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第1章 概论1

1.1 雷达信号处理的主要研究领域2

1.1.1 信号检测和视频信号积累2

1.1.2 相干信号的杂波抑制技术2

1.1.3 雷达脉冲压缩技术3

1.1.4 脉冲多普勒（PD）和空时二维信号处理3

1.1.5 阵列信号处理技术4

1.1.6 雷达成像技术4

1.1.7 雷达目标的识别和分类5

1.1.8 雷达抗电子干扰技术5

1.1.9 雷达信号处理系统技术5

1.2 雷达信号处理的发展趋势6

1.2.1 数字化技术迅速推广6

1.2.2 雷达信号处理技术正向多功能方向发展6

1.2.3 雷达信号处理的算法迅速发展7

1.2.4 多学科领域技术的相互交叉和相互渗透7

1.3 雷达数据处理的主要研究内容7

1.3.1 点迹形成与凝聚技术8

1.3.2 帧间滤波技术8

1.3.3 机动目标跟踪技术9

1.3.4 相控阵雷达的波束调度与跟踪技术9

1.3.5 多雷达点迹融合技术9

1.3.6 雷达信息显示与控制一体化技术10

1.3.7 雷达数据处理系统设计技术10

1.4 雷达数据处理的发展趋势11

1.5 本书章节内容安排11

参考文献12

第2章 雷达信号处理基础13

2.1 信号和频谱14

2.1.1 信号波形14

2.1.2 信号频谱15

2.1.3 随机信号与功率谱17

2.2 数字信号处理基础19

2.2.1 A/D转换器和采样定理19

2.2.2 离散傅里叶变换和快速傅里叶变换22

2.2.3 数字滤波器24

2.2.4 维纳滤波器31

2.2.5 预测滤波器和最小二乘估计32

2.3 相参信号处理33

2.3.1 相参信号处理原理33

2.3.2 正交相位检波器35

2.3.3 正交相位检波器的误差校正37

2.3.4 数字正交相位检波器39

2.3.5 匹配滤波器41

2.4 雷达信号的模糊函数43

2.4.1 模糊函数的定义43

2.4.2 模糊函数的性质45

参考文献49

第3章 雷达信号形式和信号分析51

3.1 单频脉冲信号52

3.1.1 非相参脉冲信号52

3.1.2 相参脉冲串信号55

3.1.3 参差变周期脉冲信号58

3.2 频率调制脉冲信号62

3.2.1 线性调频脉冲信号62

3.2.2 非线性调频脉冲信号65

3.2.3 步进频率脉冲信号68

3.3 相位编码脉冲信号71

3.3.1 二相码信号72

3.3.2 多相码信号80

参考文献84

第4章 雷达脉冲压缩87

4.1 脉冲压缩原理88

4.2 脉冲压缩基本方法89

4.2.1 时域脉冲压缩方法89

4.2.2 频域脉冲压缩方法90

4.2.3 脉冲压缩滤波器及脉冲压缩性能91

4.3 降低副瓣的加权方法94

4.4 相位编码信号脉冲压缩的副瓣抑制100

参考文献103

第5章 雷达杂波抑制105

5.1 雷达杂波106

5.1.1 地杂波106

5.1.2 海杂波109

5.1.3 气象杂波和箔条杂波112

5.1.4 天线扫描引起的杂波功率谱展宽113

5.2 雷达杂波抑制和改善因子113

5.3 动目标显示（MTI）115

5.3.1 杂波对消器115

5.3.2 MTI滤波器118

5.4 参差周期MTI滤波器122

5.4.1 盲速122

5.4.2 参差周期和参差MTI滤波器123

5.4.3 参差码的优化设计126

5.4.4 参差MTI滤波器系数的优化设计127

5.5 动目标检测（MTD）127

5.5.1 对消器级联FFT的结构128

5.5.2 超低副瓣滤波器组结构131

5.5.3 优化设计的多普勒滤波器组结构133

5.6 脉冲多普勒（PD）处理135

5.6.1 PD雷达地杂波频谱135

5.6.2 PD信号处理139

5.7 自适应运动杂波抑制139

5.7.1 运动杂波谱中心补偿抑制法140

5.7.2 权系数库和速度图法141

5.7.3 自适应杂波滤波器144

参考文献146

第6章 雷达信号检测147

6.1 雷达信号检测原理148

6.1.1 噪声中的信号检测148

6.1.2 白噪声条件下的最优检测149

6.1.3 色噪声条件下的最优检测150

6.1.4 恒虚警检测原理152

6.2 恒虚警检测器152

6.2.1 白噪声背景的恒虚警检测器152

6.2.2 单元平均恒虚警检测器155

6.2.3 有序恒虚警检测器160

6.2.4 非高斯杂波中的恒虚警检测器162

6.2.5 非参量恒虚警检测器165

6.2.6 杂波图恒虚警检测器167

6.2.7 二维恒虚警检测器175

6.3 信号积累和检测177

6.3.1 信号积累177

6.3.2 二进制积累和双门限检测器183

6.3.3 检测前跟踪（TBD）185

参考文献186

第7章 雷达阵列信号处理189

7.1 阵列信号处理原理190

7.1.1 阵列信号模型192

7.1.2 波束形成基本概念195

7.2 最优波束形成原理与算法200

7.2.1 最优波束形成原理200

7.2.2 最优波束形成算法206

7.3 阵列信号处理中高分辨测向问题208

7.3.1 正交子空间投影与高分辨处理209

7.3.2 旋转不变因子ESPRIT空间参数估计方法212

7.3.3 相干源高分辨处理技术215

7.3.4 最大似然法226

7.4 空时二维自适应信号处理228

7.4.1 运动平台雷达二维杂波谱特征229

7.4.2 STAP基本原理233

7.4.3 降维STAP的处理方法240

7.4.4 非均匀杂波环境下空时自适应处理算法249

7.4.5 STAP应用研究256

参考文献259

第8章 雷达抗干扰信号处理265

8.1 雷达干扰266

8.1.1 雷达干扰分类266

8.1.2 有源干扰268

8.2 雷达抗干扰信号处理270

8.2.1 自适应频率捷变271

8.2.2 自适应空间滤波272

8.2.3 雷达的低截获279

8.2.4 雷达抗欺骗干扰283

8.3 雷达抗干扰性能的评估288

8.3.1 抗干扰改善因子288

8.3.2 雷达抗干扰能力289

8.3.3 抗欺骗干扰概率289

参考文献290

第9章 雷达自动目标识别及分类技术291

9.1 概述292

9.2 编队目标架次识别296

9.2.1 编队目标回波模型297

9.2.2 距离-多普勒两维分辨方法301

9.2.3 本节小结304

9.3 窄带雷达目标分类304

9.3.1 发动机调制信号模型304

9.3.2 典型飞机参数的分析310

9.3.3 特征提取及分类算法312

9.3.4 本节小结314

9.4 高距离分辨雷达一维距离像的目标识别315

9.4.1 高分辨一维距离像特性315

9.4.2 高分辨距离像的特征提取328

9.4.3 高分辨距离像的分类算法331

9.4.4 高分辨距离像目标识别工程实现中的几个问题334

9.4.5 本节小结335

9.5 合成孔径雷达目标的二维像识别336

9.5.1 SAR图像预处理336

9.5.2 SAR图像的特征提取337

9.5.3 本节小结338

9.6 本章小结338

参考文献338

第10章 雷达信号处理系统技术343

10.1 雷达信号处理系统仿真设计方法344

10.1.1 雷达信号处理系统的功能和结构346

10.1.2 雷达信号处理系统仿真环境348

10.1.3 雷达信号处理系统仿真模型库351

10.1.4 雷达信号处理系统的仿真设计353

10.2 多处理器并行信号处理系统的设计361

10.2.1 数字信号处理器（DSP）362

10.2.2 并行处理的性能363

10.2.3 并行信号处理系统的设计366

10.2.4 可编程逻辑器件及其应用382

10.2.5 实时并行数字信号处理机的设计与实现397

参考文献404

第11章 雷达数据处理基础知识与系统组成405

11.1 概述406

11.1.1 两种常见的雷达扫描方式406

11.1.2 点迹与点迹处理408

11.1.3 航迹与航迹处理409

11.1.4 系统模型411

11.1.5 测量与跟踪坐标系413

11.1.6 滤波与预测415

11.2 雷达数据处理设备的设计技术417

11.2.1 微电子设计技术418

11.2.2 标准总线技术421

11.2.3 COTS技术的使用422

11.3 雷达数据处理软件设计技术424

11.3.1 Windows操作系统下的程序设计424

11.3.2 VxWorks在雷达数据处理领域的应用429

11.3.3 UNIX操作系统下的雷达数据处理程序设计434

11.4 雷达数据处理设备基本功能、组成及技术性能436

11.4.1 雷达数据处理设备的基本功能437

11.4.2 主要雷达数据处理模块简介438

11.4.3 雷达数据处理设备的技术性能443

参考文献446

第12章 雷达目标点迹数据形成与处理447

12.1 概述448

12.2 目标原始点迹数据的形成450

12.2.1 雷达对目标的测量451

12.2.2 点迹数据格式456

12.2.3 计算机对点迹数据的录取458

12.2.4 点迹数据分析460

12.3 常规监视雷达的目标点迹处理463

12.3.1 目标原始点迹数据的分辨与归并464

12.3.2 目标点迹凝聚处理468

12.4 雷达组网系统中目标点迹数据的处理470

12.5 运动平台的雷达目标点迹数据处理477

12.5.1 主要的坐标系及定义478

12.5.2 坐标系之间的关系482

12.5.3 扫描空域稳定措施483

12.5.4 机载相控阵雷达的目标点迹处理484

12.6 SAR目标的回波特性分析及数据处理485

12.6.1 地面固定点目标的回波特性分析485

12.6.2 运动目标的回波特性分析487

12.6.3 GMTI扫描方式下多普勒参数的计算与分析489

12.6.4 平台位置及姿态对系统的影响490

12.6.5 运动目标的数据处理490

12.7 双基地雷达的点迹数据处理491

12.7.1 T/R站和R站的点迹时间和空间对齐492

12.7.2 收站的点迹凝聚493

12.7.3 收／发站的点迹融合493

12.7.4 收／发站的目标定位493

12.8 测量误差的分析494

12.8.1 测距精度494

12.8.2 测高精度495

12.8.3 方位误差496

参考文献497

第13章 雷达数据的航迹处理499

13.1 概述500

13.2 不同精度数据的最佳拟合501

13.3 雷达数据处理系统常用的估计方法502

13.3.1 多维向量的估计与估计误差503

13.3.2 最小平方估计503

13.3.3 最小均方误差估计504

13.3.4 线性均方估计505

13.3.5 系统与目标模型505

13.4 运动目标的数学模型507

13.4.1 常速度模型507

13.4.2 常加速度模型507

13.4.3 目标运动的相关噪声模型——Singer模型508

13.5 常用跟踪滤波器510

13.5.1 最小二乘滤波器510

13.5.2 Kalman滤波器511

13.5.3 α-β滤波器515

13.5.4 机动目标的自适应跟踪方法517

13.6 目标跟踪的起始、点迹-航迹相关处理与波门控制519

13.6.1 目标跟踪的起始519

13.6.2 点迹-航迹相关处理521

13.6.3 波门控制522

13.7 复杂环境下的目标跟踪525

13.7.1 剩余杂波较多环境下的目标跟踪526

13.7.2 多目标环境中的跟踪529

13.8 工程应用简介532

13.8.1 工程设计的主要内容533

13.8.2 应用举例538

参考文献542

第14章 雷达探测信息显示与整机状态监视和控制545

14.1 雷达探测信息的显示546

14.1.1 雷达视频回波的光栅显示547

14.1.2 二次信息显示553

14.1.3 雷达视频回波的采集与校正555

14.1.4 雷达光栅显示近区覆盖分析558

14.1.5 雷达光栅显示远区分裂分析558

14.1.6 雷达光栅显示器的设备组成及性能特点559

14.2 整机状态监视与控制560

14.2.1 概述560

14.2.2 监视与控制系统的主要设计内容565

参考文献571