●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 48 2.10 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 59 2.11 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RCS 286 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 297 0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 有最佳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.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 349 2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 361 3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.-平均CFAR（單個脈衝） 384 13.8.2 采用非相干積-平均CFAR 385 13.9 MN檢測 386 13.10 雷達方程回顧 387 習題 388 附錄13-A 不完全伽馬函數 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RCS 415 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RCS 429 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 439 5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 496 6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 529 7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 570 17.10 MATLAB卡爾曼濾波仿真 573 習題 579 附錄17-A 7章MATLAB程序清單 581 8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