定 價:69 元
叢書名:國家出版基金項目“十二五”國家重點出版規(guī)劃項目
- 作者:廖桂生,陶海紅,曾操 著
- 出版時間:2017/12/1
- ISBN:9787118115642
- 出 版 社:國防工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TN951
- 頁碼:219
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《雷達(dá)數(shù)字波束形成技術(shù)》系統(tǒng)介紹了雷達(dá)數(shù)字波束形成的理論基礎(chǔ)、方法以及實現(xiàn)技術(shù)與應(yīng)用。主要內(nèi)容包括空間傳播波空時信號模型、空域濾波原理及算法、部分自適應(yīng)處理技術(shù)、陣列信號的高分辨處理、穩(wěn)健數(shù)字波束形成技術(shù)、機載雷達(dá)空時自適應(yīng)處理及性能分析等,融合了課題組多年的研究成果。
《雷達(dá)數(shù)字波束形成技術(shù)》可供雷達(dá)、導(dǎo)航、聲納與電子對抗領(lǐng)域的廣大技術(shù)人員學(xué)習(xí)和參考,也可作為高等學(xué)校信息與通信工程相關(guān)專業(yè)的高年級本科生和研究生教材或參考書。
一組傳感器分布于空間不同位置,形成傳感器陣列,感應(yīng)空間傳播波攜帶信號,實現(xiàn)空間信號的采樣。傳感器陣列信號,相比單傳感器信號,能以更靈活的處理方式,提取更高精度的波傳播方向、分離空間更靠近的傳播波信號、實現(xiàn)更靈活的空間傳播波攜帶信號的控制。傳感器陣列信號,涉及的是空間傳播波攜帶信號。因此,陣列信號處理屬于空域信號處理,與信號處理領(lǐng)域所熟悉的時域采樣信號的處理,既有共性,也有很多不同之處。陣列信號處理在雷達(dá)、通信、醫(yī)學(xué)成像等眾多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,本書主要以雷達(dá)應(yīng)用為例介紹陣列信號處理,這里的傳感器就是天線。雷達(dá)采用陣列天線發(fā)射與接收電磁波,以實現(xiàn)靈活的波束控制,這種體制稱為相控陣?yán)走_(dá)。不同于傳統(tǒng)機械掃描體制,相控陣?yán)走_(dá)在發(fā)射端通過移相器實現(xiàn)無慣性波束掃描,在接收端對各個天線單元接收信號進(jìn)行采樣轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,通過計算中心實現(xiàn)波束合成,可進(jìn)行更加靈活的波束控制。因此,數(shù)字波束形成是相控陣?yán)走_(dá)的關(guān)鍵技術(shù)。
雷達(dá)作為現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭的眼睛,面臨的電磁環(huán)境日益復(fù)雜。在強雜波、強干擾和輻射打擊條件下,雷達(dá)不僅要求能夠生存下來,而且還要求能觀測高空高速隱身目標(biāo)、低空慢速小目標(biāo)等,因此對雷達(dá)功能的要求也日益增多。傳統(tǒng)機械掃描體制的單天線單通道雷達(dá)難以勝任,相控陣?yán)走_(dá)為解決這些問題提供了很大的技術(shù)潛力,因而其發(fā)展受到國內(nèi)外的普遍重視。
隨著計算技術(shù)不斷進(jìn)步、計算速度不斷加快和射頻組件成本不斷降低,數(shù)字波束形成技術(shù)的可實現(xiàn)性日益增大,相控陣?yán)走_(dá)的應(yīng)用日益廣泛,從事相控陣?yán)走_(dá)的相關(guān)單位和科研工作者也日益增多,深入了解相控陣?yán)走_(dá)及數(shù)字波束形成技術(shù)的需求日益旺盛。迫切需要有一部從基本概念、原理和方法到最新研究成果和典型應(yīng)用對數(shù)字波束形成技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)介紹的著作。為此,作者根據(jù)20多年從事數(shù)字波束形成技術(shù)研究和教學(xué)工作經(jīng)驗及學(xué)習(xí)心得,結(jié)合課題組研究成果,完成了本書的寫作。
本書是關(guān)于雷達(dá)數(shù)字波束形成技術(shù)的一部專著,結(jié)合最新研究成果,系統(tǒng)介紹了雷達(dá)數(shù)字波束形成的理論基礎(chǔ)、方法和實現(xiàn)技術(shù)與應(yīng)用。然而,技術(shù)不斷發(fā)展,算法不斷更新,本書不可避免地存在不足之處。盡管如此,作者仍努力撰寫這部著作,盡可能地滿足廣大讀者的需求,并在以下幾個方面形成特色。
。1)系統(tǒng)全面,結(jié)構(gòu)完整,由淺入深,適合不同層次的讀者。
。2)內(nèi)容選材廣,雷達(dá)數(shù)字波束形成技術(shù)由于其理論廣博及應(yīng)用廣泛,涉及內(nèi)容非常廣泛。為寫好此書,我們收集了大量國內(nèi)外文獻(xiàn)資料,并做了精心的組織,以期盡可能反映出這一學(xué)科的精髓。
。3)創(chuàng)新程度高。盡管該領(lǐng)域的內(nèi)容非常豐富,但作者仍力求反映出最新的研究成果及進(jìn)展,并充分地融入了作者自己多年的研究成果、心得及見解。作者對書中大部分算法都做了詳細(xì)的計算機仿真分析與比較分析,并給出相應(yīng)的實際運用背景。
本書是在廖桂生多年給西安電子科技大學(xué)研究生(含博士生)講授陣列信號處理課教案,以及逐年新增研究進(jìn)展材料的基礎(chǔ)上修訂和補充而來,主要由廖桂生、陶海紅、曾操等人編著完成,共分為7章。第1。3章介紹了數(shù)字波束形成的研究背景、發(fā)展概況以及基本概念,主要涉及陣列信號處理的數(shù)學(xué)模型、波束形成原理以及幾種常見的自適應(yīng)波束形成技術(shù)。第4、5章介紹了部分自適應(yīng)陣的概念以及一些常見的寬/窄帶陣列信號處理參數(shù)估計方法,并對這些參數(shù)估計方法性能進(jìn)行了深入的對比及分析。第6章介紹了一些陣列高分辨處理技術(shù)和穩(wěn)健的數(shù)字波束形成技術(shù),包括一階、二階循環(huán)平穩(wěn),DOA估計的循環(huán)MUSC算法以及基于對角加載等穩(wěn)健的數(shù)字波束形成技術(shù)。第7章介紹了機載雷達(dá)空時雜波譜的概念和最優(yōu)空時自適應(yīng)處理及其降維方法,且對相應(yīng)的算法性能進(jìn)行了詳細(xì)的對比分析,最后對非均勻雜波空時自適應(yīng)處理和基于知識輔助的空時自適應(yīng)處理進(jìn)行詳細(xì)介紹。
廖桂生,廣西桂林人。1985年獲廣西大學(xué)數(shù)學(xué)專業(yè)理學(xué)學(xué)士學(xué)位,分別于1990年和1992年獲西安電子科技大學(xué)計算機軟件和信號與信息處理工學(xué)碩士和博士學(xué)位。長期致力于雷達(dá)信號處理技術(shù)研究,尤其在陣列信號處理、空時二維自適應(yīng)信號處理、運動平臺雷達(dá)地面運動目標(biāo)檢測、小衛(wèi)星分布式雷達(dá)信號處理、合成孔徑雷達(dá)信號處理、智能天線技術(shù)等方面開展了20余年的研究,F(xiàn)任西安電子科技大學(xué)雷達(dá)信號處理國防科技重點實驗室教授、博士生導(dǎo)師,電子工程學(xué)院院長,教育部長江學(xué)者特聘教授,國家杰出青年科學(xué)基金獲得者,國家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀創(chuàng)新群體負(fù)責(zé)人,教育部長江學(xué)者創(chuàng)新團隊“雷達(dá)信號處理”負(fù)責(zé)人.2004年入選國家人事部頒發(fā)的首批“新世紀(jì)百千萬人才工程國家人選”。近年來作為項目負(fù)責(zé)人主持國防“973”課題、國家“863”高技術(shù)項目、國防基礎(chǔ)研究、國家自然科學(xué)基金、背景預(yù)研等20余項國家重要科研任務(wù)。曾獲省部級科技進(jìn)步獎一等獎1項、二等獎5項,在信號處理領(lǐng)域發(fā)表論文200余篇。
陶海紅,安徽亳州人,1976年4月生。博士,教授,博士生導(dǎo)師。1997年畢業(yè)于西安電子科技大學(xué)電子工程系,獲學(xué)士學(xué)位。分別于2002年和2004年獲西安電子科技大學(xué)信號與信息處理碩士、博士學(xué)位。2005年8月至2005年10月在德國漢堡理工大學(xué)作訪問學(xué)習(xí)。2008年破格提升為教授,F(xiàn)在西安電子科技大學(xué)雷達(dá)信號處理國防科技重點實驗室工作。主要研究方向:雷達(dá)信號波形設(shè)計、MIMO雷達(dá)技術(shù)、自適應(yīng)和陣列信號處理、運動目標(biāo)檢測和高速實時信號處理設(shè)備。作為第1作者在核心期刊及國際會議上發(fā)表論文60余篇,其中被SCI、EI、ISTP檢索40余篇。獲國防技術(shù)發(fā)明二等獎、省部級科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎、校級一等獎各一次,授權(quán)專利11項(第1完成人),受理專利20余項。
曾操,湖北襄陽人。2001年獲西安電子科技大學(xué)電子工程專業(yè)學(xué)士學(xué)位。2004年獲西安電子科技大學(xué)信號與信息處理專業(yè)碩士學(xué)位。2008年獲西安電子科技大學(xué)信號與信息處理專業(yè)博士學(xué)位。長期致力于陣列信號處理與動目標(biāo)檢測的理論與應(yīng)用研究。現(xiàn)為西安電子科技大學(xué)雷達(dá)信號處理國家重點實驗室副教授。先后主持或承擔(dān)“973”項目、國家“863”計劃、裝備預(yù)研、國家自然科學(xué)基金項目等。獲省部級獎兩項,發(fā)表SCI/EI檢索論文三十余篇,授權(quán)發(fā)明專利16項,授權(quán)軟件著作權(quán)3項。
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 空間傳播波信號
1.3 陣列信號處理的基本概念
1.3.1 相干陣與非相干陣、窄帶信號與寬帶信號
1.3.2 陣列信號模型
1.3.3 陣列方向圖
參考文獻(xiàn)
第2章 陣列信號模型
2.1 數(shù)字波束形成技術(shù)基礎(chǔ)
2.1.1 矩陣代數(shù)的相關(guān)知識
2.1.2 噪聲模型
2.1.3 陣列天線的統(tǒng)計模型假設(shè)
2.1.4 陣列信號空域特征矢量
2.2 空間傳播波空時信號
2.2.1 窄帶陣列信號模型
2.2.2 寬帶信號模型
參考文獻(xiàn)
第3章 空域濾波
3.1 波束形成的基本概念
3.2 自適應(yīng)波束形成方法及最優(yōu)準(zhǔn)則
3.2.1 普通波束形成的優(yōu)缺點
3.2.2 自適應(yīng)波束形成
3.2.3 最優(yōu)波束形成
3.2.4 三個最優(yōu)準(zhǔn)則比較
3.3 自適應(yīng)算法
3.3.1 最小均方(LMS)算法
3.3.2 采樣協(xié)方差矩陣求逆(SMI)算法
參考文獻(xiàn)
第4章 部分自適應(yīng)陣列處理技術(shù)
4.1 部分自適應(yīng)陣列處理概念
4.2 陣元空間部分自適應(yīng)處理
4.2.1 部分自適應(yīng)處理統(tǒng)一框架
4.2.2 子陣級部分自適應(yīng)陣方法
4.2.3 陣元級部分自適應(yīng)陣方法
4.3 波束空間部分自適應(yīng)技術(shù)
4.3.1 Gabriel方法
4.3.2 Adams方法
4.4 基于廣義旁瓣相消器的部分自適應(yīng)設(shè)計
4.4.1 廣義旁瓣相消器原理
4.4.2 基于廣義旁瓣相消的降秩自適應(yīng)陣列信號處理
參考文獻(xiàn)
……
第5章 陣列信號的參數(shù)估計
第6章 穩(wěn)健數(shù)字波束形成技術(shù)
第7章 機載雷達(dá)空時自適應(yīng)處理
主要符號表
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