被動雷達寬帶數(shù)字接收機技術

第1章　緒論 1
1．1　反輻射導彈簡介 1
1．1．1　美國反輻射導彈的發(fā)展 2
1．1．2　其他國家反輻射導彈的發(fā)展 7
1．1．3　反輻射導彈武器未來的發(fā)展 10
1．2 被動雷達數(shù)字接收技術發(fā)展 11
1．2．1 主要接收機形式 12
1．2．2　寬帶數(shù)字接收機 16
1．3　寬帶數(shù)字接收機在被動雷達中的作用 22
1．3．1　寬帶數(shù)字接收機功能 22
1．3．2　寬帶數(shù)字接收機對系統(tǒng)靈敏度的影響 23
1．4　寬帶數(shù)字接收機面臨的復雜信號環(huán)境 26
1．4．1　復雜電磁環(huán)境 27
1．4．2　雷達信號環(huán)境描述 28
1．4．3　寬帶數(shù)字接收機面臨的技術挑戰(zhàn) 29
1．5　本章小結 30
第2章 寬帶數(shù)字接收機基礎 31
2．1 基礎理論 31
2．1．1 采樣理論 31
2．1．2 信號的抽取與插值 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)字接收機設計的基本原理 38
2．2 基于STFT調(diào)制的寬帶數(shù)字接收機設計 40
2．2．1 基于短時傅里葉變換的數(shù)字接收機 40
2．2．2 基于多相濾波的短時傅里葉變換結構 41
2．2．3 短時傅里葉變換接收機仿真 44
2．3 基于多相濾波DFT調(diào)制的寬帶數(shù)字接收機設計 45
2．3．1 多相濾波DFT結構 45
2．3．2 濾波器設計 48
2．3．3 信道化前后信噪比增益 49
2．3．4 信道化結構仿真 51
2．4 滑動FFT結構信道化寬帶數(shù)字接收機 53
2．5 加權疊加結構數(shù)字接收機 55
2．5．1 加權疊加數(shù)字接收機原理 55
2．5．2 加權疊加結構數(shù)字接收機仿真 56
2．6 復數(shù)多相濾波器組信道化接收機 60
2．7 基于FRM結構的信道化接收機 61
2．7．1 頻率響應屏蔽技術 61
2．7．2 基于FRM的信道化結構 62
2．7．3 基于FRM結構的信道化接收機仿真 65
2．7．4 基于復指數(shù)調(diào)制FRM的信道化結構 67
2．8 非均勻數(shù)字信道化接收機設計 72
2．8．1 基于重構濾波器組的非均勻信道化接收機 72
2．8．2 余弦調(diào)制結構接收機 77
2．9 基于脈沖壓縮的寬帶數(shù)字接收機 85
2．9．1 chirp變換 85
2．9．2 基于脈沖壓縮的寬帶數(shù)字接收機結構 86
2．9．3 輸入信號約束條件 87
2．9．4 基于脈沖壓縮的寬帶數(shù)字接收機參數(shù)測量 88
2．9．5 基于脈沖壓縮的寬帶數(shù)字接收機仿真實驗 89
2．10 單比特寬帶數(shù)字接收機 93
2．11 本章小結 96
第3章 PDW形成 98
3．1 信號檢測技術 98
3．1．1 靜態(tài)閾值檢測 98
3．1．2 動態(tài)閾值檢測 99
3．1．3 相關檢測 101
3．2 脈沖到達時間與脈沖寬度估計 103
3．3 頻率測量 104
3．3．1 相位差測頻算法 104
3．3．2 過零檢測 106
3．3．3 DFT測頻算法 108
3．3．4 MUSIC測頻 110
3．3．5 差異接收機測頻 111
3．4 角度測量 117
3．4．1 比幅法測向 117
3．4．2 干涉儀測量原理 120
3．4．3 多基線測向 122
3．4．4 虛擬基線測向 123
3．4．5 立體基線測向 124
3．4．6 旋轉(zhuǎn)干涉儀測向 126
3．4．7 最小二乘測向 128
3．4．8 互譜寬帶測向 131
3．4．9 相位和差測角法 134
3．4．10 MUSIC測向 136
3．4．11 極化MUSIC測向 137
3．5 基于FPGA的MUSIC測向?qū)崿F(xiàn) 143
3．5．1 總體設計 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 硬件仿真結果分析 159
3．6 本章小結 161
第4章　脈內(nèi)信號分析 163
4．1　時頻分析 163
4．2　脈內(nèi)調(diào)制形式 165
4．2．1　線性調(diào)頻信號 165
4．2．2　非線性調(diào)頻信號 166
4．2．3　相位編碼信號 169
4．2．4 復合調(diào)制信號 174
4．2．5 脈內(nèi)調(diào)制信號經(jīng)信道化后的仿真波形 175
4．3 基于短時傅里葉變換的調(diào)頻信號識別 177
4．4 基于分數(shù)階傅里葉變換的調(diào)頻信號識別 181
4．4．1 分數(shù)階傅里葉變換原理 181
4．4．2 線性調(diào)頻信號檢測原理 184
4．5 基于瞬時累加自相關的調(diào)相信號識別 187
4．6 基于頻譜復雜度的脈內(nèi)調(diào)制信號識別 190
4．6．1 雷達信號特征分析 190
4．6．2 基于頻譜復雜度的雷達信號識別流程及仿真分析 193
4．7 基于循環(huán)譜的調(diào)相信號識別 198
4．7．1 循環(huán)自相關的基本原理 198
4．7．2 PSK信號循環(huán)自相關檢測原理及仿真分析 198
4．8 復合調(diào)制信號識別 201
4．9 深度學習信號識別 207
4．9．1 深度學習簡介 208
4．9．2　基于深度學習的LPI雷達信號識別仿真 228
4．10　寬帶數(shù)字接收機FPGA實現(xiàn)實例 235
4．10．1　接收機主要芯片介紹 236
4．10．2　基于多相濾波DFT調(diào)制的寬帶數(shù)字接收機FPGA設計 243
4．10．3　信號檢測與脈沖測量FPGA實現(xiàn) 250
4．10．4　脈內(nèi)分析FPGA實現(xiàn) 259
4．11 本章小結 270
第5章 雷達輻射源無意調(diào)制特征提取與個體識別 271
5．1 概況 271
5．1．1 發(fā)展概況 271
5．1．2 雷達信號無意調(diào)制特征的基本要求 272
5．1．3 無意調(diào)制特征提取與個體識別方法概述 277
5．2 經(jīng)典實現(xiàn)方法 279
5．2．1　雷達常規(guī)PRI特征的提取與個體識別 279
5．2．2　雷達載波頻率偏移特征的提取與個體識別 281
5．2．3　雷達脈沖信號上升沿包絡特征的提取與個體識別 282
5．2．4　雷達信號相位噪聲特征的提取與個體識別 292
5．3 基于多域RF-DNA雷達輻射源的個體識別 312
5．3．1 時域RF-DNA特征提取 312
5．3．2 頻域RF-DNA特征提取 314
5．3．3 時頻域RF-DNA特征提取 316
5．3．4 分形域RF-DNA特征提取 319
5．3．5 構建多域RF-DNA 321
5．3．6 基于支持向量機的雷達輻射源個體識別 322
5．4 基于棧式稀疏自動編碼器的雷達輻射源個體識別技術 328
5．4．1 XGBoost分類器 328
5．4．2 sSAE-XGBoost算法 331
5．4．3 實驗與分析 332
5．5 本章小結 334
第6章 壓縮采樣寬帶數(shù)字接收機 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 信號的稀疏表示 338
6．2．3 測量矩陣的設計 338
6．2．4 稀疏信號的重構 340
6．3 模擬信息轉(zhuǎn)換器結構 343
6．3．1 隨機解調(diào)結構 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)字接收機設計 350
6．5 基于MWC的多路壓縮復用壓縮接收機結構 355
6．6 基于MWC離散壓縮采樣的信號檢測技術 357
6．6．1 基于單路壓縮采樣數(shù)據(jù)的能量檢測算法 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測頻技術 363
6．7．1 復數(shù)信號載頻估計方法 363
6．7．2 實數(shù)信號載頻估計方法 364
6．7．3 LFM壓縮采樣信號參數(shù)估計 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識別技術 370
6．8．1 MWC壓縮采樣信號脈內(nèi)調(diào)制特征分析 370
6．8．2 MWC壓縮采樣信號脈內(nèi)調(diào)制識別方法 373
6．8．3 單路MWC壓縮采樣信號的識別流程 375
6．8．4 多路混合疊加壓縮采樣信號識別 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 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 381
6．9．2 雙路MWC壓縮采樣均勻線陣的CF和DOA聯(lián)合估計 385
6．9．3 單路MWC壓縮采樣均勻線陣的CF和DOA聯(lián)合估計 389
6．9．4 雙重壓縮均勻線陣結構的CF和DOA聯(lián)合估計 392
6．10 基于多相結構的MWC數(shù)字接收機結構 395
6．10．1 MWC數(shù)字接收機的FPGA實現(xiàn) 395
6．10．2 基于多相結構的MWC數(shù)字接收機推導 397
6．11 本章小結 400
參考文獻 401