雷达系统导论(第三版) 9787121220562 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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美斯科尼克，左群声 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121220562

商品编码：28121811509

包装：平装

出版时间：2014-01-01

基本信息

书名：雷达系统导论(第三版)

定价：89.00元

作者：(美)斯科尼克 ,左群声

出版社：电子工业出版社

出版日期：2014-01-01

ISBN：9787121220562

字数：

页码：

版次：3

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是世界范围内具有较高认可度的雷达系统入门教材，系统覆盖了现代雷达的理论和技术。全书共分11章，分别讨论了雷达基本原理和方程，现代雷达技术体制，动目标指示和多普勒雷达技术，跟踪雷达技术，噪声中的信号检测技术，雷达信号的信息提取技术，雷达杂波特性，雷达波传播特点等，并详细介绍了雷达天线、雷达发射机和雷达接收机等分系统技术。

目录

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章 雷达简介
　1.1 基本雷达
　1.2 雷达方程的简单形式
　1.3 雷达框图
　1.4 雷达频率
　1.5 雷达的应用
　1.6 雷达的起源
　参考文献
　习题
第2章 雷达方程
　2.1 引言
　2.2 噪声中信号的检测
　2.3 接收机噪声和信-噪比
　2.4 概率密度函数
　2.5 检测和虚警概率
　2.6 雷达脉冲的积累
　2.7 目标雷达横截面积
　2.8 雷达横截面积的起伏
　2.9 发射机功率
　2.10 脉冲重复频率
　2.11 天线参数
　2.12 系统损耗
　2.13 其他有关雷达方程的考虑
　参考文献
　习题
第3章 MTI雷达和脉冲多普勒雷达
　3.1 引言
　3.2 延迟线对消器
　3.3 参差脉冲重复频率
　3.4 多普勒滤波器组
　3.5 数字MTI处理
　3.6 运动目标检测器
　3.7 MTI性能的限制
　3.8 运动平台的MTI（AMTI）
　3.9 脉冲多普勒雷达
　3.10 其他的多普勒雷达
　参考文献
　习题
第4章 跟踪雷达
　4.1 用雷达跟踪
　4.2 单脉冲跟踪
　4.3 圆锥扫描和顺序波束转换
　4.4 跟踪精度的限制
　4.5 低角跟踪
　4.6 距离跟踪
　4.7 其他有关跟踪雷达的专题
　4.8 跟踪雷达的比较
　4.9 监视雷达自动跟踪
　参考文献
　习题
第5章 噪声中的信号检测
　5.1 引言
　5.2 匹配滤波器接收机
　5.3 检测准则
　5.4 检波器
　5.5 自动检测
　5.6 积累器
　5.7 恒虚警率（CFAR）接收机
　5.8 雷达操作员
　5.9 信号管理
　参考文献
　习题
　
第6章 雷达信号的信息
　6.1 引言
　6.2 基本雷达测量
　6.3 雷达测量的理论精度
　6.4 模糊图
　6.5 脉冲压缩
　6.6 目标识别
　参考文献
　习题
第7章 雷达杂波
　7.1 雷达杂波介绍
　7.2 表面杂波雷达方程
　7.3 地杂波
　7.4 海杂波
　7.5 表面杂波的统计模型
　7.6 气象杂波
　7.7 大气回波的其他来源
　7.8 杂波中目标的检测
　参考文献
　习题
第8章 雷达波的传播
　8.1 引言
　8.2 平坦地面的前向散射
　8.3 球形地球表面的散射
　8.4 大气折射——标准传播
　8.5 非标准传播
　8.6 绕射
　8.7 大气衰减
　8.8 环境噪声或外部噪声
　8.9 其他的传播影响
　参考文献
　习题
第9章 雷达天线
　9.1 雷达天线的功能
　9.2 天线参数
　9.3 天线辐射方向图和孔径照射
　9.4 反射面天线
　9.5 电子扫描相控阵天线
　9.6 移相器
　9.7 频率扫描阵列
　9.8 相控阵的辐射器
　9.9 用于相控阵的结构
　9.10 机械扫描平面阵列天线
　9.11 方向图综合
　9.12 误差对方向图的影响
　9.13 低副瓣天线
　9.14 相控阵雷达的成本
　9.15 关于相控阵天线的其他论题
　9.16 相控阵雷达系统结论
　9.17 关于天线的其他论题
　参考文献
　习题
　
0章 雷达发射机
　10.1 引言
　10.2 线性束功率管
　10.3 固态射频功率源
　10.4 磁控管
　10.5 正交场放大器
　10.6 其他射频功率源
　10.7 雷达发射机的其他方面
　参考文献
　习题
1章 雷达接收机
　11.1 引言
　11.2 接收机噪声系数
　11.3 超外差接收机
　11.4 收发开关和接收机保护器
　11.5 雷达显示器
　参考文献
　习题

作者介绍

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Merrill I. Skolnik博士是美国国家工程院院士，IEEE会士。曾担任美国海军研究室雷达分部负责人超过30年。

文摘

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序言

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《雷达系统导论（第三版）》图书简介 《雷达系统导论（第三版）》是一本深入浅出、系统全面地阐述雷达系统基本原理、设计方法、关键技术及应用领域的高等院校教材及专业技术人员的参考书。本书凝聚了作者在雷达领域多年的教学与科研经验，旨在为读者构建一个扎实的理论基础，并引导其理解现代雷达技术的发展脉络和前沿动态。 第一篇 基础理论与信号处理 本篇是全书的基石，为理解复杂的雷达系统打下坚实的基础。 第一章 雷达原理与系统概述 本章首先从雷达的定义、发展历程入手，引出雷达的基本工作流程：发射电磁波、目标散射、接收回波、信号处理与信息提取。通过分析雷达方程，详细阐述了决定雷达探测距离的关键因素，包括发射功率、天线增益、目标散射截面积、接收机灵敏度、信号传播损耗等。这一章节将帮助读者建立起对雷达系统整体功能和性能指标的初步认识，理解“看得远、看得清、看得准”是雷达设计的核心目标。同时，本章还将简要介绍雷达的分类方式，如按用途分类（搜索雷达、跟踪雷达、火控雷达等）、按工作体制分类（脉冲雷达、连续波雷达等）、按频率段分类等，为后续章节的学习提供框架。 第二章 雷达信号的产生与发射 本章深入探讨了雷达系统中信号的产生与发射环节。详细讲解了脉冲雷达信号的形成，包括脉冲宽度、脉冲重复周期、占空比等参数的意义和对雷达性能的影响。重点介绍了不同类型的雷达波形，如单脉冲、脉冲压缩波形（如LFM、非线性调频波形）的设计原理和优势，以及它们在提高距离分辨率和信噪比方面的作用。此外，本章还将涉及雷达天线的基本原理，包括天线增益、波束宽度、方向图等概念，并简述了天线馈电网络和发射机的基本组成及工作方式，强调了信号的有效发射对雷达探测能力的重要性。 第三章 雷达信号的接收与数字化 信号的接收是雷达系统感知外部环境的关键环节。本章详细阐述了雷达接收机的组成和工作原理，包括低噪声放大器、混频器、中频放大器、检波器等关键部件的功能。重点介绍了雷达信号的解调方式，如包络检波、相干解调等。随着数字化技术的飞速发展，本章还将深入讲解雷达信号的采样、量化和编码过程，介绍模拟-数字转换器（ADC）的关键参数和选择原则，以及数字中频（IF）和数字基带信号处理的优势。理解信号的有效接收与高质量数字化是后续进行精确信号处理的前提。 第四章 雷达信号处理基础 本章是雷达信号处理的核心内容。首先，详细阐述了匹配滤波器的概念及其在提高信噪比方面的作用，这是雷达信号处理中最基本也是最重要的技术之一。接着，将深入介绍距离维和多普勒维的信号处理方法。在距离维，重点讲解脉冲压缩技术，包括其原理、实现方式以及对距离分辨率的提升。在多普勒维，详细阐述了多普勒效应在目标速度测量中的应用，以及如何利用FFT（快速傅里叶变换）等算法实现多普勒滤波，以区分动目标和静止杂波（MTI - Moving Target Indication 和 MTD - Moving Target Detection）。此外，本章还将引入恒虚警率（CFAR - Constant False Alarm Rate）处理技术，解释其在自适应地抑制杂波，维持恒定的虚警概率方面的关键作用。 第五章 雷达目标的探测与参数测量 在完成信号处理后，本章将聚焦于如何从处理后的数据中提取有用的目标信息。详细介绍了雷达目标的探测准则，如检测概率与虚警概率的关系，以及如何根据这些准则设计最优检测器。重点讲解了目标参数的测量方法，包括距离测量、角度测量（方位角和俯仰角）以及速度测量（基于多普勒频移）。针对不同雷达体制和天线扫描方式，将分析各种参数测量方法的精度和局限性。例如，对于角度测量，将涉及单脉冲测角、扫描测角等经典方法，以及现代相控阵雷达的波束形成与数字波束形成技术。 第二篇 关键技术与系统组成 本篇将深入探讨实现高性能雷达系统所必需的关键技术和核心组成部分。 第六章 雷达系统中的杂波与干扰 杂波和干扰是影响雷达探测性能的主要因素。本章将系统地分析不同类型的杂波，如地杂波、海杂波、雨杂波、晴空杂波等，并讨论它们的统计特性和建模方法。接着，将详细介绍雷达系统面临的各种干扰源，包括自然干扰（如闪电）、人为干扰（如电子对抗中的诱饵、欺骗、淹没式干扰）以及同波段其他雷达的互扰。针对这些干扰，本章将系统阐述各种抗干扰技术，包括频率捷变、脉冲编码、隐蔽技术、以及在信号处理层面的抗干扰方法（如自适应滤波器、杂波抑制技术等），旨在提高雷达在复杂电磁环境下的生存能力和探测效能。 第七章 雷达天线技术 天线是雷达的“眼睛”，其性能直接决定了雷达的探测方向、精度和覆盖范围。本章将深入探讨各种雷达天线类型，包括固定天线、机械扫描天线、电子扫描天线（如相控阵天线、无源相控阵PA-SAR、有源相控阵AA-SAR）。详细讲解相控阵天线的原理、优点（如快速扫描、灵活波束控制）以及关键技术，如移相器、波束形成网络、阵元设计等。此外，还将介绍全息阵列、分布式阵列等新型天线技术的发展趋势。本章强调了天线设计与雷达系统整体性能的紧密联系。 第八章 雷达发射机与接收机 本章聚焦于雷达系统的核心电子设备——发射机和接收机。详细介绍各种雷达发射机的类型，如脉冲激励机、连续波激励机，以及常用高功率器件，如速调管、行波管、固态功率放大器（SSPA）和氮化镓（GaN）技术等。深入分析发射机的性能指标，如峰值功率、平均功率、脉冲宽度、重复频率、稳定度等。对于接收机，本章将重点介绍低噪声放大器（LNA）的设计与选择，以及高性能ADC的需求。还将讨论接收机的动态范围、线性度、噪声系数等关键参数，以及现代软件定义雷达（SDR）中数字接收机架构的优势。 第九章 雷达信号处理器与数据处理 本章将雷达信号处理提升到一个更宏观的层面，并引入数据处理的概念。详细阐述高性能数字信号处理平台的设计，包括FPGA、DSP、GPU等硬件架构的应用。深入讨论各种先进信号处理算法，如自适应波束形成、基于模型的目标跟踪、雷达信号的时频分析技术（如Wigner-Ville分布）等。在数据处理方面，本章将介绍目标跟踪算法，如卡尔曼滤波器、扩展卡尔曼滤波器、粒子滤波器等，以及它们在连续跟踪运动目标中的应用。此外，还将涉及雷达数据的融合技术，以及如何将雷达数据与来自其他传感器的信息进行整合，以提高态势感知的准确性和完备性。 第十章 雷达系统性能分析与仿真 如何量化和评估雷达系统的性能是工程实践中的重要环节。本章将系统介绍雷达系统性能分析的方法，包括信噪比分析、探测概率分析、参数测量精度分析等。详细讲解雷达方程在不同场景下的应用，以及如何根据实际需求进行系统参数的优化设计。仿真在现代雷达研发中扮演着至关重要的角色，本章将介绍常用的雷达系统仿真软件和仿真方法，包括系统级仿真、模型级仿真和信号级仿真，以及如何利用仿真技术对雷达系统的设计方案进行验证和优化。 第三篇 雷达应用与发展趋势 本篇将视野从系统本身转向其广泛的应用领域，并展望雷达技术的未来发展方向。 第十一章 各类雷达系统的设计与应用 本章将结合前几篇介绍的理论和技术，深入分析不同类型雷达系统的设计要点和应用场景。 搜索与监视雷达：如远程对空搜索雷达、空域监视雷达、海面搜索雷达等，重点介绍其大范围覆盖、快速扫描、低副瓣等设计需求。 跟踪雷达：如火控雷达、弹载雷达、导引头雷达等，强调其高精度测量、快速响应、抗干扰能力强的特点。 气象雷达：介绍其探测降水、风场、风暴等气象要素的原理，以及多普勒气象雷达在风切变探测中的作用。 地面目标探测雷达：如车载雷达、无人机载雷达，探讨其探测固定和移动地面目标的技术挑战。 合成孔径雷达（SAR）：详细介绍SAR的工作原理，包括动目标补偿、数据采集与成像流程，以及其在高分辨率成像领域的应用，如军事侦察、地形测绘、环境监测等。 逆合成孔径雷达（ISAR）：介绍ISAR用于成像运动目标的原理，以及其在舰船、飞机等目标识别方面的应用。 火控雷达：重点阐述其目标捕获、精确跟踪、交战评估等功能，以及对高可靠性和低截获率的要求。 汽车雷达（ADAS雷达）：介绍其在自动驾驶和辅助驾驶系统中的作用，包括目标检测、测距、测速、目标分类等，以及其对成本、功耗、集成度的要求。 低空慢小目标探测雷达：探讨其在无人机、鸟类等低慢小目标探测方面的挑战和技术方案。 第十二章 雷达系统中的信息融合 随着多传感器技术的发展，雷达信息融合成为提升系统整体性能的关键。本章将深入探讨雷达与其他传感器（如光学、红外、声纳、惯性导航系统等）的信息融合技术。详细介绍不同层次的信息融合策略，如数据级融合、特征级融合、决策级融合。重点阐述信息融合在提高目标探测率、降低虚警率、增强目标识别能力、实现更精确的目标跟踪和态势感知方面的优势。例如，将雷达的测距、测速信息与光学图像的目标形状、颜色信息进行融合，可以实现更准确的目标识别。 第十三章 雷达技术的发展趋势 本章将展望雷达技术的未来发展方向，聚焦于当前和未来一段时间内具有重要影响的技术前沿。 软件定义雷达（SDR）：探讨SDR的架构、优势，以及如何通过软件的灵活性实现雷达功能的快速升级和定制化。 人工智能与机器学习在雷达中的应用：介绍AI技术如何用于优化雷达信号处理算法（如目标检测、分类、跟踪），提高抗干扰能力，以及实现更智能的雷达系统。 低截获概率（LPI）雷达：分析LPI雷达的设计原理和技术，使其在隐蔽通信和生存能力方面更具优势。 多功能雷达：探讨如何在同一部雷达上实现搜索、跟踪、成像等多种功能，以提高系统效能和降低成本。 分布式雷达系统：介绍多部雷达协同工作，实现网络化探测，突破单部雷达的局限性。 微型雷达与物联网（IoT）雷达：分析低功耗、小型化雷达在智能家居、穿戴设备等领域的潜在应用。 高分辨率雷达：探讨如何进一步提高雷达的距离、角度和多普勒分辨率，以实现更精细的目标探测和识别。 量子雷达：作为前沿探索，简要介绍量子纠缠等量子技术在雷达领域的潜在应用前景，以及面临的挑战。 附录 本书还可能包含一些有用的附录，如常用的雷达参数定义、雷达方程推导、重要公式汇总、常用雷达系统英文缩略语表等，以方便读者查阅和深入学习。 《雷达系统导论（第三版）》通过系统性的理论阐述、清晰的逻辑结构、丰富的实例分析，旨在帮助读者全面掌握雷达系统的基本原理和核心技术，为从事雷达系统的设计、开发、研究以及相关领域的学习和工作打下坚实的基础。本书不仅适合高等院校电子工程、信息工程、自动化等专业的本科生和研究生，也为雷达领域的研究人员、工程师和技术爱好者提供了宝贵的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的学术贡献和时代意义，是毋庸置疑的。它站在了一个新的历史节点上，对既有的知识体系进行了整合、批判与创新性的发展。作者对于前沿技术趋势的捕捉非常敏锐，书中对未来发展方向的预测，已经在我最近接触的一些研究课题中得到了印证。阅读此书，我深刻体会到知识的传承与突破是如何发生的。它不像一些陈旧的教材那样固步自封，而是保持着一种面向未来的开放心态。作者在行文中，总是不动声色地将一些最新的研究动态融入到对经典理论的阐释之中，使得读者在学习基础的同时，也时刻保持着对行业脉搏的感知。这种与时俱进的编写策略，确保了本书在未来相当长一段时间内，仍将是该领域内不可或缺的权威参考资料，它的价值是具有持久生命力的。

评分☆☆☆☆☆

深入研读这本书的过程，就像是跟随一位经验丰富的老船长，航行在一片充满未知却又引人入胜的广袤海洋上。作者的叙述风格充满了洞察力，他总能精准地把握住核心概念的精髓，并用一种近乎哲学的深度去剖析它们背后的逻辑根源。书中对不同流派观点的梳理和比较，展现了作者广博的知识面和批判性思维，这远超出了普通教材的范畴，更像是一部学术对话录。我发现自己时常需要停下来，反复咀嚼那些精妙的论述，因为它们不仅仅是知识点的堆砌，更是思维方式的引导。特别是关于理论模型的构建与验证部分，作者没有停留在表面的公式推演，而是深入挖掘了每一步假设背后的物理意义和现实约束，这种求真务实的态度极大地增强了理论的实用性和可信度。阅读这本书，不仅是知识的输入，更是一次思维深度的拓展和重塑。

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这本书的实用价值，在我实际应用中所体现得淋漓尽致。很多教科书在理论上光彩夺目，但在实际操作中却显得苍白无力，但这本却是个例外。作者在讲解每一个技术细节时，都巧妙地融入了大量的工程实例和案例分析，这些“干货”让我对抽象的数学模型有了直观的认识。我曾经在处理一个复杂的信号处理问题时陷入僵局，正是书中关于某一特定滤波器设计部分的深入阐述，为我指明了方向，最终得以顺利解决。这些案例并非简单的复述，而是包含了作者亲身的经验和教训，使得书本内容具有极强的可迁移性和指导性。对于从业人员来说，这本书可以作为一本随时可以翻阅的“工具箱”，每当遇到瓶颈，总能在其中找到启发和解决方案。这种理论与实践紧密结合的编排方式，是其最宝贵的财富之一。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的门槛并不低，它要求读者具备一定的数学和物理基础，但正是这种对知识的“不妥协”，造就了它无可替代的深度。初期阅读时，确实会遇到一些晦涩难懂的段落，需要反复查阅参考资料，甚至需要借助其他辅助教材来理解一些基础概念。然而，一旦跨过了最初的理解障碍，后续的学习体验就会呈指数级提升。作者对复杂性的处理方式非常高明，他没有刻意将概念简单化到失去其本质，而是通过清晰的逻辑链条和层层递进的结构，引导读者主动去消化和理解这种深度。这种“挑战性”的阅读过程，反而极大地激发了我的学习潜能和主动探索的欲望。读完这本书，我收获的不仅仅是专业知识，更是一种面对复杂问题时，不畏惧、敢于深入挖掘的学术勇气和方法论。