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雷达系统可提取的信息和信息的质量与雷达发射波形有直接关系。现代雷达须具备多种功能和综合应用的能力，需要采用多种发射波形，以适应任务需求和环境的变化。本书在侧重基本理论、基本概念和基本设计方法的基础上，以实例化方式介绍了雷达波形设计与处理的理论及实践方法。 本书共分为9章，第1～4章介绍雷达波形设计与处理的基础理论，第5～9章介绍与现代雷达应用密切相关的内容，包括脉冲多普勒雷达波形、低截获概率雷达波形、* 佳检测波形、* 佳跟踪波形，以及MIMO雷达波形。 本书可供从事雷达系统分析、雷达信号处理工作的工程技术人员参考，也可作为高等学校相关专业高年级本科生、研究生课程，以及雷达技术培训的教材和参考书。

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　*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*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　*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

孙进平 博士，北京航空航天大学电子信息工程学院教授，博士生导师。中国电子学会理事，电子学会DSP专 家委员会主任委员，电子学会信号处理分会委员，《信号处理》编委。主要研究方向为高分辨率雷达信号处理，数据融合、目标识别等，主持多项国家自然科学基金、863项目、973子课题、预研项目及研究所横向合作课题；在国内外学术期刊与重要会议上发表论文200余篇（其中SCIE收录90余篇），出版t图书4部，专业译著3部。

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书籍介绍

雷达系统可提取的信息和信息的质量与雷达发射波形有直接关系。现代雷达须具备多种功能和综合应用的能力，需要采用多种发射波形，以适应任务需求和环境的变化。本书在侧重基本理论、基本概念和基本设计方法的基础上，以实例化方式介绍了雷达波形设计与处理的理论及实践方法。    本书共分为9章，第1～4章介绍雷达波形设计与处理的基础理论，第5～9章介绍与现代雷达应用密切相关的内容，包括脉冲多普勒雷达波形、低截获概率雷达波形、最 佳检测波形、最 佳跟踪波形，以及MIMO雷达波形。    本书可供从事雷达系统分析、雷达信号处理工作的工程技术人员参考，也可作为高等学校相关专业高年级本科生、研究生课程，以及雷达技术培训的教材和参考书。