雷达波形设计与处理导论

第 1章 绪论 1 1.1 雷达系统的基本概念 1 1.2 雷达波形技术的发展 8 参考文献 10 第 2章 雷达信号与匹配滤波 12 2.1 引言 12 2.2 雷达信号的表示方法 13 2.2.1 时域与频域表示 13 2.2.2 波形参量与不确定原理 17 2.3 雷达信号的产生与接收 20 2.4 匹配滤波理论 23 2.4.1 白噪声下的匹配滤波器 24 2.4.2 色噪声下的匹配滤波器 29 2.5 匹配滤波器的实现 33 参考文献 38 第3章 模糊函数及雷达分辨理论 40 3.1 模糊函数的定义 40 3.2 模糊函数的性质 42 3.3 模糊函数与目标分辨 48 3.3.1 距离分辨 48 3.3.2 速度分辨 51 3.3.3 距离 速度联合分辨 52 3.4 模糊函数的例子 53 3.4.1 矩形脉冲的模糊函数 53 3.4.2 矩形脉冲的分辨性能 54 参考文献 59 第4章 常用雷达波形 60 4.1 雷达信号的分类 60 4.2 线性调频脉冲信号 62 4.2.1 线性调频脉冲信号的频谱特性 63 4.2.2 线性调频脉冲信号的模糊函数 64 4.2.3 线性调频脉冲信号的处理方法 68 4.3 单载频相参脉冲串信号 69 4.3.1 均匀脉冲串信号的频谱特性 70 4.3.2 均匀脉冲串信号的模糊函数 72 4.3.3 均匀脉冲串信号的处理方法 75 4.4 步进频率信号 78 4.4.1 步进频率信号的频谱特性 78 4.4.2 步进频率信号的模糊函数 79 4.4.3 步进频率信号的处理方法 83 4.5 二相编码信号 85 4.5.1 二相编码信号的频谱特性 86 4.5.2 二相编码信号的模糊函数 87 4.5.3 二相编码信号的处理方法 91 4.6 MATLAB程序清单 91 参考文献 98 第5章 脉冲多普勒雷达波形 100 5.1 脉冲多普勒雷达概述 100 5.2 多普勒效应 101 5.3 低PRF脉冲多普勒雷达波形 104 5.3.1 目标和杂波间的差别 106 5.3.2 低PRF PD雷达信号处理 108 5.3.3 低PRF工作模式小结 113 5.4 高PRF脉冲多普勒雷达波形 113 5.4.1 高PRF的时域特性 114 5.4.2 高PRF PD雷达信号处理 116 5.4.3 高PRF工作模式小结 118 5.5 中PRF脉冲多普勒雷达波形 118 5.5.1 中PRF雷达的杂波响应 119 5.5.2 中PRF雷达的PRF选择 121 5.5.3 中PRF工作模式小结 123 参考文献 123 第6章 低截获概率雷达波形 124 6.1 低截获概率雷达概述 124 6.2 低截获概率雷达基本原理 125 6.3 低截获概率波形的模糊度分析 128 6.3.1 周期模糊函数 129 6.3.2 平均模糊函数 131 6.4 连续波信号 131 6.4.1 调频连续波模糊函数分析 131 6.4.2 调频连续波信号处理 138 6.5 随机技术 140 6.5.1 随机化波形 141 6.5.2 随机调频连续波模糊函数分析 142 6.6 低截获概率信号分析 147 6.6.1 LPI雷达波形的时频谱分析 149 6.6.2 LPI雷达波形的循环谱分析 150 参考文献 152 第7章 *佳检测波形 153 7.1 引言 153 7.2 检测波形优化 154 7.2.1 已知信号的检测 154 7.2.2 波形优化 156 7.2.3 波形优化性能 156 7.3 未知多目标检测*佳波形设计 157 7.3.1 信号模型 157 7.3.2 波形优化模型 158 7.4 检测波形优化问题的求解 160 7.4.1 联合设计的SINR 161 7.4.2 WF和MF设计的SINR 163 7.4.3 联合设计中XCS的雅可比矩阵 163 7.4.4 WF设计中XCS的雅可比矩阵 166 7.4.5 MF设计中XCS的雅可比矩阵 167 7.5 仿真实验 168 参考文献 174 第8章 *佳跟踪波形 175 8.1 引言 175 8.2 用于目标跟踪的发射波形集合 176 8.2.1 高斯包络单载频脉冲 176 8.2.2 高斯包络LFM脉冲 177 8.2.3 CF-HFM组合脉冲串 178 8.3 线性跟踪模型中的波形优化 179 8.3.1 卡尔曼滤波 179 8.3.2 观测噪声协方差的CRLB近似 180 8.3.3 基于卡尔曼滤波的波形自适应选择 182 8.3.4 仿真及分析 183 8.4 非线性跟踪模型中的波形优化 187 8.4.1 无迹卡尔曼滤波 188 8.4.2 基于无迹变换的跟踪均方误差预测 190 8.4.3 仿真及分析 191 8.5 机动目标跟踪中的波形优化 194 8.5.1 基于分辨单元及量测提取的观测噪声协方差近似 194 8.5.2 基于序贯扩展卡尔曼滤波的波形自适应选择 199 8.5.3 仿真及分析 204 参考文献 208 第9章 MIMO雷达波形 209 9.1 MIMO雷达简介 209 9.2 信号模型和设计准则 211 9.3 基于量子遗传算法的正交波形设计 213 9.3.1 遗传算法 213 9.3.2 量子遗传算法 218 9.3.3 正交信号波形设计过程 220 9.4 仿真及分析 222 参考文献 225 名词索引 227