以及其数据是如何产生的至关重要。本部分将为读者打下坚实的基础。 第一章：相控阵雷达工作原理概述 电磁波与雷达系统： 回顾电磁波的基本性质，以及雷达系统的工作流程，包括发射、接收、信号处理等关键步骤。 相控阵概念： 详细介绍相控阵雷达与传统机械扫描雷达在原理上的根本区别，重点阐述“阵列天线”、“电子扫描”的核心概念。 阵列天线基础： 单元天线： 讲解单个阵元的设计原则、性能指标（如增益、方向图、阻抗匹配等）以及常见的单元天线类型（如偶极子、贴片等）。 阵列综合： 介绍如何将多个单元天线按照特定规律排列，形成有组织的阵列。重点讲解阵列的周期性、间距、排布方式（如直线阵、面阵）对整体性能的影响。 波束形成原理： 深入解析相控阵雷达实现波束形成的核心——移相器。讲解移相器的类型（如数字移相器、模拟移相器）、工作原理及其对波束指向、形状控制的关键作用。 电子扫描： 详细阐述如何通过改变各阵元激励信号的相位，实现波束的快速、灵活指向，即电子扫描。对比机械扫描的优劣，突出电子扫描在速度、精度、可靠性方面的优势。 相控阵雷达关键组成部分： 概述相控阵雷达系统的各个组成模块，包括天线阵列、发射/接收组件、波束形成网络、信号处理器、数据处理器、显示系统等，并简要介绍它们之间的关系。 第二章：相控阵雷达数据生成流程 雷达信号的产生： 发射信号： 介绍相控阵雷达常用的发射信号类型，如脉冲信号（单脉冲、脉冲压缩）、连续波（CW）信号、线性调频（LFM）信号等，并分析不同信号在目标探测中的优势。 波束扫描策略： 讲解相控阵雷达如何通过精确控制波束的扫描路径和速率，覆盖预定的空域。介绍各种扫描模式，如光栅扫描、圆锥扫描、随机扫描等，以及它们在不同应用场景下的适用性。 目标回波信号的接收： 回波信号的形成： 描述目标与雷达信号相互作用后产生回波的物理过程，包括目标的散射特性、距离、方位、俯仰角等因素的影响。 多通道接收： 阐述相控阵雷达的多通道接收体制，即每个阵元（或一组阵元）独立接收回波。解释多通道接收的优势，为后续波束形成和数据处理奠定基础。 原始数据采集与数字化： 射频（RF）信号与中频（IF）信号： 介绍雷达信号从天线接收到进入处理器之前的信号变换过程。 采样与量化： 详细讲解信号采样定理在雷达接收中的应用，以及模数转换器（ADC）的作用。介绍采样率、量化比特数等参数对数据质量的影响。 接收信号的数字化表示： 最终形成的数字数据通常是复数形式（同相分量I和正交分量Q），本书将深入探讨其含义和意义。 第二部分：相控阵雷达数据预处理 原始采集到的雷达数据往往包含噪声、干扰以及其他不理想的因素，必须经过一系列预处理步骤，才能提取出有用的目标信息。本部分将重点介绍这些关键的预处理技术。 第三章：噪声与干扰抑制 噪声的来源与特性： 分析雷达系统中常见的噪声来源，如热噪声、散粒噪声、器件噪声等，并介绍其统计特性（如高斯白噪声模型）。 信号增强技术： 匹配滤波： 详细阐述匹配滤波的原理，以及如何通过匹配滤波器最大化信号与噪声的信噪比（SNR）。 相干积累（Coherent Integration）： 讲解在同一波束指向下，对连续发射的多个脉冲回波进行相干叠加，以提升信号能量，抑制随机噪声。 非相干积累（Non-coherent Integration）： 介绍在不同条件下（如不同波束指向）的回波能量进行非相干叠加的方法。 干扰的类型与建模： 外部干扰： 介绍自然干扰（如大气干扰、海杂波、地杂波）和人为干扰（如电子对抗、欺骗干扰、箔条干扰）的特点。 内部干扰： 讲解雷达自身产生的干扰，如发射/接收交叉干扰、杂散辐射等。 抗干扰技术： 杂波抑制： 脉冲多普勒（MTD）技术： 详细讲解MTD的工作原理，利用目标与杂波的多普勒频率差异进行分离，有效抑制地面、海面等运动杂波。 自适应滤波器： 介绍如何利用干扰的统计特性，通过自适应滤波器（如LCMV、RLS）实时调整滤波器的参数，以达到最佳的抗干扰效果。 电子对抗（ECM）应对： 介绍常用的抗ECM措施，如频率捷变、功率谱分析、干扰识别与压制等。 脉冲压缩与陷波： 讲解如何在保留目标回波特性的同时，滤除特定频率的干扰。 第四章：回波信号的解卷积与去噪 回波信号的卷积特性： 分析雷达回波信号实际上是目标散射函数与雷达系统响应（包括发射波形、天线方向图、传播路径等）的卷积。 解卷积技术： 维纳滤波（Wiener Filter）： 详细介绍维纳滤波器的原理，在已知信号和噪声统计特性的情况下，如何求得最优的估计，实现去噪与信号恢复。 最大熵谱估计（Maximum Entropy Method, MEM）： 介绍MEM在信号恢复和分析中的应用。 小波去噪（Wavelet Denoising）： 讲解小波变换在信号去噪方面的优势，如何通过阈值处理去除噪声成分。 脉冲压缩技术回顾与深化： 匹配滤波原理的再认识： 强调匹配滤波是脉冲压缩的一种形式，用于展宽信号并提高信噪比。 LFM信号的脉冲压缩： 详细讲解线性调频（LFM）信号的脉冲压缩原理，以及匹配滤波器（通常是逆LFM滤波器）的作用，如何将一个宽脉冲压缩成一个窄脉冲，提高距离分辨率。 其他调制技术的脉冲压缩： 简要介绍其他调制方式（如非线性调频）及其脉冲压缩方法。 第三部分：相控阵雷达核心数据处理算法 在完成预处理后，相控阵雷达的核心任务是利用这些干净的数据来探测、跟踪和识别目标。本部分将深入探讨这些关键的算法。 第五章：目标检测 检测问题的基本框架： 将目标检测描述为一个二元假设检验问题，即“目标存在”与“目标不存在”。 恒虚警率（CFAR）检测： CFAR原理： 详细讲解CFAR检测的核心思想，即保持恒定的虚警概率，无论背景噪声电平如何变化。 CFAR检测器类型： 介绍经典的CFAR检测器，如单元平均CFAR（CA-CFAR）、排序CFAR（OS-CFAR）、选择性CFAR（SO-CFAR）等，并分析它们的性能特点和适用场景。 CFAR在相控阵雷达中的应用： 讨论CFAR检测器在相控阵雷达多通道数据中的具体实现。 统计检测理论： Neyman-Pearson准则： 介绍该准则在最优检测器设计中的应用。 贝叶斯检测： 简要介绍贝叶斯检测的框架。 相控阵雷达特有的检测挑战： 波束指向效应： 分析不同波束指向下，目标回波信号的强度变化对检测的影响。 角度分辨与目标分离： 探讨相控阵雷达在高分辨率下，如何区分和检测靠近的目标。 第六章：目标跟踪 跟踪问题的基本目标： 跟踪的目的是根据一系列观测数据，估计和预测目标的运动状态（位置、速度、加速度等）。 卡尔曼滤波（Kalman Filter, KF）： KF原理： 详细推导和讲解卡尔曼滤波器的递推算法，包括状态预测和状态更新两个阶段。 扩展卡尔曼滤波（EKF）与无迹卡尔曼滤波（UKF）： 介绍当系统模型或观测模型非线性时，如何使用EKF和UKF进行跟踪。 在相控阵雷达中的应用： 讨论KF在跟踪单目标、多目标中的具体实现，以及如何处理量测更新。 粒子滤波（Particle Filter, PF）： PF原理： 介绍粒子滤波的蒙特卡洛方法，适用于非线性、非高斯系统。 PF在复杂场景下的应用： 探讨PF在处理非线性的运动模型、多模态分布等情况下的优势。 多目标跟踪（Multi-Target Tracking, MTT）： 数据关联： 讲解如何将来自不同时刻的量测分配给已知目标，或识别为新目标。介绍质心算法（Centroid）、最近邻算法（NN）、联合概率数据关联（JPDA）、多假设跟踪（MHT）等方法。 目标起始与终止： 讨论如何判断一个目标开始出现（起始）和消失（终止）。 目标管理： 介绍如何管理跟踪列表，维护目标状态。 第七章：目标识别与参数估计 目标识别的重要性： 区分不同类型的目标（如飞机、导弹、车辆等），是雷达系统实现智能化和精细化管理的关键。 参数估计： 雷达参数估计： 距离估计： 利用脉冲压缩后的窄脉冲峰值位置估计目标的距离。 速度估计： 利用多普勒效应，通过分析回波信号的频率偏移来估计目标的速度。 角度估计： 波束测量： 利用波束指向来估计目标的方位和俯仰角。 超分辨率角度估计： 介绍MUSIC、ESPRIT等高级算法，在单个观测时间内实现比波束宽度更精细的角度分辨。 目标散射特性参数估计： 散射中心模型： 介绍将目标简化为一组散射中心的模型。 高分辨率距离像（HRRP）： 分析目标的HRRP，从中提取目标形状信息。 极化信息： 分析目标回波的极化特性，用于目标分类。 目标分类算法： 基于特征的分类： 提取目标的各种特征（如雷达散射截面积RCS、多普勒特征、HRRP特征、极化特征等），然后利用分类器（如支持向量机SVM、神经网络、决策树等）进行分类。 基于模型的分类： 建立目标物理模型，然后将测量数据与模型进行匹配。 机器学习在目标识别中的应用： 探讨深度学习等新兴技术在提高目标识别精度和鲁棒性方面的潜力。 第四部分：相控阵雷达高级处理与应用 本部分将进一步探讨相控阵雷达在复杂环境下的高级数据处理技术，以及其在不同领域的应用。 第八章：相控阵雷达的数据融合与协同 数据融合的意义： 融合来自多个传感器（包括多个雷达、红外、光学传感器等）的信息，可以提高目标的探测概率，降低虚警率，增强跟踪的稳定性和准确性，以及获得更全面的目标信息。 数据融合的层次： 低层融合（原始数据融合）： 直接融合原始的雷达信号数据，通常对传感器的时间、空间同步要求很高。 中层融合（特征融合）： 融合从各传感器提取出的特征信息，如目标的位置、速度、RCS等。 高层融合（决策融合）： 融合各传感器独立的决策结果，如目标是否被探测到、目标类别等。 数据融合算法： 介绍常用的数据融合算法，如贝叶斯方法、证据理论、模糊逻辑、神经网络等。 雷达协同： 探讨多个相控阵雷达之间如何协同工作，例如组网探测、联合跟踪、目标信息共享等，以实现更广阔的覆盖范围和更强的探测能力。 第九章：先进信号处理技术在相控阵雷达中的应用 自适应波束形成（Adaptive Beamforming）： 最小均方误差（MMSE）波束形成： 介绍MMSE准则，如何在已知信号和干扰统计特性的情况下，设计最优的波束形成器。 最大信噪比（Max SNR）波束形成： 介绍如何最大化期望信号的功率，同时抑制干扰。 干扰抑制与空域滤波： 重点讲解自适应波束形成在抑制空间干扰方面的强大能力。 分布式相控阵雷达： 分布式相控阵的概念： 介绍将天线阵列单元分散布置，实现更灵活的覆盖和更强的抗毁伤能力。 分布式相控阵的数据处理挑战： 分析分布式系统在数据同步、协同处理方面面临的困难。 多输入多输出（MIMO）雷达与相控阵的结合： MIMO雷达原理： 介绍MIMO雷达利用多个发射和接收天线，通过空时编码实现更高的参数分辨率和探测能力。 MIMO-PA雷达： 探讨MIMO技术与相控阵天线结合，进一步提升雷达性能。 第十章：相控阵雷达在不同领域的应用 军事应用： 预警探测： 远距离探测和跟踪空中、海面、陆地目标。 火控跟踪： 为精确制导武器提供目标信息。 电子战： 干扰敌方雷达，自身具备一定的抗干扰能力。 态势感知： 构建区域内的完整目标信息。 民用应用： 航空交通管制（ATC）： 探测和跟踪飞机，保障空域安全。 气象探测： 探测降雨、风暴等气象信息，提高天气预报精度。 海洋监测： 监测船舶、海浪、海冰等。 地质勘探与测绘： 通过穿透地表探测地下结构。 自主驾驶： 作为车辆的感知系统，探测障碍物和路况。 安防监控： 远距离监控区域，探测非法入侵。 附录 常用数学工具： 傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换、概率论与数理统计、矩阵代数等。 信号处理基础概念： 频谱分析、相关分析、卷积、滤波器设计等。 常用缩略语解释。 结语 相控阵雷达数据处理是一个不断发展和创新的领域。本书的编写，旨在为您提供一个坚实的基础，引领您深入探索这一迷人的技术世界。我们相信，通过对本书内容的学习和理解，您将能够更好地掌握相控阵雷达数据处理的核心技术，为未来的雷达系统设计、开发和应用做出贡献。希望本书能成为您在相控阵雷达领域探索之路上的忠实伙伴。

评分☆☆☆☆☆

第一眼看到《相控阵雷达数据处理》这个书名，我就被深深吸引住了。作为一名在雷达领域摸爬滚打多年的工程师，我深知相控阵雷达在现代军事和民用监测中的关键地位，而其复杂的数据处理过程更是技术的核心难题。我一直希望能有一本能够系统梳理相控阵雷达从原始信号捕获到最终目标信息提取的全流程的书籍，能够深入浅出地讲解其中的关键技术和算法。我尤其关注那些能够帮助理解波束形成、杂波抑制、目标检测与跟踪、以及动目标显示（MTI）和脉冲多普勒（PD）技术的书籍。一本好的相控阵雷达数据处理的书，应该能够带领读者穿越那些错综复杂的信号模型，理解各种滤波器的原理和适用场景，掌握现代信号处理技术在雷达系统中的具体应用，比如自适应波束形成、旁瓣对消等高级技术。此外，对于数据融合、抗干扰技术以及高性能计算在雷达数据处理中的作用，我也充满期待。我相信，通过阅读这样一本专业而详实的著作，我能对相控阵雷达数据处理的理解提升到一个新的高度，为我日后的工作提供宝贵的理论指导和实践参考，甚至可能启发我探索新的技术方向。

评分☆☆☆☆☆

《相控阵雷达数据处理》这个书名，瞬间点燃了我对高科技领域知识探索的热情。在信息爆炸的时代，能够掌握一项如此核心且关键的技术，意味着在许多领域都拥有先发优势。我设想这本书会像一位经验丰富的向导，带领我穿越相控阵雷达信号处理的迷宫。我想了解，从雷达发射出去的脉冲与目标相互作用后，接收到的微弱回波信号，是如何在信号处理单元中被一步步“净化”和“解读”的。书中是否会深入探讨如何对这些原始信号进行数字化、量化，以及如何利用先进的信号处理算法来分离出真实的目标回波，同时抑制掉环境中的各种噪声和干扰？对于相控阵雷达而言，其波束的灵活指向是其核心优势，那么这种灵活性在数据处理层面是如何体现的？例如，如何在快速变化的扫描过程中，保持对目标的持续跟踪，并且保证数据的连续性和准确性？我还对书中关于数据融合的论述抱有很大的期待，毕竟在实际应用中，往往需要结合多个雷达或其他传感器的数据，才能做出更全面、更准确的判断。一本能够提供系统性指导，并且涵盖前沿技术进展的图书，必将成为我案头必备的参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《相控阵雷达数据处理》让我联想到了一系列引人入胜的科学问题。相控阵雷达以其灵活的波束扫描能力和强大的抗干扰性能，正逐渐取代传统的机械扫描雷达，成为新一代雷达系统的核心。而其背后支撑这一切的，正是极其复杂和精妙的数据处理技术。我很好奇，这本书会如何剖析这些处理流程。是否会深入讲解多普勒处理的原理，以及如何区分不同速度的目标？书中对杂波的抑制技术会做怎样的介绍？是会从经典的MTI技术讲起，还是会涵盖更先进的自适应杂波对消方法？此外，如何从海量的数据中准确地检测出目标，并对其进行精确定位和跟踪，这无疑是数据处理的核心环节，我希望能看到关于目标检测算法的详细论述，以及卡尔曼滤波器、粒子滤波器等跟踪算法在相控阵雷达场景下的应用。更进一步，书中是否会涉及一些先进的成像雷达技术，比如合成孔径雷达（SAR）或逆合成孔径雷达（ISAR）的数据处理方法？这些都是我非常感兴趣的话题，一本能够全面涵盖这些内容的书籍，无疑将为雷达从业者和研究者提供极大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

读到《相控阵雷达数据处理》的书名，我立刻联想到的是现代军事侦察和航空管制等领域中不可或缺的强大工具。我一直对雷达系统如何从微弱的回波信号中提取出关键信息感到好奇。这本书的书名预示着它将深入讲解相控阵雷达在工作过程中产生的海量原始数据，是如何经过一系列复杂的数学变换和算法处理，最终转化为有价值的目标指示的。我特别想知道，书中是否会详细介绍相控阵雷达的体制和工作原理，比如其独特的波束捷变能力是如何实现的，以及这种能力对数据处理流程提出了哪些特殊要求。在数据处理的环节，我最感兴趣的是目标检测与识别部分。书中是否会涵盖诸如CFAR（恒虚警率）检测、脉冲压缩、以及用于区分不同类型目标的先进识别算法？此外，对于雷达系统在实际应用中可能遇到的各种干扰，例如电子对抗（ECM）和杂波，这本书会提供哪些有效的处理策略和技术？一本真正具有深度和广度的著作，能够引领读者理解这些复杂的技术细节，并将其与实际应用场景相结合，这对我来说具有非凡的吸引力。

评分☆☆☆☆☆

《相控阵雷达数据处理》这个书名，触动了我对于信息时代下尖端科技的神经。想象一下，在广阔的天空中，无数的雷达信号如同一张无形的网，捕捉着每一个细微的动向。而这一切的背后，则是无数复杂的数据流在高速运转，经过层层精密的算法处理，最终转化为清晰可辨的目标信息。我对这本书能够揭示这“幕后故事”的细节充满好奇。它是否会深入探讨相控阵雷达在形成电子扫描波束时的数学模型和物理原理？例如，如何通过改变单元天线的激励相位来控制波束的方向，以及在这种动态控制下，原始回波信号会经历怎样的变化？我也很想知道，书中会对噪声和干扰的抑制技术做怎样的阐述。在复杂电磁环境下，如何有效地分离出真实的目标信号，而将无用的噪声和敌方干扰剔除，这无疑是数据处理中的一大挑战。对于那些对算法细节感兴趣的读者，例如对FFT（快速傅里叶变换）、DCT（离散余弦变换）等在信号处理中的应用，以及各种滤波器的设计与优化，我想会有一个详尽的讲解。一本能够真正让我领略到数据处理的智慧与魅力的书籍，无疑是我的首选。