目錄
第1章緒論1
1.1雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀1
1.2雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用前景5
1.3雷達(dá)工作頻段的劃分5
1.4本書的特點(diǎn)6
習(xí)題6
參考文獻(xiàn)6
第2章電磁波及其散射的基本理論8
2.1電磁場理論中的重要定理8
2.1.1麥克斯韋方程組8
2.1.2電磁場的邊界條件9
2.1.3坡印亭定理11
2.1.4電磁場唯一性原理12
2.1.5惠更斯-菲涅耳原理13
2.1.6電磁場的波動方程14
2.2電磁波及其傳播14
2.2.1電磁場波動方程的解14
2.2.2電磁波的極化15
2.2.3電磁波在自由空間傳播17
2.2.4電磁波在色散介質(zhì)、有耗介質(zhì)和分層介質(zhì)中的傳播18
2.2.5電磁波在電離層中的傳播26
2.3電磁波的散射30
2.3.1單站散射和雙站散射32
2.3.2雷達(dá)方程33
2.3.3雷達(dá)截面35
2.3.4雷達(dá)散射系數(shù)35
2.3.5面散射、體散射37
2.3.6海面散射特性38
2.3.7脈沖有限和波束有限散射體制39
2.4電磁波與目標(biāo)相互作用的復(fù)雜性40
2.4.1諧振區(qū)電磁散射的復(fù)雜性41
2.4.2電磁散射的極化特性(征)42
2.4.3散射中心46
習(xí)題46
參考文獻(xiàn)48
第3章雷達(dá)系統(tǒng)技術(shù)49
3.1雷達(dá)系統(tǒng)的主要系統(tǒng)參數(shù)50
3.2天線51
3.2.1天線的主要參數(shù)52
3.2.2電流元的輻射場54
3.2.3對稱振子天線的輻射場56
3.2.4口徑天線的輻射場58
3.2.5矩形波導(dǎo)口面的輻射場58
3.2.6反射面天線59
3.2.7透鏡天線61
3.2.8陣列天線61
3.3發(fā)射機(jī)74
3.3.1發(fā)射機(jī)的主要參數(shù)74
3.3.2發(fā)射機(jī)組成74
3.3.3正交調(diào)制器75
3.3.4功率放大器76
3.4接收機(jī)76
3.4.1接收機(jī)的主要參數(shù)77
3.4.2接收信號的數(shù)學(xué)模型79
3.4.3接收機(jī)混頻分析80
3.4.4接收機(jī)主要混頻器種類80
3.4.5接收機(jī)基帶信號的正交解調(diào)82
3.4.6接收機(jī)的幅相校正85
3.5數(shù)字采樣85
3.5.1ADC的基本概念和主要性能參數(shù)86
3.5.2ADC的動態(tài)范圍86
3.5.3ADC的量化信噪比87
3.5.4ADC的有效位數(shù)87
3.6頻率綜合器87
3.6.1長期頻率穩(wěn)定度88
3.6.2短期頻率穩(wěn)定度89
3.6.3晶體振蕩器91
3.6.4介質(zhì)振蕩器91
3.6.5壓控振蕩器91
3.6.6原子鐘91
3.7中央電子系統(tǒng)和電源子系統(tǒng)92
3.7.1中央電子系統(tǒng)92
3.7.2電源子系統(tǒng)92
習(xí)題93
參考文獻(xiàn)94
第4章雷達(dá)信號模型及信號處理95
4.1雷達(dá)測量的基本內(nèi)容95
4.1.1測量精度和精密度95
4.1.2距離測量96
4.1.3速度測量97
4.1.4RCS測量98
4.1.5角度測量98
4.2雷達(dá)信號的基本概念99
4.2.1時間頻率測不準(zhǔn)原理99
4.2.2雷達(dá)信號相干性和非相干性99
4.2.3雷達(dá)信號的四種基本數(shù)學(xué)表達(dá)式100
4.2.4正交調(diào)制和正交解調(diào)100
4.2.5信號的相關(guān)101
4.2.6信號的能量譜密度和功率譜密度102
4.2.7信號的匹配濾波102
4.2.8雷達(dá)信號的模糊函數(shù)104
4.3常用的雷達(dá)信號模型107
4.3.1連續(xù)波信號107
4.3.2脈沖調(diào)制連續(xù)波信號107
4.3.3相位編碼信號108
4.3.4調(diào)頻連續(xù)波信號109
4.3.5線性調(diào)頻脈沖信號110
4.3.6非線性調(diào)頻脈沖信號111
4.3.7頻率步進(jìn)脈沖信號111
4.3.8調(diào)頻步進(jìn)脈沖信號112
4.3.9非線性調(diào)頻步進(jìn)脈沖信號113
4.3.10噪聲信號114
4.4雷達(dá)信號處理116
4.4.1脈沖壓縮117
4.4.2脈沖-多普勒處理136
4.4.3干涉信號處理137
4.4.4FMCW的距離和速度測量解耦137
4.4.5空時自適應(yīng)陣列信號處理139
4.4.6時頻分析方法151
4.4.7分?jǐn)?shù)階傅里葉變換方法162
4.4.8Keystone變換方法165
習(xí)題167
參考文獻(xiàn)168
第5章運(yùn)動目標(biāo)探測雷達(dá)169
5.1搜索跟蹤雷達(dá)169
5.1.1搜索雷達(dá)方程169
5.1.2發(fā)現(xiàn)(探測)概率、虛警概率和漏警概率170
5.1.3脈沖積累171
5.1.4恒虛警率檢測171
5.1.5搜索跟蹤雷達(dá)的典型波束掃描方式171
5.1.6跟蹤算法173
5.1.7邊跟蹤邊掃描177
5.2天波超視距雷達(dá)177
5.2.1工作原理177
5.2.2超視距雷達(dá)的反隱身能力179
5.2.3超視距雷達(dá)對海面風(fēng)和洋流的探測180
5.2.4天波超視距雷達(dá)的技術(shù)難點(diǎn)與局限性180
5.3預(yù)警雷達(dá)180
5.3.1地面在雜波的多普勒帶寬182
5.3.2DPCA技術(shù)182
5.3.3ATI技術(shù)183
5.3.4STAP技術(shù)184
5.4無源雷達(dá)184
5.4.1無源雷達(dá)的優(yōu)勢184
5.4.2無源雷達(dá)的信號處理185
5.4.3無源雷達(dá)的空間、時間、頻率和相位同步185
5.4.4無源雷達(dá)的等信噪比和等距離*線185
5.4.5無源雷達(dá)的速度測量186
習(xí)題187
參考文獻(xiàn)188
第6章環(huán)境探測雷達(dá)190
6.1雷達(dá)高度計190
6.1.1雷達(dá)高度計的發(fā)展190
6.1.2海面高度193
6.1.3雷達(dá)高度計的工作原理194
6.1.4高度測量誤差及修正201
6.1.5實(shí)現(xiàn)高精度距離測量的原因203
6.1.6典型的高度計系統(tǒng)204
6.1.7高度計的主要應(yīng)用205
6.2雷達(dá)散射計207
6.2.1雷達(dá)散射計的發(fā)展207
6.2.2雷達(dá)散射計的主要體制207
6.2.3雷達(dá)散射計的海面風(fēng)場測量原理210
6.2.4海面后向散射系數(shù)210
6.2.5多次測量211
6.2.6海面風(fēng)場反演212
6.2.7海面風(fēng)場測量精度213
6.2.8扇形波束散射計和筆形波束散射計對比213
6.2.9典型的星載散射計系統(tǒng)214
6.2.10散射計的主要應(yīng)用217
6.3氣象雷達(dá)218
6.3.1Rayleigh散射和Mie散射218
6.3.2雷達(dá)反射因子219
6.3.3雷達(dá)方程220
6.3.4地基氣象雷達(dá)221
6.3.5星載氣象雷達(dá)224
6.3.6氣象雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展227
習(xí)題229
參考文獻(xiàn)230
第7章成像雷達(dá)232
7.1雷達(dá)成像的物理和數(shù)學(xué)問題232
7.2雷達(dá)成像的空間域與空間譜域235
7.3合成孔徑雷達(dá)236
7.3.1SAR的發(fā)展歷史236
7.3.2SAR的基本原理237
7.3.3SAR成像算法243
7.3.4SAR成像實(shí)例251
7.3.5SAR主要體制252
7.3.6干涉合成孔徑雷達(dá)256
7.3.7SAR/GMTI277
7.3.8SAR的主要應(yīng)用278
7.4逆合成孔徑雷達(dá)279
7.4.1ISAR的基本原理279
7.4.2ISAR成像實(shí)例286
7.4.3干涉逆合成孔徑雷達(dá)288
7.4.4ISAR成像的微動和微多普勒現(xiàn)象290
7.4.5ISAR的主要應(yīng)用293
7.5圓跡合成孔徑雷達(dá)295
7.5.1CSAR的基本原理295
7.5.2CSAR的成像算法302
7.5.3CSAR成像實(shí)例305
7.5.4CSAR關(guān)鍵技術(shù)308
7.5.5CSAR的應(yīng)用308
7.6視頻SAR/ISAR311
7.7廣義合成孔徑技術(shù)312
7.7.1觀測子孔徑的分解與合成312
7.7.2空間分離的調(diào)頻步進(jìn)脈沖信號313
7.7.3干涉SAR地距分辨率的提高316
7.7.4重復(fù)軌道SAR方位向分辨率的提高320
7.8雷達(dá)成像與光學(xué)成像的異同322
習(xí)題324
參考文獻(xiàn)325
第8章極化雷達(dá)327
8.1極化雷達(dá)的理論基礎(chǔ)327
8.1.1電磁波的極化描述327
8.1.2Jones矢量328
8.1.3極化散射矩陣329
8.1.4Stokes矢量331
8.1.5完全極化波和部分極化波331
8.1.6協(xié)方差矩陣和相干散射矩陣334
8.1.7總功率335
8.1.8同極化相干系數(shù)336
8.1.9同極化相差336
8.2極化雷達(dá)的信息處理336
8.2.1極化綜合336
8.2.2極化分解337
8.2.3極化圖像的解譯與分類342
8.2.4極化雷達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)344
8.3極化SAR的主要應(yīng)用344
習(xí)題345
參考文獻(xiàn)345
第9章噪聲雷達(dá)347
9.1噪聲雷達(dá)概述347
9.1.1噪聲雷達(dá)的發(fā)展歷史347
9.1.2噪聲雷達(dá)的特點(diǎn)348
9.1.3噪聲雷達(dá)的一般系統(tǒng)方案348
9.2噪聲信號模型及其壓縮處理方法349
9.2.1噪聲信號模型349
9.2.2噪聲信號的壓縮處理方法350
9.2.3噪聲信號的模糊函數(shù)350
9.3混沌噪聲雷達(dá)351
9.3.1混沌理論與混沌信號351
9.3.2混沌信號模型352
9.4噪聲雷達(dá)的應(yīng)用358
9.4.1噪聲雷達(dá)成像359
9.4.2抗壓制干擾和抗欺騙干擾364
習(xí)題365
參考文獻(xiàn)365
第10章陣列雷達(dá)367
10.1相控陣?yán)走_(dá)367
10.1.1概述367
10.1.2波束掃描性能369
10.1.3相控陣?yán)走_(dá)的饋電方式376
10.1.4寬帶相控陣?yán)走_(dá)378
10.1.5相控陣?yán)走_(dá)的關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用379
10.2多波束陣列雷達(dá)380
10.2.1概述380
10.2.2波束形成的基本原理381
10.2.3陣元級和子陣級多波束形成381
10.2.4多波束形成的應(yīng)用382
10.2.5模擬陣列雷達(dá)383
10.2.6數(shù)字陣列雷達(dá)385
10.2.7數(shù)字陣列雷達(dá)的應(yīng)用395
10.3MIMO雷達(dá)395
10.3.1概述395
10.3.2統(tǒng)計MIMO雷達(dá)和相干MIMO雷達(dá)396
10.3.3虛擬天線陣列397
10.3.4MIMO雷達(dá)與相控陣?yán)走_(dá)的比較399
10.3.5MIMO雷達(dá)的模糊函數(shù)400
習(xí)題401
參考文獻(xiàn)401
第11章超分辨雷達(dá)成像技術(shù)403
11.1概述403
11.2超分辨成像方法分類403
11.2.1頻譜擴(kuò)展理論403
11.2.2譜分析理論404
11.3AR插值方法404
11.4Super-SVA方法