定 價:82 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
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- 作者:左群聲,王彤 等 著,王小謨 編
- 出版時間:2017/12/1
- ISBN:9787118115345
- 出 版 社:國防工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TN95
- 頁碼:255
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
認知雷達是基于目標和環(huán)境信息,通過在線設計與運用發(fā)射能量、合理分配系統(tǒng)資源和優(yōu)化濾波處理等來提高雷達的目標探測性能,可以實現(xiàn)從接收信號到發(fā)射端的閉環(huán)處理,從而提高雷達對復雜地理和電磁環(huán)境的適應能力。認知雷達充分利用先驗及實測的環(huán)境和目標信息,具有基于知識的輔助決策能力,可以突破傳統(tǒng)自適應處理面臨的性能瓶頸,是雷達技術發(fā)展的重要方向。
《認知雷達導論》介紹了認知雷達概論,認知雷達波形優(yōu)化設計,認知雷達雜波抑制,認知雷達目標檢測,認知雷達系統(tǒng)架構(gòu)設計及應用等內(nèi)容。
《認知雷達導論》適合于從事機載雷達系統(tǒng)研究和制造、信號與數(shù)據(jù)處理研究和算法設計的工程技術人員,以及從事機載雷達理論和技術科研的高等學校教師閱讀和參考。
傳統(tǒng)的雷達以相對固定的模式、采用相對固定的波束和波形發(fā)射電磁波,實現(xiàn)對目標的照射,在接收端通過固定或自適應的時域、空域、頻域處理將目標回波信號增強、與干擾和雜波信號進行分離,并實現(xiàn)對目標的檢測、參數(shù)估計、跟蹤等功能。隨著技術的發(fā)展,戰(zhàn)場環(huán)境日益復雜?罩泻偷孛娴母鞣N目標越來越多,密度越來越大,飛行速度范圍越來越大,造成目標環(huán)境日趨復雜;為了檢測微弱的遠距離目標,雷達的發(fā)射功率越來越大,回波中雜波功率也越來越大,往往對目標探測造成困擾,尤其是強度和非平穩(wěn)性都特別強的山區(qū)和城市雜波,以及具有多普勒調(diào)制的風力發(fā)電廠的雜波;各種新型的干擾類型、干擾機和干擾搭載平臺的出現(xiàn),也使雷達面臨更加復雜的干擾環(huán)境。在這種日益復雜的背景下,相對固定的工作模式、發(fā)射波束和發(fā)射波形,以及比較簡單的回波處理越來越難以取得滿意的探測性能,這是傳統(tǒng)雷達的不足,也是雷達進一步發(fā)展所必須解決的問題。
如何根據(jù)目標、環(huán)境變化合理分配和有效利用雷達有限的功率、孔徑、通道、時間資源,如何在接收到信號之后利用環(huán)境的知識提高目標的探測性能,如何自主地感知周圍的環(huán)境為信號處理提供依據(jù),是下一代雷達發(fā)展必須面對的挑戰(zhàn)。本書針對這些要求.結(jié)合國內(nèi)外認知雷達的概念和理論的發(fā)展,探索新一代雷達的認知探測體制和理論體系,研究認知雷達的發(fā)射波形優(yōu)化的作用和方法,研究認知雷達的信號處理理論和方法,以及系統(tǒng)評估的準則和方法,希望采用新構(gòu)架體系和處理方法的雷達在未來復雜戰(zhàn)場環(huán)境的探測性能獲得明顯提升。
本書共分6章。第1章為概論,概述雷達發(fā)展的瓶頸和趨勢,以及認知雷達的基本概念,介紹從自適應處理以及仿生探測角度引出的認知雷達基本概念、認知雷達的主要特點及性能潛力。第2章為認知雷達波形優(yōu)化設計,主要介紹面向目標檢測的雷達波形設計,面向目標識別的雷達波形設計,以及面向目標跟蹤的雷達波形設計。其中,面向目標檢測的雷達波形設計,討論了在具有目標和環(huán)境信息的條件下,如何通過發(fā)射波形優(yōu)化來提高回波信噪比和信雜比;面向目標識別的雷達波形設計介紹了通過發(fā)射波形優(yōu)化設計來提高寬帶雷達目標識別性能的理論和方法;面向目標跟蹤的雷達波形設計歸納了跟蹤狀態(tài)下基于目標估計參數(shù),以提高跟蹤性能為目標的發(fā)射波形優(yōu)化設計方法。第3章為認知雷達雜波抑制,主要介紹知識輔助空時自適應處理(KA-STAP)雜波抑制的基本原理和方法。第4章為認知雷達目標檢測,主要介紹標量檢測的知識輔助目標檢測方法和矢量檢測的知識輔助目標檢測方法。第5章為認知雷達系統(tǒng)架構(gòu)設計及應用,主要介紹認知雷達系統(tǒng)架構(gòu)和認知雷達典型應用,并給出系統(tǒng)設計整體框架和以機載雷達為例的認知雷達典型應用方案。第6章為結(jié)束語,總結(jié)全書并提出展望。
需要指出的是,目前認知雷達尚處于概念、理論和技術的初步研究階段,其理論和方法體系尚不完善,需要在系統(tǒng)設計和信號處理理論方面開展開拓性的研究,建立系統(tǒng)理論框架,突破信號處理方面的關鍵技術,為未來雷達的革命性發(fā)展指引方向、奠定理論基礎。本書的目的也正是希望能夠?qū)ρ芯空J知雷達的科研人員和學者提供借鑒和參考,起到拋磚引玉的作用。同時由于認知處理在雷達信號處理中處于較高級的層次,需要讀者對雷達系統(tǒng)理論和雷達信號處理理論方法有較為全面和深入的學習和體會,所以,本書的讀者對象為雷達系統(tǒng)和信號處理領域的研究工作者,或者雷達系統(tǒng)和雷達信號處理領域的教師和博士生。
本書的編寫過程中,劉宏偉、糾博、吳建新、張良、葉杰、朱張勤、劉寶泉、代澤洋、張昭、胡瑞賢等國防“973”項目團隊做了大量深入的工作,得到了中國電子科技集團電子科學研究院、中國電子科技集團第十四研究所、中國電子科技集團第三十八研究所、西安電子科技大學的很多高水平研究者和學者協(xié)助,更得到了中國電子科技集團公司王小謨院士的寶貴建議。他們的幫助對本書的順利完成具有重要的意義,在此表示真誠的感謝。
由于編者水平有限,特別是由于認知雷達的概念、理論和技術還處于發(fā)展的初步階段,書中難免存在缺點和不當之處,殷切希望廣大讀者批評指正。
左群聲,1982年畢業(yè)于西北電信工程學院雷達電子對抗專業(yè),現(xiàn)任中國電子科技集團公司黨組副書記、副總經(jīng)理,原總裝雷達探測技術專業(yè)組顧問-中國雷達行業(yè)協(xié)會副理事長,國防“973”項目首席科學家,國家有突出貢獻中青年專家,享受國務院政府特殊津貼。在全國學術會議發(fā)表多篇論文,獲得國家科技進步特等獎、二等獎各一次,國防科技進步一等獎六次、二等獎二次,軍隊科技進步二等獎一次。翻譯《雷達系統(tǒng)導論》,并創(chuàng)辦了《先進雷達探測技術》刊物。
王彤,1996年獲西安電子科技大學工學學士學位,2002年獲西安電子科技大學工學博士學位,F(xiàn)為西安電子科技大學教授,博士生導師。從1996年起從事信號與信息處理的研究工作,主要研究方向為雷達探測系統(tǒng)的陣列信號處理、空時二維自適應信號處理、雷達成像和地面動目標檢測等。先后主持、完成了多項國家自然科學基金項目、國防“973”項目和國防科技預研等科研項目,并主持了多項中國科學院,中國電子科技集團公司第十四研究所、第三十八研究所,航天504所、509所的橫向科研項目。
第1章 概論
1.1 雷達技術的發(fā)展歷史
1.2 機載雷達的發(fā)展瓶頸
1.3 認知雷達基本概念和技術特點
1.3.1 認知雷達的基本概念
1.3.2 認知雷達的技術特點
第2章 認知雷達波形優(yōu)化設計
2.1 針對目標檢測的發(fā)射波形優(yōu)化方法
2.1.1 影響目標檢測性能的因素分析
2.1.2 面向目標檢測的發(fā)射波形設計
2.2 針對目標識別的發(fā)射波形優(yōu)化方法
2.2.1 影響目標識別性能的因素分析
2.2.2 最大化異類目標回波之間馬氏距離的波形優(yōu)化設計方法
2.2.3 基于信息論的發(fā)射波形優(yōu)化設計
2.3 針對目標跟蹤的發(fā)射波形優(yōu)化設計方法
2.3.1 影響目標跟蹤性能的因素分析
2.3.2 面向目標跟蹤的雷達波形設計方法
參考文獻
第3章 認知雷達雜波抑制
3.1 機載雷達雜波抑制的空時自適應處理方法
3.1.1 機載雷達雜波抑制需求
3.1.2 機載雷達的空時自適應處理方法
3.2 非均勻雜波抑制方法和理論
3.2.1 非均勻雜波問題的認識過程和解決思路
3.2.2 非均勻雜波抑制方法和理論的欠缺
3.3 探測環(huán)境的靜態(tài)信息和動態(tài)信息
3.3.1 探測環(huán)境的靜態(tài)信息
3.3.2 探測環(huán)境的動態(tài)信息
3.4 知識輔助空時自適應處理的直接法和間接法
3.4.1 知識輔助空時自適應處理的直接法
3.4.2 知識輔助空時自適應處理的間接法
3.5 MCARM和KASSPER計劃的啟示
3.5.1 Mountain Top計劃
3.5.2 MCARM計劃
3.5.3 KASSPER計劃
3.5.4 數(shù)據(jù)錄取和高精度仿真計劃的啟示
參考文獻
第4章 認知雷達目標檢測
4.1 傳統(tǒng)雷達目標檢測方法
4.1.1 高斯雜波背景下的目標檢測方法
4.1.2 非高斯雜波背景下的目標檢測方法
4.2 標量檢測的知識輔助目標檢測方法
4.2.1 機載雜波分類圖生成
4.2.2 機載雜波理論剩余圖生成
4.2.3 機栽雜波分區(qū)圖生成
4.2.4 雜波分布及參數(shù)估計
4.2.5 CFAR算法庫
4.2.6 CFAR算法選取和參數(shù)設計
4.3 矢量檢測的知識輔助目標檢測方法
4.3.1 信號模型
4.3.2 模型參數(shù)估計
4.3.3 目標檢測方法
參考文獻
第5章 認知雷達系統(tǒng)架構(gòu)設計及應用
5.1 認知雷達系統(tǒng)架構(gòu)
5.1.1 認知雷達技術體制
5.1.2 認知雷達系統(tǒng)架構(gòu)
5.2 認知雷達典型應用
5.2.1 認知雷達系統(tǒng)架構(gòu)研究
5.2.2 基于知識輔助的非均勻雜波抑制技術應用
5.2.3 基于環(huán)境信息認知目標檢測技術應用
參考文獻
第6章 結(jié)束語
主要符號表
縮略語