被動(dòng)雷達(dá)寬帶數(shù)字接收機(jī)技術(shù)

第1章　緒論 1
1．1　反輻射導(dǎo)彈簡(jiǎn)介 1
1．1．1　美國反輻射導(dǎo)彈的發(fā)展 2
1．1．2　其他國家反輻射導(dǎo)彈的發(fā)展 7
1．1．3　反輻射導(dǎo)彈武器未來的發(fā)展 10
1．2 被動(dòng)雷達(dá)數(shù)字接收技術(shù)發(fā)展 11
1．2．1 主要接收機(jī)形式 12
1．2．2　寬帶數(shù)字接收機(jī) 16
1．3　寬帶數(shù)字接收機(jī)在被動(dòng)雷達(dá)中的作用 22
1．3．1　寬帶數(shù)字接收機(jī)功能 22
1．3．2　寬帶數(shù)字接收機(jī)對(duì)系統(tǒng)靈敏度的影響 23
1．4　寬帶數(shù)字接收機(jī)面臨的復(fù)雜信號(hào)環(huán)境 26
1．4．1　復(fù)雜電磁環(huán)境 27
1．4．2　雷達(dá)信號(hào)環(huán)境描述 28
1．4．3　寬帶數(shù)字接收機(jī)面臨的技術(shù)挑戰(zhàn) 29
1．5　本章小結(jié) 30
第2章 寬帶數(shù)字接收機(jī)基礎(chǔ) 31
2．1 基礎(chǔ)理論 31
2．1．1 采樣理論 31
2．1．2 信號(hào)的抽取與插值 33
2．1．3 多相濾波器 35
2．1．4 調(diào)制濾波器組 36
2．1．5 信號(hào)的正交變換理論 37
2．1．6 數(shù)字下變頻 38
2．1．7 寬帶數(shù)字接收機(jī)設(shè)計(jì)的基本原理 38
2．2 基于STFT調(diào)制的寬帶數(shù)字接收機(jī)設(shè)計(jì) 40
2．2．1 基于短時(shí)傅里葉變換的數(shù)字接收機(jī) 40
2．2．2 基于多相濾波的短時(shí)傅里葉變換結(jié)構(gòu) 41
2．2．3 短時(shí)傅里葉變換接收機(jī)仿真 44
2．3 基于多相濾波DFT調(diào)制的寬帶數(shù)字接收機(jī)設(shè)計(jì) 45
2．3．1 多相濾波DFT結(jié)構(gòu) 45
2．3．2 濾波器設(shè)計(jì) 48
2．3．3 信道化前后信噪比增益 49
2．3．4 信道化結(jié)構(gòu)仿真 51
2．4 滑動(dòng)FFT結(jié)構(gòu)信道化寬帶數(shù)字接收機(jī) 53
2．5 加權(quán)疊加結(jié)構(gòu)數(shù)字接收機(jī) 55
2．5．1 加權(quán)疊加數(shù)字接收機(jī)原理 55
2．5．2 加權(quán)疊加結(jié)構(gòu)數(shù)字接收機(jī)仿真 56
2．6 復(fù)數(shù)多相濾波器組信道化接收機(jī) 60
2．7 基于FRM結(jié)構(gòu)的信道化接收機(jī) 61
2．7．1 頻率響應(yīng)屏蔽技術(shù) 61
2．7．2 基于FRM的信道化結(jié)構(gòu) 62
2．7．3 基于FRM結(jié)構(gòu)的信道化接收機(jī)仿真 65
2．7．4 基于復(fù)指數(shù)調(diào)制FRM的信道化結(jié)構(gòu) 67
2．8 非均勻數(shù)字信道化接收機(jī)設(shè)計(jì) 72
2．8．1 基于重構(gòu)濾波器組的非均勻信道化接收機(jī) 72
2．8．2 余弦調(diào)制結(jié)構(gòu)接收機(jī) 77
2．9 基于脈沖壓縮的寬帶數(shù)字接收機(jī) 85
2．9．1 chirp變換 85
2．9．2 基于脈沖壓縮的寬帶數(shù)字接收機(jī)結(jié)構(gòu) 86
2．9．3 輸入信號(hào)約束條件 87
2．9．4 基于脈沖壓縮的寬帶數(shù)字接收機(jī)參數(shù)測(cè)量 88
2．9．5 基于脈沖壓縮的寬帶數(shù)字接收機(jī)仿真實(shí)驗(yàn) 89
2．10 單比特寬帶數(shù)字接收機(jī) 93
2．11 本章小結(jié) 96
第3章 PDW形成 98
3．1 信號(hào)檢測(cè)技術(shù) 98
3．1．1 靜態(tài)閾值檢測(cè) 98
3．1．2 動(dòng)態(tài)閾值檢測(cè) 99
3．1．3 相關(guān)檢測(cè) 101
3．2 脈沖到達(dá)時(shí)間與脈沖寬度估計(jì) 103
3．3 頻率測(cè)量 104
3．3．1 相位差測(cè)頻算法 104
3．3．2 過零檢測(cè) 106
3．3．3 DFT測(cè)頻算法 108
3．3．4 MUSIC測(cè)頻 110
3．3．5 差異接收機(jī)測(cè)頻 111
3．4 角度測(cè)量 117
3．4．1 比幅法測(cè)向 117
3．4．2 干涉儀測(cè)量原理 120
3．4．3 多基線測(cè)向 122
3．4．4 虛擬基線測(cè)向 123
3．4．5 立體基線測(cè)向 124
3．4．6 旋轉(zhuǎn)干涉儀測(cè)向 126
3．4．7 最小二乘測(cè)向 128
3．4．8 互譜寬帶測(cè)向 131
3．4．9 相位和差測(cè)角法 134
3．4．10 MUSIC測(cè)向 136
3．4．11 極化MUSIC測(cè)向 137
3．5 基于FPGA的MUSIC測(cè)向?qū)崿F(xiàn) 143
3．5．1 總體設(shè)計(jì) 143
3．5．2 協(xié)方差生成 145
3．5．3 特征值分解 148
3．5．4 噪聲子空間 155
3．5．5 譜峰搜索 156
3．5．6 硬件仿真結(jié)果分析 159
3．6 本章小結(jié) 161
第4章　脈內(nèi)信號(hào)分析 163
4．1　時(shí)頻分析 163
4．2　脈內(nèi)調(diào)制形式 165
4．2．1　線性調(diào)頻信號(hào) 165
4．2．2　非線性調(diào)頻信號(hào) 166
4．2．3　相位編碼信號(hào) 169
4．2．4 復(fù)合調(diào)制信號(hào) 174
4．2．5 脈內(nèi)調(diào)制信號(hào)經(jīng)信道化后的仿真波形 175
4．3 基于短時(shí)傅里葉變換的調(diào)頻信號(hào)識(shí)別 177
4．4 基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的調(diào)頻信號(hào)識(shí)別 181
4．4．1 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換原理 181
4．4．2 線性調(diào)頻信號(hào)檢測(cè)原理 184
4．5 基于瞬時(shí)累加自相關(guān)的調(diào)相信號(hào)識(shí)別 187
4．6 基于頻譜復(fù)雜度的脈內(nèi)調(diào)制信號(hào)識(shí)別 190
4．6．1 雷達(dá)信號(hào)特征分析 190
4．6．2 基于頻譜復(fù)雜度的雷達(dá)信號(hào)識(shí)別流程及仿真分析 193
4．7 基于循環(huán)譜的調(diào)相信號(hào)識(shí)別 198
4．7．1 循環(huán)自相關(guān)的基本原理 198
4．7．2 PSK信號(hào)循環(huán)自相關(guān)檢測(cè)原理及仿真分析 198
4．8 復(fù)合調(diào)制信號(hào)識(shí)別 201
4．9 深度學(xué)習(xí)信號(hào)識(shí)別 207
4．9．1 深度學(xué)習(xí)簡(jiǎn)介 208
4．9．2　基于深度學(xué)習(xí)的LPI雷達(dá)信號(hào)識(shí)別仿真 228
4．10　寬帶數(shù)字接收機(jī)FPGA實(shí)現(xiàn)實(shí)例 235
4．10．1　接收機(jī)主要芯片介紹 236
4．10．2　基于多相濾波DFT調(diào)制的寬帶數(shù)字接收機(jī)FPGA設(shè)計(jì) 243
4．10．3　信號(hào)檢測(cè)與脈沖測(cè)量FPGA實(shí)現(xiàn) 250
4．10．4　脈內(nèi)分析FPGA實(shí)現(xiàn) 259
4．11 本章小結(jié) 270
第5章 雷達(dá)輻射源無意調(diào)制特征提取與個(gè)體識(shí)別 271
5．1 概況 271
5．1．1 發(fā)展概況 271
5．1．2 雷達(dá)信號(hào)無意調(diào)制特征的基本要求 272
5．1．3 無意調(diào)制特征提取與個(gè)體識(shí)別方法概述 277
5．2 經(jīng)典實(shí)現(xiàn)方法 279
5．2．1　雷達(dá)常規(guī)PRI特征的提取與個(gè)體識(shí)別 279
5．2．2　雷達(dá)載波頻率偏移特征的提取與個(gè)體識(shí)別 281
5．2．3　雷達(dá)脈沖信號(hào)上升沿包絡(luò)特征的提取與個(gè)體識(shí)別 282
5．2．4　雷達(dá)信號(hào)相位噪聲特征的提取與個(gè)體識(shí)別 292
5．3 基于多域RF-DNA雷達(dá)輻射源的個(gè)體識(shí)別 312
5．3．1 時(shí)域RF-DNA特征提取 312
5．3．2 頻域RF-DNA特征提取 314
5．3．3 時(shí)頻域RF-DNA特征提取 316
5．3．4 分形域RF-DNA特征提取 319
5．3．5 構(gòu)建多域RF-DNA 321
5．3．6 基于支持向量機(jī)的雷達(dá)輻射源個(gè)體識(shí)別 322
5．4 基于棧式稀疏自動(dòng)編碼器的雷達(dá)輻射源個(gè)體識(shí)別技術(shù) 328
5．4．1 XGBoost分類器 328
5．4．2 sSAE-XGBoost算法 331
5．4．3 實(shí)驗(yàn)與分析 332
5．5 本章小結(jié) 334
第6章 壓縮采樣寬帶數(shù)字接收機(jī) 336
6．1 引言 336
6．2 壓縮采樣理論 337
6．2．1 壓縮采樣理論概述 337
6．2．2 信號(hào)的稀疏表示 338
6．2．3 測(cè)量矩陣的設(shè)計(jì) 338
6．2．4 稀疏信號(hào)的重構(gòu) 340
6．3 模擬信息轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu) 343
6．3．1 隨機(jī)解調(diào)結(jié)構(gòu) 343
6．3．2 多陪集采樣 344
6．3．3 調(diào)制寬帶轉(zhuǎn)換器 345
6．4 MWC壓縮采樣寬帶數(shù)字接收機(jī)設(shè)計(jì) 350
6．5 基于MWC的多路壓縮復(fù)用壓縮接收機(jī)結(jié)構(gòu) 355
6．6 基于MWC離散壓縮采樣的信號(hào)檢測(cè)技術(shù) 357
6．6．1 基于單路壓縮采樣數(shù)據(jù)的能量檢測(cè)算法 358
6．6．2 基于多路壓縮采樣數(shù)據(jù)能量混合疊加檢測(cè)算法 359
6．6．3 算法仿真和性能分析 361
6．7 基于MWC離散壓縮采樣的信號(hào)測(cè)頻技術(shù) 363
6．7．1 復(fù)數(shù)信號(hào)載頻估計(jì)方法 363
6．7．2 實(shí)數(shù)信號(hào)載頻估計(jì)方法 364
6．7．3 LFM壓縮采樣信號(hào)參數(shù)估計(jì) 366
6．7．4 算法仿真與性能分析 368
6．8 基于MWC離散壓縮采樣的信號(hào)識(shí)別技術(shù) 370
6．8．1 MWC壓縮采樣信號(hào)脈內(nèi)調(diào)制特征分析 370
6．8．2 MWC壓縮采樣信號(hào)脈內(nèi)調(diào)制識(shí)別方法 373
6．8．3 單路MWC壓縮采樣信號(hào)的識(shí)別流程 375
6．8．4 多路混合疊加壓縮采樣信號(hào)識(shí)別 377
6．8．5 算法仿真與性能分析 377
6．9 基于MWC壓縮采樣均勻線陣的CF與DOA聯(lián)合估計(jì) 381
6．9．1 基于原型MWC壓縮采樣均勻線陣的CF與DOA聯(lián)合估計(jì) 381
6．9．2 雙路MWC壓縮采樣均勻線陣的CF和DOA聯(lián)合估計(jì) 385
6．9．3 單路MWC壓縮采樣均勻線陣的CF和DOA聯(lián)合估計(jì) 389
6．9．4 雙重壓縮均勻線陣結(jié)構(gòu)的CF和DOA聯(lián)合估計(jì) 392
6．10 基于多相結(jié)構(gòu)的MWC數(shù)字接收機(jī)結(jié)構(gòu) 395
6．10．1 MWC數(shù)字接收機(jī)的FPGA實(shí)現(xiàn) 395
6．10．2 基于多相結(jié)構(gòu)的MWC數(shù)字接收機(jī)推導(dǎo) 397
6．11 本章小結(jié) 400
參考文獻(xiàn) 401