相控陣雷達數據處理 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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徐振來 著

圖書標籤:

• 相控陣雷達
• 雷達數據處理
• 信號處理
• 雷達信號處理
• 陣列信號處理
• 雷達係統
• 電磁波
• 目標檢測
• 數據處理算法
• 雷達技術

店鋪： 夜語笙簫圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118052374

商品編碼：29604583411

包裝：平裝

齣版時間：2009-04-01

基本信息

書名：相控陣雷達數據處理

定價：55.00元

作者：徐振來

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2009-04-01

ISBN：9787118052374

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.400kg

編輯推薦

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內容提要

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本書是相控陣雷達數據處理方麵的一本專著，是作者多年來研究和應用該技術的總結，主要論述瞭相控陣雷達對機動目標和軌道目標進行跟蹤的數據處理方法。
著者首先介紹瞭相控陣雷達數據處理中主要使用的小二乘方估計和卡爾曼濾波，並給齣瞭為滿足實時處理和提高精度要求的處理方法；論述瞭雷達測量坐標係的選擇、目標運動模型的設計和多目標跟蹤相關；對於相控陣雷達重要應用領域——彈道係統和衛星的探測，論述瞭實時定軌方法。
本書可供從事雷達係統研製、使用和維護的科技人員及相關領域的工程技術人員、高等院校師生學習參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《相控陣雷達數據處理》：一本深入淺齣的技術指南 前言 隨著科技的飛速發展，相控陣雷達作為新一代雷達的核心技術，在軍事、民用等諸多領域展現齣越來越重要的作用。其高精度、高分辨率、多功能以及快速掃描能力，使其成為目標探測、跟蹤、識彆的關鍵裝備。而支撐這一切的，正是背後復雜而精密的相控陣雷達數據處理技術。本書正是基於這一背景，旨在為廣大雷達工程技術人員、科研人員以及相關專業的學生提供一本係統、全麵、深入且易於理解的相控陣雷達數據處理領域的權威參考。 本書的編寫，力求在理論深度和工程實踐之間找到一個完美的平衡點。我們不僅會深入剖析相控陣雷達數據處理的理論基礎，還會結閤大量的工程實例和實際應用場景，幫助讀者構建起紮實的理論體係，並能將其靈活運用於實際工作中。我們希望，通過本書的學習，讀者能夠對相控陣雷達數據處理的各個環節有一個清晰、透徹的認識，並能掌握解決實際問題的有效方法。 第一部分：相控陣雷達基礎與數據生成 在深入探討數據處理之前，理解相控陣雷達的基本原理以及其數據是如何産生的至關重要。本部分將為讀者打下堅實的基礎。 第一章：相控陣雷達工作原理概述 電磁波與雷達係統： 迴顧電磁波的基本性質，以及雷達係統的工作流程，包括發射、接收、信號處理等關鍵步驟。 相控陣概念： 詳細介紹相控陣雷達與傳統機械掃描雷達在原理上的根本區彆，重點闡述“陣列天綫”、“電子掃描”的核心概念。 陣列天綫基礎： 單元天綫： 講解單個陣元的設計原則、性能指標（如增益、方嚮圖、阻抗匹配等）以及常見的單元天綫類型（如偶極子、貼片等）。 陣列綜閤： 介紹如何將多個單元天綫按照特定規律排列，形成有組織的陣列。重點講解陣列的周期性、間距、排布方式（如直綫陣、麵陣）對整體性能的影響。 波束形成原理： 深入解析相控陣雷達實現波束形成的核心——移相器。講解移相器的類型（如數字移相器、模擬移相器）、工作原理及其對波束指嚮、形狀控製的關鍵作用。 電子掃描： 詳細闡述如何通過改變各陣元激勵信號的相位，實現波束的快速、靈活指嚮，即電子掃描。對比機械掃描的優劣，突齣電子掃描在速度、精度、可靠性方麵的優勢。 相控陣雷達關鍵組成部分： 概述相控陣雷達係統的各個組成模塊，包括天綫陣列、發射/接收組件、波束形成網絡、信號處理器、數據處理器、顯示係統等，並簡要介紹它們之間的關係。 第二章：相控陣雷達數據生成流程 雷達信號的産生： 發射信號： 介紹相控陣雷達常用的發射信號類型，如脈衝信號（單脈衝、脈衝壓縮）、連續波（CW）信號、綫性調頻（LFM）信號等，並分析不同信號在目標探測中的優勢。 波束掃描策略： 講解相控陣雷達如何通過精確控製波束的掃描路徑和速率，覆蓋預定的空域。介紹各種掃描模式，如光柵掃描、圓錐掃描、隨機掃描等，以及它們在不同應用場景下的適用性。 目標迴波信號的接收： 迴波信號的形成： 描述目標與雷達信號相互作用後産生迴波的物理過程，包括目標的散射特性、距離、方位、俯仰角等因素的影響。 多通道接收： 闡述相控陣雷達的多通道接收體製，即每個陣元（或一組陣元）獨立接收迴波。解釋多通道接收的優勢，為後續波束形成和數據處理奠定基礎。 原始數據采集與數字化： 射頻（RF）信號與中頻（IF）信號： 介紹雷達信號從天綫接收到進入處理器之前的信號變換過程。 采樣與量化： 詳細講解信號采樣定理在雷達接收中的應用，以及模數轉換器（ADC）的作用。介紹采樣率、量化比特數等參數對數據質量的影響。 接收信號的數字化錶示： 最終形成的數字數據通常是復數形式（同相分量I和正交分量Q），本書將深入探討其含義和意義。 第二部分：相控陣雷達數據預處理 原始采集到的雷達數據往往包含噪聲、乾擾以及其他不理想的因素，必須經過一係列預處理步驟，纔能提取齣有用的目標信息。本部分將重點介紹這些關鍵的預處理技術。 第三章：噪聲與乾擾抑製 噪聲的來源與特性： 分析雷達係統中常見的噪聲來源，如熱噪聲、散粒噪聲、器件噪聲等，並介紹其統計特性（如高斯白噪聲模型）。 信號增強技術： 匹配濾波： 詳細闡述匹配濾波的原理，以及如何通過匹配濾波器最大化信號與噪聲的信噪比（SNR）。 相乾積纍（Coherent Integration）： 講解在同一波束指嚮下，對連續發射的多個脈衝迴波進行相乾疊加，以提升信號能量，抑製隨機噪聲。 非相乾積纍（Non-coherent Integration）： 介紹在不同條件下（如不同波束指嚮）的迴波能量進行非相乾疊加的方法。 乾擾的類型與建模： 外部乾擾： 介紹自然乾擾（如大氣乾擾、海雜波、地雜波）和人為乾擾（如電子對抗、欺騙乾擾、箔條乾擾）的特點。 內部乾擾： 講解雷達自身産生的乾擾，如發射/接收交叉乾擾、雜散輻射等。 抗乾擾技術： 雜波抑製： 脈衝多普勒（MTD）技術： 詳細講解MTD的工作原理，利用目標與雜波的多普勒頻率差異進行分離，有效抑製地麵、海麵等運動雜波。 自適應濾波器： 介紹如何利用乾擾的統計特性，通過自適應濾波器（如LCMV、RLS）實時調整濾波器的參數，以達到最佳的抗乾擾效果。 電子對抗（ECM）應對： 介紹常用的抗ECM措施，如頻率捷變、功率譜分析、乾擾識彆與壓製等。 脈衝壓縮與陷波： 講解如何在保留目標迴波特性的同時，濾除特定頻率的乾擾。 第四章：迴波信號的解捲積與去噪 迴波信號的捲積特性： 分析雷達迴波信號實際上是目標散射函數與雷達係統響應（包括發射波形、天綫方嚮圖、傳播路徑等）的捲積。 解捲積技術： 維納濾波（Wiener Filter）： 詳細介紹維納濾波器的原理，在已知信號和噪聲統計特性的情況下，如何求得最優的估計，實現去噪與信號恢復。 最大熵譜估計（Maximum Entropy Method, MEM）： 介紹MEM在信號恢復和分析中的應用。 小波去噪（Wavelet Denoising）： 講解小波變換在信號去噪方麵的優勢，如何通過閾值處理去除噪聲成分。 脈衝壓縮技術迴顧與深化： 匹配濾波原理的再認識： 強調匹配濾波是脈衝壓縮的一種形式，用於展寬信號並提高信噪比。 LFM信號的脈衝壓縮： 詳細講解綫性調頻（LFM）信號的脈衝壓縮原理，以及匹配濾波器（通常是逆LFM濾波器）的作用，如何將一個寬脈衝壓縮成一個窄脈衝，提高距離分辨率。 其他調製技術的脈衝壓縮： 簡要介紹其他調製方式（如非綫性調頻）及其脈衝壓縮方法。 第三部分：相控陣雷達核心數據處理算法 在完成預處理後，相控陣雷達的核心任務是利用這些乾淨的數據來探測、跟蹤和識彆目標。本部分將深入探討這些關鍵的算法。 第五章：目標檢測 檢測問題的基本框架： 將目標檢測描述為一個二元假設檢驗問題，即“目標存在”與“目標不存在”。 恒虛警率（CFAR）檢測： CFAR原理： 詳細講解CFAR檢測的核心思想，即保持恒定的虛警概率，無論背景噪聲電平如何變化。 CFAR檢測器類型： 介紹經典的CFAR檢測器，如單元平均CFAR（CA-CFAR）、排序CFAR（OS-CFAR）、選擇性CFAR（SO-CFAR）等，並分析它們的性能特點和適用場景。 CFAR在相控陣雷達中的應用： 討論CFAR檢測器在相控陣雷達多通道數據中的具體實現。 統計檢測理論： Neyman-Pearson準則： 介紹該準則在最優檢測器設計中的應用。 貝葉斯檢測： 簡要介紹貝葉斯檢測的框架。 相控陣雷達特有的檢測挑戰： 波束指嚮效應： 分析不同波束指嚮下，目標迴波信號的強度變化對檢測的影響。 角度分辨與目標分離： 探討相控陣雷達在高分辨率下，如何區分和檢測靠近的目標。 第六章：目標跟蹤 跟蹤問題的基本目標： 跟蹤的目的是根據一係列觀測數據，估計和預測目標的運動狀態（位置、速度、加速度等）。 卡爾曼濾波（Kalman Filter, KF）： KF原理： 詳細推導和講解卡爾曼濾波器的遞推算法，包括狀態預測和狀態更新兩個階段。 擴展卡爾曼濾波（EKF）與無跡卡爾曼濾波（UKF）： 介紹當係統模型或觀測模型非綫性時，如何使用EKF和UKF進行跟蹤。 在相控陣雷達中的應用： 討論KF在跟蹤單目標、多目標中的具體實現，以及如何處理量測更新。 粒子濾波（Particle Filter, PF）： PF原理： 介紹粒子濾波的濛特卡洛方法，適用於非綫性、非高斯係統。 PF在復雜場景下的應用： 探討PF在處理非綫性的運動模型、多模態分布等情況下的優勢。 多目標跟蹤（Multi-Target Tracking, MTT）： 數據關聯： 講解如何將來自不同時刻的量測分配給已知目標，或識彆為新目標。介紹質心算法（Centroid）、最近鄰算法（NN）、聯閤概率數據關聯（JPDA）、多假設跟蹤（MHT）等方法。 目標起始與終止： 討論如何判斷一個目標開始齣現（起始）和消失（終止）。 目標管理： 介紹如何管理跟蹤列錶，維護目標狀態。 第七章：目標識彆與參數估計 目標識彆的重要性： 區分不同類型的目標（如飛機、導彈、車輛等），是雷達係統實現智能化和精細化管理的關鍵。 參數估計： 雷達參數估計： 距離估計： 利用脈衝壓縮後的窄脈衝峰值位置估計目標的距離。 速度估計： 利用多普勒效應，通過分析迴波信號的頻率偏移來估計目標的速度。 角度估計： 波束測量： 利用波束指嚮來估計目標的方位和俯仰角。 超分辨率角度估計： 介紹MUSIC、ESPRIT等高級算法，在單個觀測時間內實現比波束寬度更精細的角度分辨。 目標散射特性參數估計： 散射中心模型： 介紹將目標簡化為一組散射中心的模型。 高分辨率距離像（HRRP）： 分析目標的HRRP，從中提取目標形狀信息。 極化信息： 分析目標迴波的極化特性，用於目標分類。 目標分類算法： 基於特徵的分類： 提取目標的各種特徵（如雷達散射截麵積RCS、多普勒特徵、HRRP特徵、極化特徵等），然後利用分類器（如支持嚮量機SVM、神經網絡、決策樹等）進行分類。 基於模型的分類： 建立目標物理模型，然後將測量數據與模型進行匹配。 機器學習在目標識彆中的應用： 探討深度學習等新興技術在提高目標識彆精度和魯棒性方麵的潛力。 第四部分：相控陣雷達高級處理與應用 本部分將進一步探討相控陣雷達在復雜環境下的高級數據處理技術，以及其在不同領域的應用。 第八章：相控陣雷達的數據融閤與協同 數據融閤的意義： 融閤來自多個傳感器（包括多個雷達、紅外、光學傳感器等）的信息，可以提高目標的探測概率，降低虛警率，增強跟蹤的穩定性和準確性，以及獲得更全麵的目標信息。 數據融閤的層次： 低層融閤（原始數據融閤）： 直接融閤原始的雷達信號數據，通常對傳感器的時間、空間同步要求很高。 中層融閤（特徵融閤）： 融閤從各傳感器提取齣的特徵信息，如目標的位置、速度、RCS等。 高層融閤（決策融閤）： 融閤各傳感器獨立的決策結果，如目標是否被探測到、目標類彆等。 數據融閤算法： 介紹常用的數據融閤算法，如貝葉斯方法、證據理論、模糊邏輯、神經網絡等。 雷達協同： 探討多個相控陣雷達之間如何協同工作，例如組網探測、聯閤跟蹤、目標信息共享等，以實現更廣闊的覆蓋範圍和更強的探測能力。 第九章：先進信號處理技術在相控陣雷達中的應用 自適應波束形成（Adaptive Beamforming）： 最小均方誤差（MMSE）波束形成： 介紹MMSE準則，如何在已知信號和乾擾統計特性的情況下，設計最優的波束形成器。 最大信噪比（Max SNR）波束形成： 介紹如何最大化期望信號的功率，同時抑製乾擾。 乾擾抑製與空域濾波： 重點講解自適應波束形成在抑製空間乾擾方麵的強大能力。 分布式相控陣雷達： 分布式相控陣的概念： 介紹將天綫陣列單元分散布置，實現更靈活的覆蓋和更強的抗毀傷能力。 分布式相控陣的數據處理挑戰： 分析分布式係統在數據同步、協同處理方麵麵臨的睏難。 多輸入多輸齣（MIMO）雷達與相控陣的結閤： MIMO雷達原理： 介紹MIMO雷達利用多個發射和接收天綫，通過空時編碼實現更高的參數分辨率和探測能力。 MIMO-PA雷達： 探討MIMO技術與相控陣天綫結閤，進一步提升雷達性能。 第十章：相控陣雷達在不同領域的應用 軍事應用： 預警探測： 遠距離探測和跟蹤空中、海麵、陸地目標。 火控跟蹤： 為精確製導武器提供目標信息。 電子戰： 乾擾敵方雷達，自身具備一定的抗乾擾能力。 態勢感知： 構建區域內的完整目標信息。 民用應用： 航空交通管製（ATC）： 探測和跟蹤飛機，保障空域安全。 氣象探測： 探測降雨、風暴等氣象信息，提高天氣預報精度。 海洋監測： 監測船舶、海浪、海冰等。 地質勘探與測繪： 通過穿透地錶探測地下結構。 自主駕駛： 作為車輛的感知係統，探測障礙物和路況。 安防監控： 遠距離監控區域，探測非法入侵。 附錄 常用數學工具： 傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換、概率論與數理統計、矩陣代數等。 信號處理基礎概念： 頻譜分析、相關分析、捲積、濾波器設計等。 常用縮略語解釋。 結語 相控陣雷達數據處理是一個不斷發展和創新的領域。本書的編寫，旨在為您提供一個堅實的基礎，引領您深入探索這一迷人的技術世界。我們相信，通過對本書內容的學習和理解，您將能夠更好地掌握相控陣雷達數據處理的核心技術，為未來的雷達係統設計、開發和應用做齣貢獻。希望本書能成為您在相控陣雷達領域探索之路上的忠實夥伴。

評分☆☆☆☆☆

第一眼看到《相控陣雷達數據處理》這個書名，我就被深深吸引住瞭。作為一名在雷達領域摸爬滾打多年的工程師，我深知相控陣雷達在現代軍事和民用監測中的關鍵地位，而其復雜的數據處理過程更是技術的核心難題。我一直希望能有一本能夠係統梳理相控陣雷達從原始信號捕獲到最終目標信息提取的全流程的書籍，能夠深入淺齣地講解其中的關鍵技術和算法。我尤其關注那些能夠幫助理解波束形成、雜波抑製、目標檢測與跟蹤、以及動目標顯示（MTI）和脈衝多普勒（PD）技術的書籍。一本好的相控陣雷達數據處理的書，應該能夠帶領讀者穿越那些錯綜復雜的信號模型，理解各種濾波器的原理和適用場景，掌握現代信號處理技術在雷達係統中的具體應用，比如自適應波束形成、旁瓣對消等高級技術。此外，對於數據融閤、抗乾擾技術以及高性能計算在雷達數據處理中的作用，我也充滿期待。我相信，通過閱讀這樣一本專業而詳實的著作，我能對相控陣雷達數據處理的理解提升到一個新的高度，為我日後的工作提供寶貴的理論指導和實踐參考，甚至可能啓發我探索新的技術方嚮。

評分☆☆☆☆☆

《相控陣雷達數據處理》這個書名，瞬間點燃瞭我對高科技領域知識探索的熱情。在信息爆炸的時代，能夠掌握一項如此核心且關鍵的技術，意味著在許多領域都擁有先發優勢。我設想這本書會像一位經驗豐富的嚮導，帶領我穿越相控陣雷達信號處理的迷宮。我想瞭解，從雷達發射齣去的脈衝與目標相互作用後，接收到的微弱迴波信號，是如何在信號處理單元中被一步步“淨化”和“解讀”的。書中是否會深入探討如何對這些原始信號進行數字化、量化，以及如何利用先進的信號處理算法來分離齣真實的目標迴波，同時抑製掉環境中的各種噪聲和乾擾？對於相控陣雷達而言，其波束的靈活指嚮是其核心優勢，那麼這種靈活性在數據處理層麵是如何體現的？例如，如何在快速變化的掃描過程中，保持對目標的持續跟蹤，並且保證數據的連續性和準確性？我還對書中關於數據融閤的論述抱有很大的期待，畢竟在實際應用中，往往需要結閤多個雷達或其他傳感器的數據，纔能做齣更全麵、更準確的判斷。一本能夠提供係統性指導，並且涵蓋前沿技術進展的圖書，必將成為我案頭必備的參考。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名《相控陣雷達數據處理》讓我聯想到瞭一係列引人入勝的科學問題。相控陣雷達以其靈活的波束掃描能力和強大的抗乾擾性能，正逐漸取代傳統的機械掃描雷達，成為新一代雷達係統的核心。而其背後支撐這一切的，正是極其復雜和精妙的數據處理技術。我很好奇，這本書會如何剖析這些處理流程。是否會深入講解多普勒處理的原理，以及如何區分不同速度的目標？書中對雜波的抑製技術會做怎樣的介紹？是會從經典的MTI技術講起，還是會涵蓋更先進的自適應雜波對消方法？此外，如何從海量的數據中準確地檢測齣目標，並對其進行精確定位和跟蹤，這無疑是數據處理的核心環節，我希望能看到關於目標檢測算法的詳細論述，以及卡爾曼濾波器、粒子濾波器等跟蹤算法在相控陣雷達場景下的應用。更進一步，書中是否會涉及一些先進的成像雷達技術，比如閤成孔徑雷達（SAR）或逆閤成孔徑雷達（ISAR）的數據處理方法？這些都是我非常感興趣的話題，一本能夠全麵涵蓋這些內容的書籍，無疑將為雷達從業者和研究者提供極大的幫助。

評分☆☆☆☆☆

讀到《相控陣雷達數據處理》的書名，我立刻聯想到的是現代軍事偵察和航空管製等領域中不可或缺的強大工具。我一直對雷達係統如何從微弱的迴波信號中提取齣關鍵信息感到好奇。這本書的書名預示著它將深入講解相控陣雷達在工作過程中産生的海量原始數據，是如何經過一係列復雜的數學變換和算法處理，最終轉化為有價值的目標指示的。我特彆想知道，書中是否會詳細介紹相控陣雷達的體製和工作原理，比如其獨特的波束捷變能力是如何實現的，以及這種能力對數據處理流程提齣瞭哪些特殊要求。在數據處理的環節，我最感興趣的是目標檢測與識彆部分。書中是否會涵蓋諸如CFAR（恒虛警率）檢測、脈衝壓縮、以及用於區分不同類型目標的先進識彆算法？此外，對於雷達係統在實際應用中可能遇到的各種乾擾，例如電子對抗（ECM）和雜波，這本書會提供哪些有效的處理策略和技術？一本真正具有深度和廣度的著作，能夠引領讀者理解這些復雜的技術細節，並將其與實際應用場景相結閤，這對我來說具有非凡的吸引力。

評分☆☆☆☆☆

《相控陣雷達數據處理》這個書名，觸動瞭我對於信息時代下尖端科技的神經。想象一下，在廣闊的天空中，無數的雷達信號如同一張無形的網，捕捉著每一個細微的動嚮。而這一切的背後，則是無數復雜的數據流在高速運轉，經過層層精密的算法處理，最終轉化為清晰可辨的目標信息。我對這本書能夠揭示這“幕後故事”的細節充滿好奇。它是否會深入探討相控陣雷達在形成電子掃描波束時的數學模型和物理原理？例如，如何通過改變單元天綫的激勵相位來控製波束的方嚮，以及在這種動態控製下，原始迴波信號會經曆怎樣的變化？我也很想知道，書中會對噪聲和乾擾的抑製技術做怎樣的闡述。在復雜電磁環境下，如何有效地分離齣真實的目標信號，而將無用的噪聲和敵方乾擾剔除，這無疑是數據處理中的一大挑戰。對於那些對算法細節感興趣的讀者，例如對FFT（快速傅裏葉變換）、DCT（離散餘弦變換）等在信號處理中的應用，以及各種濾波器的設計與優化，我想會有一個詳盡的講解。一本能夠真正讓我領略到數據處理的智慧與魅力的書籍，無疑是我的首選。