电子与信息工程系列：雷达信号理论与应用（基础篇） [Radar Signals:Theory and Application] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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位寅生 著

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• 电磁场与微波技术
• 雷达原理
• 雷达信号
• 高等教育
• 教材

出版社： 哈尔滨工业大学出版社

ISBN：9787560332956

版次：1

商品编码：11179557

包装：平装

丛书名： 电子与信息工程系列

外文名称：Radar Signals:Theory and Application

开本：16开

出版时间：2011-08-01

用纸：胶版纸

页数：245

字数：380000

内容简介

　　雷达信号理论是深入学习雷达信号处理以及雷达系统分析与设计的重要基础课程，其主要内容为：雷达信号的分析、雷达信号的最优处理以及雷达信号的最优设计。《电子与信息工程系列：雷达信号理论与应用（基础篇）》作为雷达信号理论与应用丛书的基础篇，主要介绍雷达信号分析的重要工具——模糊函数理论和雷达信号的最优处理方法——匹配滤波理论；在应用方面，重点介绍如何运用模糊函数对雷达信号进行分析，以及最优处理方法在实际雷达信号中如何应用。
　　《电子与信息工程系列：雷达信号理论与应用（基础篇）》分为11章。前5章介绍雷达信号分析的基础理论，后6章介绍基本雷达信号分析与处理方法。第1章是《电子与信息工程系列：雷达信号理论与应用（基础篇）》涉及的信号分析基础；第2章介绍雷达信号的最优处理——匹配滤波；第3章介绍雷达分辨的理论以及分辨和模糊函数的关系；第4章讲述模糊函数的基本理论；第5章介绍雷达理论估值误差与模糊函数的关系；第6～11章，分别介绍了简单脉冲信号、相参脉冲串信号、线性调频脉冲信号、非线性调频脉冲信号、频率编码信号、相位编码信号。
　　《电子与信息工程系列：雷达信号理论与应用（基础篇）》内容基础、翔实，层次分明，概念解析清楚，强调基础理论和实际应用的结合，非常适合自学。《电子与信息工程系列：雷达信号理论与应用（基础篇）》可作为电子工程专业高年级本科生以及研究生的《雷达信号理论》课程的教材，也可作为相关专业科技人员的参考书。

内页插图

目录

绪论

第1章 雷达信号的分析基础
1.1 信号的复数表示
1.1.1 实信号的频谱
1.1.2 实信号的复数表示
1.1.3 窄带雷达信号的定义
1.1.4 窄带信号的解析表示
1.1.5 窄带信号的带通滤波
1.1.6 随机信号的复数表示
1.2 点目标
1.2.1 点目标定义
1.2.2 理想点目标
1.3 多普勒目标
1.3.1 目标多普勒频率
1.3.2 点运动目标回波
1.4 雷达波形参量
1.4.1 波形参量的矩表示
1.4.2 信号的不确定关系

第2章 雷达信号的最优处理
2.1 白噪声下的最优处理
2.1.1 回波信号理想模型
2.1.2 线性滤波器的输出
2.1.3 最大输出信噪比准则
2.1.4 最优线性滤波器求解
2.1.5 匹配滤波器特性分析
2.2 色噪声下最优线性处理
2.2.1 线性滤波器的输出
2.2.2 最优滤波器的求解
2.2.3 滤波器的级联形式
2.3 匹配滤波器的实际应用
2.3.1 全距离的匹配处理
2.3.2 动目标的匹配处理
2.3.3 二维匹配处理过程
2.3.4 离散匹配滤波器组

第3章 雷达分辨与模糊函数
3.1 雷达分辨的基础知识
3.1.1 雷达分辨的定义
3.1.2 雷达分辨的度量
3.2 -维分辨与模糊函数
3.2.1 距离的分辨性能
3.2.2 速度的分辨性能
3.3 二维分辨与模糊函数
3.3.1 二维的分辨问题
3.3.2 二维的分辨性能

第4章 模糊函数的基本理论
4.1 模糊函数的形式
4.1.1 坐标的方向规定
4.1.2 卷积和频域形式
4.1.3 互模糊函数定义
4.2 模糊函数的理解
4.2.1 等价的匹配输出
4.2.2 模糊函数的剖面
4.3 模糊函数的性质
4.3.1 函数的内在性质
4.3.2 函数的变换性质
4.3.3 函数的导数性质

第5章 估值误差与模糊函数
5.1 雷达误差概述
5.1.1 雷达误差与来源
5.1.2 估计参数时假设
……
第6章 简单脉冲与脉压信号
第7章 单载频相参脉冲串信号
第8章 线性调频脉冲信号
第9章 非线性调频脉冲信号
第10章 频率编码信号
第11章 相位编码信号
参考文献

前言/序言

　　雷达信号理论是在二战前后发展起来的，它是雷达理论的一个重要分支。雷达信号作为雷达系统的核心，始终围绕着两个问题开展研究：其一，雷达发射什么样的信号才能最佳地与电磁环境相匹配，从而更有利于探测到目标；其二，雷达信号如何进行处理才能最有利于检测到目标。因此，最优信号处理和最优波形选择与设计在雷达信号理论中占有重要的地位，而雷达信号分析方法是研究二者的重要基础。
　　到目前为止，国内外出现了大量有关雷达信号分析与设计的文献，但作为全面系统的讨论雷达信号的专著并不多。其中，英文版有两本重要的专著：一本是C.ECook和Bernfeld所著的《Radar Signals ： AnIntroduction to Theo-ryand Application》，由Archhouse在1967年出版，这本书可以说是最经典的雷达信号理论专著之一；第二本书是Nadav Levanon和Eli Mozeson合著的《Radar Signals》，由John Wiley＆Sons在2004年出版，这本书内容十分丰富，作者把雷达信号最新的理论研究成果展现给读者，述特别提供了MATLAB代码用于仿真和分析。此外，2008年Bassem R.编著的《Radar Signal Analysisand Processing Using MATLAB》，也是非常有特色的有关雷达信号的参考书。
　　国内专门介绍雷达信号的书籍主要有两本，一本是张直中院士编著的《雷达信号的选择与处理》；另一本是林茂庸和柯有安编著的《雷达信号理论》，这两本书是本书作者在教学当中一直使用的主要参考书，也是很多科技人员学习雷达信号的启蒙教材，这两本书为雷达信号理论知识的传播作出了重要的贡献。

电子与信息工程系列：雷达信号理论与应用（基础篇） 本书是一部系统阐述雷达信号理论与应用基础知识的专著。 雷达（RADAR，Radio Detection and Ranging）作为现代信息技术的重要组成部分，在军事侦察、民用交通管制、气象探测、科学研究等诸多领域发挥着不可替代的作用。而雷达系统工作的核心，在于对回波信号的精确处理和分析，这其中信号理论占据着举足轻重的地位。本书旨在为读者构建一个扎实的雷达信号理论基础，并引导其理解这些理论如何在实际的雷达系统中得到应用。 本书内容聚焦于雷达信号的本质、生成、传播、接收以及初步分析。 我们将从最基础的概念入手，逐步深入到信号处理的各个环节，力求使读者对雷达信号有一个全面而深刻的认识。全书结构严谨，逻辑清晰，语言力求生动易懂，避免了过于晦涩的数学推导，而是侧重于概念的理解和物理意义的阐释，同时辅以适量的公式和图示，以期达到理论与实践的有效结合。 第一章 雷达系统概述与基本原理 本章将首先介绍雷达系统的基本组成和工作流程。我们将探讨雷达从发射电磁波到接收回波，再到信息提取的全过程。重点讲解雷达的基本参数，例如频率、脉冲宽度、脉冲重复频率、峰值功率、平均功率等，并阐述这些参数如何影响雷达的探测距离、分辨率和测量精度。此外，本章还会简要介绍不同类型的雷达系统，如脉冲雷达、连续波雷达、多普勒雷达等，为后续章节的学习打下铺垫。我们将强调雷达工作的基本物理原理——电磁波的传播和反射，以及目标散射特性对回波信号的影响。 第二章 雷达信号的数学描述 本章将深入探讨雷达信号的数学表示方法。我们将从最基础的正弦波和余弦波入手，介绍信号的幅度、频率、相位等基本属性。在此基础上，我们将引入更复杂的信号模型，如矩形脉冲信号，并讨论其在时域和频域的特性。脉冲压缩技术的核心——线性调频（Chirp）信号，也将在本章得到详细的讲解。我们将分析线性调频信号的特点，包括其带宽和时间长度如何影响分辨率，并初步介绍其在提升信噪比方面的优势。傅里叶变换作为分析信号频谱的强大工具，也将贯穿本章，帮助读者理解信号的频率成分及其重要性。 第三章 雷达回波的形成与特性 雷达回波是目标与雷达电磁波相互作用的产物。本章将详细分析雷达回波的形成机制。我们将探讨不同类型目标的散射特性，例如点目标、扩展目标、集体目标等，并分析它们的散射截面积（Radar Cross Section, RCS）如何影响回波信号的强度。雷达方程作为连接雷达参数、目标特性和回波信号强度的核心公式，将在本章得到详细推导和讲解。我们将分析影响雷达方程的各项因素，并探讨如何通过优化雷达设计来提升探测能力。此外，本章还将介绍环境因素对回波的影响，例如大气的衰减、海面杂波、地物杂波等，这些非目标回波信号的存在会对雷达探测造成干扰。 第四章 雷达信号的接收与处理基础 接收天线捕获到的雷达回波信号通常非常微弱，且包含噪声。本章将聚焦于雷达信号的接收和初步处理过程。我们将介绍低噪声放大器（LNA）的作用，以及其对信号质量的重要性。相干检波和非相干检波是两种基本的信号解调方式，本章将对它们进行原理性介绍，并分析各自的优缺点。我们还将引入噪声的概念，讨论不同类型的噪声（如热噪声、散粒噪声等）如何影响信号的信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR），并介绍提高信噪比的一些基本方法，如信号平均。本章还将初步介绍信号滤波器的作用，以及如何利用滤波器来抑制带外噪声。 第五章 雷达距离测量 距离测量是雷达最基本的功能之一。本章将重点讲解雷达如何测量目标的距离。我们将以脉冲雷达为例，详细阐述基于时间延迟原理的测距方法。通过测量发射脉冲到接收到回波之间的时间间隔，并结合电磁波的传播速度，即可计算出目标的距离。本章还将介绍距离分辨率的概念，并分析脉冲宽度和信号带宽对距离分辨率的影响。对于连续波雷达，距离测量会涉及到频率调制技术，本书将初步介绍 FMCW（Frequency Modulated Continuous Wave）雷达的测距原理，为读者理解更复杂的连续波雷达技术奠定基础。 第六章 雷达多普勒效应与速度测量 多普勒效应是雷达探测目标运动状态的关键。当雷达与目标之间存在相对运动时，接收到的回波信号频率会发生偏移，这种现象称为多普勒效应。本章将深入讲解雷达多普勒效应的物理原理，并阐述如何利用多普勒频移来测量目标的径向速度。我们将介绍多普勒雷达的工作原理，以及如何通过分析回波信号的频谱来提取多普勒信息。恒定重复频率（PRF）和可变重复频率（PRF）的脉冲多普勒雷达系统在速度测量方面各有特点，本章也将对此进行简要介绍。本章还将讨论多普勒测量对目标区分和杂波抑制的重要性。 第七章 雷达信号的统计特性与杂波抑制 在实际的雷达应用中，回波信号往往受到各种噪声和干扰的影响，其中杂波（Clutter）是一个普遍存在且难以完全消除的问题。本章将探讨雷达回波信号的统计特性，理解杂波的随机性，并介绍一些基本的杂波抑制技术。我们将分析不同类型杂波的统计模型，例如瑞利分布、 the k-distribution 等。运动目标显示（Moving Target Indication, MTI）和脉冲多普勒（Pulse-Doppler, PD）技术是两种重要的杂波抑制方法，本章将对它们的原理和基本实现方式进行详细介绍。通过有效的杂波抑制，可以显著提升雷达对真实目标的探测能力。 第八章 雷达信号的现代处理技术概述 本章将对现代雷达信号处理技术进行一个初步的概览。虽然本书侧重于基础理论，但了解前沿技术的发展方向有助于读者构建更全面的认识。我们将简要介绍一些重要的概念，例如自适应信号处理、波束形成技术、自适应杂波对消、以及某些先进的雷达体制，如合成孔径雷达（SAR）和逆合成孔径雷达（ISAR）等，并阐述它们在提升雷达性能方面所起到的作用。本章不会深入到复杂的数学细节，而是提供一个宏观的视角，引导读者认识到雷达信号处理技术的广阔发展前景。 本书的特色与价值 《雷达信号理论与应用（基础篇）》在内容组织上，力求循序渐进，由浅入深。理论讲解与实际应用相结合，避免了单纯的理论堆砌。语言通俗易懂，同时兼具科学的严谨性。通过本章的阅读，读者将能够： 建立扎实的雷达信号理论基础： 理解雷达信号的本质、生成、传播以及接收的全过程。 掌握雷达核心参数的含义与影响： 了解各项雷达参数如何决定雷达的性能。 理解雷达距离和速度测量的基本原理： 掌握雷达如何获取目标的位置和运动信息。 认识杂波的产生机制与抑制方法： 了解雷达工作中面临的挑战，并初步掌握应对策略。 为进一步深入学习雷达技术打下坚实基础： 为理解更复杂的雷达体制和信号处理算法做好准备。 本书适合于高等院校电子信息工程、通信工程、自动化等相关专业的本科生、研究生，以及从事雷达设计、开发、应用等领域的工程师和研究人员。希望本书能成为您探索雷达信号世界的一扇窗口，引领您走向更广阔的雷达技术领域。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就给人一种沉稳扎实的感觉，金属质感的灰色背景配上醒目的书名，很容易让人联想到精密仪器和科学探索。我拿到这本书的时候，首先被它的厚度所吸引，这厚度预示着内容之丰富，也让我对接下来的阅读充满了期待。虽然我之前对雷达信号理论并没有深入的了解，但看到“基础篇”这三个字，心里便踏实了不少，知道这应该是入门的最佳选择。翻开目录，一个个熟悉又陌生的名词映入眼帘，比如“信号的频谱分析”、“脉冲压缩”、“多普勒效应”等等，这些都是构成雷达系统核心的基石。我尤其对“雷达方程”的部分很感兴趣，虽然还未深入阅读，但隐约能感觉到它是连接信号理论和实际应用的关键桥梁。我期待这本书能够以一种清晰易懂的方式，逐步引导我理解这些复杂的概念，就像一位经验丰富的导师，耐心讲解每一个知识点，让我能够循序渐进地掌握雷达信号的核心原理。希望这本书不仅仅是知识的堆砌，更能激发我探究雷达技术背后奥秘的兴趣，为我打开一扇通往更广阔的电子与信息工程领域的大门。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿到这本书的时候，确实是抱着一种“试试看”的心态。毕竟“雷达信号理论”听起来就不是那么容易啃动的骨头。然而，这本书从一开始就给了我一个惊喜。它没有让我感到 overwhelming，而是通过大量精美的图示和清晰的逻辑结构，一点点地引导我走进雷达的世界。尤其是关于“调制与解调”那一章，我之前对这些概念总是模模糊糊的，但这本书用非常形象的比喻，比如把信息比作“信使”，把载波比作“传递信使的马车”，一下子就让我豁然开朗。而且，书中对各种信号的数学表示，虽然有公式，但都配有详细的解释，让我知道这些符号代表的物理意义，而不是死记硬背。我发现，作者非常注重理论与实际的结合，在讲解每一个理论点后，都会给出一两个相关的应用场景，这让我能够更直观地理解这些理论在现实世界中的价值。我甚至开始期待，在掌握了基础篇之后，能够继续深入学习其进阶内容。

评分☆☆☆☆☆

这次的阅读体验，我必须说，对于那些想要深入了解雷达信号“为何物”的读者而言，这本书绝对是物超所值。它并没有一开始就抛出大量晦涩难懂的公式，而是从信号的基本概念入手，比如如何描述一个信号，它的时域和频域特性是怎样的，这对于初学者来说非常友好。我特别喜欢其中关于“采样定理”的讲解，作者用生动的比喻和图示，将一个原本抽象的数学概念变得直观易懂。我之前一直觉得信号处理是一门很高深的学问，但通过这本书，我开始体会到其中的逻辑性和美感。它不仅仅是在传授知识，更是在培养一种解决问题的思路。例如，在讨论“噪声”的时候，书中详细阐述了不同类型的噪声对雷达信号的影响，以及如何通过一些基本的方法来抑制噪声，这让我对工程实际中的挑战有了初步的认识。我感觉，这本书的作者是一位真正懂行的人，他能够站在读者的角度，去思考如何最有效地传递信息，而不是简单地照搬课本。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，一本好的技术书籍，不仅仅是要提供知识，更重要的是要培养读者的“感觉”。这本书在这方面做得非常出色。在阅读关于“相关函数”的部分时，我仿佛能“看到”信号之间的相似程度，感受到它们是如何相互影响的。书中对“匹配滤波器”的介绍，更是让我觉得，原来信号处理中还有如此巧妙的设计，能够最大限度地提取有用信息，同时又过滤掉干扰。我之前对于“目标检测”这个概念总觉得有些虚无缥缈，但这本书通过讲解如何利用信号的特征来区分目标和杂波，让我对这个过程有了更清晰的认识。它并没有一味地强调公式的推导，而是更侧重于解释这些数学工具背后的物理原理和实际意义，这一点对于我这样的非科班出身的读者来说，实在是太重要了。读完这本书，我感觉自己对雷达信号的处理不再是“一窍不通”，而是有了一些初步的“直觉”。

评分☆☆☆☆☆

这次的阅读过程，我最大的感受是“循序渐进”。这本书就像一个非常耐心的老师，把你从零开始，一步一步地引领你进入雷达信号的殿堂。我尤其欣赏书中对“脉冲信号”和“连续波信号”的比较分析，作者通过详细的图表和文字说明，清晰地展示了它们各自的优缺点以及适用的场景。这让我明白，在实际应用中选择哪种信号，需要综合考虑很多因素。当我读到“信号的能量和功率”这一部分时，我之前一直混淆的概念一下子就清晰了。书中用非常易于理解的方式，解释了能量和功率在信号分析中的不同作用。而且，这本书并没有回避一些工程中的实际问题，比如“信号的失真”以及如何“补偿失真”，这让我觉得它更贴近实际工作。总而言之，这本书为我打下了一个坚实的雷达信号理论基础，让我对后续的学习充满了信心。