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第1章 概述1

1.1 雷达背景知识1

1.2 雷达的典型功能1

1.3 目标识别的需要3

1.3.1 目标识别定义3

1.3.2 目前和未来的军事需求3

1.3.3 因误击引起的悲剧5

1.3.4 其他军用和民用用途6

1.4 非合作目标识别7

1.4.1 敌我识别系统（IFF）7

1.4.2 非合作目标识别雷达8

1.5 雷达目标识别应用9

1.5.1 空中军用平台9

1.5.2 海军舰载平台10

1.5.3 陆基军用平台10

1.5.4 民用领域应用11

1.5.5 弹道导弹防御12

1.6 技术挑战12

1.7 本书内容摘要13

参考文献14

第2章 雷达原理17

2.1 雷达概述17

2.1.1 引言17

2.1.2 基本概念17

2.1.3 雷达波18

2.1.4 雷达波长21

2.1.5 探测距离22

2.1.6 雷达的功能组成22

2.1.7 波形产生器23

2.1.8 上变频28

2.1.9 发射机29

2.1.10 天线30

2.1.11 多普勒效应38

2.1.12 热噪声41

2.1.13 相位噪声44

2.1.14 接收机前端45

2.1.15 下变频46

2.1.16 接收机动态范围48

2.1.17 模／数转换器49

2.1.18 信号处理51

2.1.19 目标跟踪62

2.1.20 脉冲自相关函数和匹配滤波64

2.1.21 雷达目标截面积66

2.1.22 雷达距离方程67

2.1.23 相控阵雷达69

2.2 雷达测量72

2.2.1 引言72

2.2.2 距离测量73

2.2.3 频率测量74

2.2.4 横向分辨率75

2.2.5 雷达测量小结76

2.3 目标识别概述76

2.3.1 引言76

2.3.2 目标识别过程76

2.3.3 电磁散射78

2.3.4 简单物体的雷达截面积80

2.4 小结81

参考文献82

第3章 高分辨率距离像87

3.1 概述87

3.1.1 距离像信号特征87

3.1.2 视角效应87

3.2 目标散射体88

3.2.1 个体散射体88

3.2.2 散射体干涉效应89

3.2.3 距离像的复杂性90

3.2.4 距离像与光学图像比较90

3.3 距离像处理90

3.3.1 引言90

3.3.2 目标信号的测量91

3.3.3 目标特征信号数据库91

3.3.4 特征信号调整和识别算法92

3.4 高距离分辨率雷达脉冲93

3.5 频率步进雷达93

3.5.1 合成宽带脉冲93

3.5.2 测量目标信号特征95

3.5.3 频率步进信号特征97

3.5.4 杂波下工作100

3.5.5 运动补偿101

3.5.6 支持频率步进应用的技术101

3.5.7 频率步进技术小结101

3.6 宽带脉冲压缩102

3.6.1 概述102

3.6.2 线性调频信号波形105

3.6.3 非线性频率调制108

3.6.4 相位编码波形108

3.6.5 类噪声波形109

3.7 伸缩处理110

3.7.1 伸缩处理技术110

3.7.2 作用距离范围111

3.7.3 距离多普勒耦合112

3.7.4 数字化器带宽112

3.8 带宽分段114

3.8.1 基本概念114

3.8.2 啁啾信号分段114

3.8.3 分段波形的组合116

3.8.4 带宽分段技术116

3.8.5 带宽分段小结116

3.9 高距离分辨率波形小结116

参考文献117

第4章 高横向距离分辨率技术119

4.1 概述119

4.2 多普勒波束锐化119

4.2.1 实波束图119

4.2.2 多普勒波束锐化概念120

4.3 合成孔径雷达122

4.3.1 概念122

4.3.2 SAR多普勒频移123

4.3.3 SAR横向距离分辨率124

4.3.4 实波束照射126

4.3.5 目标多普勒频率和横向距离分辨率127

4.3.6 SAR距离单元和目标图像128

4.3.7 SAR运动补偿129

4.3.8 SAR信号处理操作130

4.3.9 SAR数据134

4.4 SAR雷达聚束模式136

4.5 逆合成孔径雷达137

4.5.1 逆合成孔径雷达简介137

4.5.2 ISAR横向距离分辨率137

4.5.3 SAR和ISAR之间的关系139

4.5.4 获取ISAR图像140

4.6 横向距离分辨率技术小结145

参考文献146

第5章 频域和时域分析149

5.1 概述149

5.2 直升机识别150

5.2.1 直升机识别简介150

5.2.2 主旋翼桨叶151

5.2.3 尾旋翼桨叶159

5.2.4 主旋翼频谱161

5.2.5 直升机识别小结163

5.3 喷气引擎识别164

5.3.1 喷气引擎识别简介164

5.3.2 喷气引擎调制频谱165

5.3.3 根据JEM频谱识别引擎172

5.3.4 JEM小结177

5.4 直升机和喷气引擎识别技术小结177

参考文献178

第6章 其他高分辨率技术179

6.1 概述179

6.2 超分辨率技术180

6.2.1 传统分辨率技术180

6.2.2 近距目标181

6.2.3 超分辨率技术的应用182

6.2.4 关于超分辨率的讨论185

6.3 单脉冲技术185

6.3.1 概述185

6.3.2 单脉冲雷达技术的背景185

6.3.3 单脉冲技术在目标识别中的应用188

6.3.4 单脉冲技术在目标识别中的应用探讨190

6.4 极化现象191

6.4.1 概述191

6.4.2 极化矩阵191

6.4.3 目标的极化特性193

6.4.4 极化测量对雷达设计的要求196

6.4.5 极化在目标识别中的应用197

6.5 冲击雷达197

6.5.1 概述197

6.5.2 冲击雷达脉冲的特点198

6.5.3 冲击雷达系统的设计198

6.5.4 冲击雷达的应用199

6.5.5 冲击雷达识别目标时遇到的挑战200

6.6 超宽带／超高分辨率雷达200

6.6.1 概述200

6.6.2 相干超高距离分辨率201

6.6.3 结论201

6.7 组合高距离和高频率分辨率技术201

6.7.1 概述201

6.7.2 波形202

6.7.3 二维距离-频率特征202

6.7.4 结论203

6.8 其他高分辨率技术小结204

参考文献204

第7章 系统设计207

7.1 概述207

7.2 灵敏度207

7.2.1 用于目标探测的雷达距离方程207

7.2.2 高分辨率雷达距离方程208

7.2.3 目标识别模式的最大应用距离210

7.3 动态范围211

7.3.1 动态范围简介211

7.3.2 高分辨率模式应用211

7.4 校准和系统失真补偿213

7.4.1 校准和系统失真补偿简介213

7.4.2 系统失真效应213

7.4.3 通过雷达测量宽带信号的失真215

7.4.4 信号失真补偿219

7.5 高分辨率模式的雷达系统设计问题220

7.5.1 高分辨率模式的雷达系统设计简介220

7.5.2 目标识别功能在雷达系统上的应用220

7.6 系统设计小结222

参考文献223

第8章 雷达系统部件要求224

8.1 概述224

8.2 波形的产生224

8.2.1 概述224

8.2.2 高距离分辨率224

8.2.3 JEM调制波形226

8.3 上变频227

8.4 发射机227

8.5 接收机227

8.6 模／数转换器228

8.6.1 高距离分辨率228

8.6.2 喷气式发动机调制228

8.7 信号和数据处理器229

8.8 雷达部件小结229

参考文献229

第9章 天线设计231

9.1 概述231

9.2 抛物面天线231

9.3 相控阵天线232

9.3.1 简介232

9.3.2 波束偏斜232

9.3.3 时间延迟效应233

9.3.4 步进频率技术234

9.3.5 真时间延迟235

9.4 天线设计小结237

参考文献237

第10章 系统运用239

10.1 概述239

10.2 跟踪雷达239

10.2.1 跟踪雷达简介239

10.2.2 跟踪雷达用于目标识别240

10.3 无源相控阵雷达242

10.3.1 无源相控阵雷达简介242

10.3.2 无源相控阵雷达用于目标识别242

10.4 有源相控阵雷达244

10.4.1 有源相控阵雷达简介244

10.4.2 有源相控阵雷达用于目标识别244

10.5 目标识别雷达系统245

10.6 系统运用小结246

参考文献246

第11章 雷达目标识别应用247

11.1 概述247

11.2 飞机目标识别247

11.2.1 概述247

11.2.2 喷气引擎固定翼飞机247

11.2.3 螺旋桨固定翼飞机248

11.2.4 直升机248

11.3 舰船249

11.3.1 地（海）基平台249

11.3.2 机载平台249

11.4 地面车辆和人员249

11.4.1 陆基平台249

11.4.2 机载平台250

11.5 巡航导弹250

11.5.1 巡航导弹简介250

11.5.2 巡航导弹识别技术251

11.6 弹道导弹251

11.6.1 弹道导弹识别简介251

11.6.2 弹道导弹识别技术252

11.7 目标识别应用小结252

参考文献254

第12章 目标识别过程255

12.1 概述255

12.2 雷达测量255

12.2.1 概述255

12.2.2 测量问题255

12.2.3 测量质量256

12.2.4 相关时间256

12.3 目标特征信号数据库257

12.3.1 目标特征信号数据库简介257

12.3.2 距离像257

12.3.3 二维目标特征信号261

12.3.4 直升机261

12.3.5 喷气引擎262

12.4 数据库的构建262

12.4.1 概述262

12.4.2 数据库构建技术262

12.4.3 未知目标263

12.4.4 数据库内容数量265

12.5 目标特征信号模型265

12.5.1 目标特征信号模型简介265

12.5.2 几何和物理光学模拟266

12.5.3 有限差分时域法267

12.5.4 矩量法268

12.5.5 目标特征模拟小结268

12.6 识别算法268

12.6.1 识别算法简介268

12.6.2 目标识别混淆矩阵269

12.6.3 采用相关技术的模板匹配270

12.6.4 特征提取271

12.6.5 识别算法小结278

12.7 数据处理功能278

12.7.1 概述278

12.7.2 目标特征数据提取279

12.7.3 特征信号数据调整279

12.7.4 特征提取280

12.7.5 识别算法280

12.7.6 数据处理器280

12.8 目标识别过程小结280

参考文献281

第13章 雷达及其他来源数据融合285

13.1 数据融合简介285

13.2 其他雷达数据285

13.2.1 概述285

13.2.2 跟踪数据286

13.2.3 高度、速度和机动286

13.2.4 雷达截面积286

13.2.5 雷达数据小结286

13.3 其他传感器数据287

13.3.1 电子监视接收机287

13.3.2 光学和红外探测系统289

13.3.3 声学传感器289

13.4 贝叶斯网络290

13.4.1 概述290

13.4.2 贝叶斯网络描述290

13.5 贝叶斯分类器291

13.5.1 贝叶斯分类器简介291

13.5.2 网络设计292

13.6 贝叶斯分类器仿真293

13.6.1 假设条件293

13.6.2 先验概率293

13.6.3 应用贝叶斯公式294

13.7 小结295

参考文献296

第14章 总结与结论298

14.1 本书简介298

14.2 雷达技术的发展298

14.3 高分辨率距离像299

14.4 高横向距离分辨率技术299

14.5 喷气引擎和直升机的识别技术300

14.6 其他高分辨率技术301

14.7 系统设计事宜302

14.8 雷达系统元件要求302

14.9 天线设计303

14.10 系统运用303

14.11 目标识别过程304

14.12 雷达与其他来源数据的融合306

14.13 未来挑战307

14.14 雷达目标识别展望309

参考文献309

附录310

附录1 “经典”步进频率技术310

附录2 JEM频谱的推导316

附录3 贝叶斯定理320

参考文献321