超寬帶雷達以其高距離分辨率、低截獲率、強抗干擾性、反隱身目標與對地對墻穿透力等獨特優(yōu)勢在軍事和民用領(lǐng)域備受關(guān)注。本書比較全面系統(tǒng)地論述了超寬帶雷達的理論體系和工程實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。理論上重點闡明了寬帶信號傳播的特點與時頻分析方法、非頻變天線機理、不同常規(guī)脈沖雷達的雷達距離方程、模糊函數(shù)、信號形式與調(diào)制理論、回波信號模型及定位分析處理方法等方面的內(nèi)容;技術(shù)上深入研究了超寬帶雷達天線的分析仿真與優(yōu)化設計、窄脈沖產(chǎn)生與放大技術(shù)、多通道超外差接收機及相位校準方法、時域接收機原理與設計、皮秒級高精度定時系統(tǒng)和時域信號處理等方面的內(nèi)容。本書可作為超寬帶雷達、通信、電子對抗、儀器儀表等專業(yè)的研究生教材,也可作為從事超寬帶技術(shù)相關(guān)專業(yè)的科技人員參考用書。
第1 章超寬帶技術(shù)的發(fā)展和應用
1.1 超寬帶信號的概念
1.2 超寬帶技術(shù)的特點
1.3 超寬帶技術(shù)的歷史和發(fā)展
1.4 超寬帶技術(shù)的應用
1.4.1 超寬帶定位技術(shù)
1.4.2 超寬帶探地雷達
1.4.3 超寬帶合成孔徑雷達
1.4.4 超寬帶技術(shù)的其他應用
參考文獻
第2章 超寬帶沖激雷達理論基礎
2.1 超寬帶雷達與窄帶雷達的區(qū)別
2.2 超寬帶沖激雷達系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
2.3 超寬帶收發(fā)天線的簡化模型
2.4 超寬帶雷達性能研究
2.4.1 超寬帶雷達方程
2.4.2 超寬帶接收機噪聲功率分析
2.4.3 超寬帶雷達距離模糊函數(shù)的研究
2.3.4 方位分辨率的分析
2·4.5 時鐘抖動對超寬帶性能的影響分析
2.4.6 距離估計的誤差下界
參考文獻
第3章 超寬帶雷達發(fā)射信號的理論研究
3.1 超寬帶脈沖信號形式
3.1.1 常見的超寬帶脈沖信號形式
3.1.2 高斯微分次數(shù)和信號頻譜特性的關(guān)系研究
3.1.3 脈寬因子和信號頻譜特性的關(guān)系研究
3.2 脈沖重復間隔的設計
3.3 脈沖序列的調(diào)制方案研究
3.3.1 超寬帶脈準序列調(diào)制方法及性能研究
3.3.2 分組PN碼的研究
參考文獻
第4章 超寬帶信號的傳播特性研究
4.1 超寬帶傳播環(huán)境分析
4.1.1 大尺度路徑損耗及其影響的研究
4.1.2 超寬帶室內(nèi)多徑傳播環(huán)境分析
4.2 超寬帶信號的室內(nèi)多徑模型
4.2.1 修正后的S—V信道模型
4.2.2 超寬帶信號傳播的確定性模型
4.3 超寬帶信道仿真
4.3.1 仿真步驟
4.3.2 仿真結(jié)果
4.4 用Hurst指數(shù)進行超寬帶信道描述的初探
4.4.1 白噪聲經(jīng)過超寬帶信道后的統(tǒng)計特性研究
4.4.2 超寬帶傳播信道的統(tǒng)計自相似性分析
4.4.3 Hurst指數(shù)的經(jīng)典估計算法
4.4.4 基于小波包變換的Hurst指數(shù)估計算法研究
參考文獻
第5章 超寬帶雷達回波模型、目標檢測及信號處理方法
5.1 超寬帶穿墻雷達回波建模
5.1.1 理想低速運動目標對信號的影響研究
5.1.2 多散射中心的影響分析
5.1.3 墻體對信號的影響研究
5.1.4 天線對超寬帶信號的影響分析
5.1.5 超寬帶雷達回波模型的建立
5.2 回波接收和動目標的檢測算法研究
5.2.1 基于脈沖偏移檢測的動目標檢測算法研究
5.2.2 基于回波強度變化的低速運動目標檢測算法研究
5.3 超寬帶目標檢測理論以及時延估計算法的研究
5.3.1 超寬帶目標檢測建模
5.3.2 超寬帶雷達檢測算法和時延估計算法研究
5.3.3 超寬帶雷達檢測性能研究
5.4 超寬帶雷達定位算法研究
5.4.1 超寬帶穿墻雷達的定位原理
5.4.2 利用查找表技術(shù)的超寬帶雷達快速定位算法研究
5.4.3 定位結(jié)果和分析
……
(3)干擾小、保密性好。超寬帶技術(shù)抗多徑衰落固有的魯棒性。使得它的發(fā)射功率可以很低。根據(jù)FCC的規(guī)定,在帶寬內(nèi),超寬帶信號的發(fā)射功率要小于0.56roW。這樣,一方面超寬帶信號功率低,不會干擾其他通信系統(tǒng);另一方面,它的信號頻譜如同噪聲。具有很好的隱蔽性,不容易被截獲,因此它作為通信系統(tǒng)的物理層技術(shù)具有天然的安全性能。由于超寬帶信號一般把信號能量彌散在極寬的頻帶范圍內(nèi),對一般通信系統(tǒng),超寬帶信號相當于白噪聲信號,并且大多數(shù)情況下,超寬帶信號的功率譜密度低于自然的電子噪聲,從電子噪聲中將脈沖信號檢測出來是一件非常困難的事。采用編碼對脈沖參數(shù)進行偽隨機化后,脈沖的檢測將更加困難。對于軍事通信而言,這樣的特征為保密性和安全性提供了保證。
(4)抗干擾能力強。在基于窄脈沖的超寬帶無線電系統(tǒng)中,對應發(fā)射出的窄脈沖串要按照預設的偽隨機碼人為地對其進行時間間隔調(diào)制,然后在采樣過程中又是按照這個編碼進行相關(guān)和累積運算。在超寬帶信號傳播過程中,外界電磁環(huán)境有可能加入很多干擾,但是由于超寬帶接收機只對按照特定編碼規(guī)律出現(xiàn)的信號時刻“感興趣”,并且會對接收信號進行累積,因此其他干擾對超寬帶系統(tǒng)的影響非常有限。因為調(diào)制的原因,所以超寬帶無線電系統(tǒng)有很強的抗干擾能力。
……