●目 錄 部分 雷達原理章 定義和術語2 1.1  雷達繫統的分類和波段2 1.2 脈衝和連續波（CW）雷達6 1.3 距離7 1.4 距離分辨率9 1.5 多普勒頻率11 1.6 相干性17 1.7 分貝的算法18 習題19 附錄1-A 章MATLAB程序清單20第2章 基本脈衝和連續波（CW）雷達操作22 2.1 雷達距離方程22 2.2 低PRF雷達方程26 2.3 高PRF雷達方程28 2.4 監視雷達方程30 2.5 帶干擾的雷達方程34 2.5.1 自屏蔽干擾器（SSJ）35 2.5.2 燒穿距離38 2.5.3 遠距離干擾器（SOJ）40 2.6 距離縮減因子42 2.7 雙基地雷達方程42 2.8 雷達損耗44 2.8.1 發射和接收損耗44 2.8.2 天線方向圖損耗和掃描損耗44 2.8.3 大氣損耗45 2.8.4 折疊損耗45 2.8.5 處理損耗46 2.9 噪聲繫數482.10 連續波雷達51 2.10.1 連續波雷達方程52 2.10.2 頻率調制53 2.10.3 線性調頻（LFM）連續波雷達57 2.10.4 多頻連續波雷達592.11 MATLAB函數“range_calc.m”60習題61附錄2-A 第2章MATLAB程序清單65第二部分 雷達信號與信號處理第3章 線性繫統與復信號表示法78 3.1 信號分類78 3.2 傅裡葉變換79 3.3 繫統分類79 3.3.1 線性與非線性繫統80 3.3.2 時不變與時變繫統80 3.3.3 穩定與非穩定繫統80 3.3.4 因果與非因果繫統81 3.4 用傅裡葉級數的信號表示法81 3.5 卷積與相關積分83 3.5.1 能量與功率譜密度84 3.6 帶通信號87 3.6.1 解析信號（前置包絡）87 3.6.2 帶通信號的前置包絡與復包絡88 3.7 一些常規雷達信號的頻譜90 3.7.1 連續波信號90 3.7.2 有限持續時間脈衝信號91 3.7.3 周期脈衝信號92 3.7.4 有限持續時間脈衝串信號93 3.7.5 線性調頻（LFM）信號94 3.8 信號帶寬與持續時間98 3.8.1 有效帶寬與持續時間計算99 3.9 離散時間繫統與信號102 3.9.1 采樣定理102 3.9.2 Z變換105 3.9.3 離散傅裡葉變換106 3.9.4 離散功率譜106 3.9.5 加窗技術108 3.9.6 抽取與插值111 習題112 附錄3-A 第3章MATLAB程序清單114 附錄3-B 傅裡葉變換對118 附錄3-C Z變換對119第4章 匹配濾波器雷達接收機120 4.1 匹配濾波器信噪比120 4.1.1 白噪聲情況122 4.1.2 副本123 4.2 匹配濾波器輸出通式124 4.2.1 靜止目標情況124 4.2.2 運動目標情況125 4.3 波形分辨率和模糊127 4.3.1 距離分辨率127 4.3.2 多普勒分辨率129 4.3.3 復合距離與多普勒分辨率130 4.4 距離與多普勒不定131 4.4.1 距離不定131 4.4.2 多普勒不定133 4.4.3 距離-多普勒耦合134 4.4.4 LFM信號的距離-多普勒耦合137 4.5 目標參數估計138 4.5.1 何為估計函數138 4.5.2 幅度估計139 4.5.3 相位估計139 習題140第5章 模糊函數―模擬波形142 5.1 引言142 5.2 模糊函數的例子143 5.2.1 單個脈衝模糊函數143 5.2.2 LFM模糊函數145 5.2.3 相干脈衝串模糊函數149 5.2.4 LFM脈衝串的模糊函數152 5.3 步進頻率波形155 5.4 非線性調頻157 5.4.1 靜態相位的概念157 5.4.2 頻率調制波形的頻譜賦形161 5.5 模糊圖等值線162 5.6 LFM信號的距離-多普勒耦合的解釋163 習題164 附錄5-A 第5章MATLAB程序清單165第6章 模糊函數―離散編碼波形171 6.1 離散編碼信號表示171 6.2 脈衝串編碼172 6.3 相位編碼176 6.3.1 二進制相位編碼176 6.3.2 多相編碼189 6.4 頻率編碼191 6.4.1 Costas碼191 6.5 離散編碼的模糊圖193 習題194 附錄6-A 第6章MATLAB程序清單194第7章 脈衝壓縮199 7.1 時間-帶寬積199 7.2 脈衝壓縮的雷達方程200 7.3 脈衝壓縮的基本原理200 7.4 相關處理器202 7.5 擴展處理器207 7.5.1 LFM 脈衝信號208 7.5.2 步進頻率波形213 7.5.3 目標速度的影響219 習題220 附錄7-A 第7章MATLAB程序清單221第三部分 雷達繫統的特殊考慮第8章 雷達波的傳播228 8.1 地球對雷達方程的影響228 8.2 地球大氣層228 8.3 大氣模型230 8.3.1 對流層中的折射率230 8.3.2 電離層中的折射率232 8.3.3 計算折射率的數學模型233 8.3.4 分層大氣折射模型234 8.4 三分之四地球模型238 8.4.1 目標高度方程238 8.5 地面反射239 8.5.1 平滑表面反射繫數239 8.5.2 發散243 8.5.3 粗糙表面反射244 8.5.4 總反射繫數245 8.6 方向圖傳播因子246 8.6.1 平坦地表248 8.6.2 球形地球249 8.7 衍射253 8.8 大氣衰減256 8.8.1 大氣吸收257 8.8.2 大氣衰減圖259 8.9 降水導致的衰減262 習題264 附錄8-A 第8章MATLAB程序清單265第9章 雷達雜波280 9.1 雜波的定義280 9.2 表面雜波280 9.2.1 區域雜波的雷達方程―機載雷達282 9.3 體雜波283 9.3.1 體雜波的雷達方程285 9.4 表面雜波RCS286 9.4.1 單脈衝低PRF情況286 9.4.2 高PRF的情況291 9.5 素293 9.6 雜波後向散射繫數統計模型294 9.6.1 表面雜波的情況294 9.6.2 體雜波情況296 習題297 附錄9-A 第9章MATLAB程序清單2970章 動目標顯示（MTI）和脈衝多普勒雷達302 10.1 雜波功率譜密度302 10.2 動目標顯示（MTI）的概念302 10.2.1 單延遲線對消器304 10.2.2 雙延遲線對消器305 10.2.3 帶有反饋回路（遞歸濾波器）的延遲線307 10.3 PRF參差308 10.4 MTI改善因子311 10.4.1 2脈衝MTI形式312 10.4.2 通用形式313 10.5 雜波下的可見度（SCV）314 10.6 有很好權重的延遲線對消器314 10.7 脈衝多普勒雷達316 10.7.1 脈衝多普勒雷達信號處理319 10.7.2 解距離模糊320 10.7.3 解多普勒模糊包絡322 10.8 相位噪聲325 習題329 附錄10-A 0章MATLAB程序清單331第四部分 雷達檢測1章 隨機變量和隨機過程337 11.1 隨機變量337 11.2高斯隨機向量339 11.2.1 高斯隨機向量342 11.3 瑞利隨機變量342 11.4 卡方隨機變量343 11.4.1 自由度為N的中心卡方隨機變量343 11.4.2 自由度為N的非中心卡方隨機變量344 11.5 隨機過程345 11.6 高斯隨機過程346 11.6.1 低通高斯隨機變量346 11.6.2 帶通高斯隨機過程347 11.6.3 帶通高斯過程的包絡348習題3492章 單脈衝檢測351 12.1 參數已知的單脈衝351 12.2 幅度已知、相位未知的單脈衝354 12.2.1 虛警概率357 12.2.2 檢測概率358 習題360 附錄12-A 2章MATLAB程序清單3613章 波動目標檢測364 13.1 引言364 13.2 脈衝積累364 13.2.1 相干積累365 13.2.2 非相干積累366 13.2.3 改善因子和積累損耗366 13.3 目標起伏：目標χ2族367 13.4 平方律檢波器的虛警概率公式368 13.4.1 平方律檢測371 13.5 探測概率的計算372 13.5.1 Swerling 0（Swerling V）目標的探測372 13.5.2 Swerling I目標的探測374 13.5.3 Swerling II目標的探測375 13.5.4 Swerling III目標的探測376 13.5.5 Swerling IV目標的探測378 13.6 起伏損耗的計算380 13.7 累積探測概率381 13.8 恆虛警率（CFAR）383 13.8.1-平均CFAR（單個脈衝）384 13.8.2 采用非相干積-平均CFAR385 13.9 MN檢測38613.10 雷達方程回顧387習題388附錄13-A 不接近伽馬函數390附錄13-B 3章MATLAB程序清單392第五部分 關於雷達的一些特殊主題4章 雷達截面積（RCS）407 14.1 RCS定義407 14.2 RCS和姿態角及頻率的依賴關繫408 14.3 RCS與極化的依賴關繫411 14.3.1 歸一化電場411 14.3.2 極化411 14.3.3 目標散射矩陣413 14.4 簡單物體的RCS415 14.4.1 球415 14.4.2 橢球417 14.4.3 圓形平板419 14.4.4 截錐體（平截體）420 14.4.5 圓柱體423 14.4.6 矩形平板425 14.4.7 三角形平板428 14.5 復雜目標的RCS429 14.6 RCS預測方法430 14.6.1 計算電磁學431 14.6.2 有限微分時間域方法431 14.6.3 方法433 14.6.4 積分方程434 14.6.5 幾何光學435 14.6.6 物理光學435 14.6.7 邊緣衍射437 14.7 多次反射437 習題438 附錄14-A 4章MATLAB程序清單4395章 相控陣天線456 15.1 方向性、功率增益和有效孔徑456 15.2 近場和遠場457 15.3 通用陣列458 15.4 線性陣列天線460 15.4.1 陣列錐削463 15.4.2 通過DFT進行方向圖計算465 15.5 平面陣列470 15.5.1 矩形網格陣列471 15.5.2 圓形網格陣列472 15.5.3 同軸網格圓形陣列478 15.5.4 帶圓形邊界的矩形網格陣列479 15.5.5 六邊形網格陣列479 15.6 陣列天線掃描損失490 15.7 多輸入多輸出（MIMO）―線性陣列492 習題495 附錄15-A 5章MATLAB程序清單4966章 自適應信號處理509 16.1 非自適應波束形成509 16.2 使用最小均方的自適應信號處理512 16.3 LMS自適應陣列處理515 16.4 副瓣對消器（SLC）522 16.5 空時自適應處理（STAP）523 16.5.1 空時處理523 16.5.2 空時自適應處理526 習題529 附錄16-A 6章MATLAB程序清單5297章 目標跟蹤537 17.1 角度跟蹤537 17.1.1 時序波瓣法537 17.1.2 圓錐掃描538 17.2 幅度比較單脈衝541 17.3 相位比較單脈衝546 17.4 距離跟蹤548 17.5 邊搜索邊跟蹤（TWS）549 17.6 LTI繫統的狀態變量表示法550 17.7 感興趣的LTI繫統553 17.8 固定增益跟蹤濾波器554 17.8.1 ?? 濾波器556 17.8.2 ????濾波器559 17.9 卡爾曼濾波器567 17.9.1 Singer ???-卡爾曼濾波器568 17.9.2 卡爾曼濾波器和??? 濾波器的關繫57017.10 MATLAB卡爾曼濾波仿真573習題579附錄17-A 7章MATLAB程序清單5818章 戰術合成孔徑雷達（TSAR）588 18.1 引言588 18.1.1 側視SAR的幾何關繫588 18.2 SAR設計上的考慮590 18.3 SAR雷達方程594 18.4 SAR信號處理595 18.5 側視SAR多普勒處理595 18.6 利用多普勒處理進行SAR成像598 18.7 距離移動599 18.8 三維SAR成像技術599 18.8.1 背景600 18.8.2 DFTSQM操作與信號處理600 18.8.3 DFTSQM SAR圖像的幾何關繫603 18.8.4 斜距方程604 18.8.5 信號合成606 18.8.6 電子處理607 18.8.7 方程（18.71）的推導608 18.8.8 第k個的非零泰勒級數繫數610 習題611 附錄18-A 8章MATLAB程序清單612參考文獻614

本書作者為有名雷達技術專家，全書討論了雷達基本概念和技術原理，具體描述了雷達截面、極化、匹配濾波器和雷達模糊函數及雷達波傳播的近期新進展，並給出了PRN 碼，多徑和折射、高距離分辨率、雜波和MIT處理的有關內容。新版增加了更多習題，包含豐富的MATLAB程序代碼可用於雷達繫統的分析和設計，具有很高的實際應用價值。

Bassem R. Mahafza（B. M. 馬哈夫扎） 著 周萬幸 譯