第1章 導論 1
1.1 寬帶系統(tǒng) 1
1.2 數(shù)字方法 1
1.3 電子戰(zhàn)接收機研發(fā)的難點 2
1.4 本書的結構安排 3
1.5 特別說明 4
參考文獻 4
第2章 電子戰(zhàn)接收機的要求和特性 5
2.1 引言 5
2.2 電子戰(zhàn)簡介 5
2.3 偵察接收機和通信接收機的 區(qū)別 6
2.4 電子戰(zhàn)接收機面臨的信號環(huán)境 7
2.5 電子戰(zhàn)接收機的要求 9
2.6 電子戰(zhàn)接收機測量的信號參數(shù) 9
2.7 頻率信息 10
2.8 到達角信息 12
2.9 電子戰(zhàn)接收機的輸出 12
2.10 模擬接收機概述 13
2.11 瞬時測頻接收機 14
2.12 信道化接收機 15
2.13 布拉格盒接收機 16
2.14 壓縮(微掃)接收機 17
2.15 數(shù)字接收機 17
2.16 電子戰(zhàn)接收機的特性和性能 19
2.16.1 單信號 19
2.16.2 兩個同時到達信號 20
2.17 電子戰(zhàn)接收機的發(fā)展趨勢 20
2.17.1 理論問題的解決方案 20
2.17.2 排隊接收機 21
2.17.3 用于到達角測量的壓縮接收機 21
2.17.4 信道化IFM接收機 21
2.17.5 數(shù)字接收機 21
2.18 電子戰(zhàn)處理機 22
2.18.1 信號分選 22
2.18.2 脈沖重復間隔的產生 23
2.18.3 雷達識別 24
2.18.4 跟蹤 24
2.18.5 重訪問 24
2.19 電子戰(zhàn)接收機設計目標 24
2.20 小結 25
參考文獻 25
第3章 傅里葉變換 28
3.1 引言 28
3.2 傅里葉級數(shù)和連續(xù)傅里葉變換 28
3.3 常用函數(shù) 29
3.3.1 矩形函數(shù) 29
3.3.2 沖激函數(shù) 30
3.3.3 梳狀函數(shù) 31
3.4 傅里葉變換的性質 33
3.4.1 線性 33
3.4.2 奇偶性 34
3.4.3 對偶性 34
3.4.4 共軛及共軛對稱性 34
3.4.5 尺度變換特性 35
3.4.6 時移特性 35
3.4.7 頻移特性 35
3.4.8 微分特性 35
3.4.9 積分特性 36
3.4.10 卷積特性 36
3.4.11 帕斯瓦爾定理 37
3.5 舉例 39
3.6 離散傅里葉變換 45
3.7 信號的數(shù)字化 45
3.8 離散傅里葉變換的推導 46
3.8.1 圖形描述 46
3.8.2 解析方法 48
3.9 關于DFT的進一步討論 50
3.9.1 頻帶限制 50
3.9.2 不匹配的時間間隔 51
3.9.3 混疊效應對實值數(shù)據(jù)的影響 51
3.9.4 循環(huán)卷積和線性卷積 52
3.10 窗函數(shù) 55
3.10.1 矩形窗 56
3.10.2 高斯窗 57
3.10.3 a階升余弦窗 58
3.10.4 廣義漢明窗 58
3.11 快速傅里葉變換 59
3.11.1 推導 59
3.11.2 使用復數(shù)FFT運算符計算實值輸入 62
3.12 接收機使用DFT的潛在優(yōu)勢 63
3.12.1 初始數(shù)據(jù)積累 63
3.12.2 滑動DFT 64
3.13 小結 64
參考文獻 65
第4章 與傅里葉變換相關的運算 67
4.1 引言 67
4.2 周期圖 67
4.2.1 平均周期圖 67
4.3 補零技術 69
4.4 加窗后的峰值位置估計 71
4.4.1 加矩形窗后的峰值位置估計 71
4.4.2 加漢寧窗后的峰值位置估計 73
4.5 通過迭代運算進行峰值位置估計 74
4.6 通過FFT確定實際頻率 76
4.7 自相關 77
4.8 自相關(Blackman-Tukey)譜估計 78
4.9 FFT在自相關譜估計中的應用 79
4.10 奈奎斯特欠采樣的基本思想 81
4.11 奈奎斯特欠采樣系統(tǒng)中的相位關系 84
4.12 奈奎斯特欠采樣中的問題及其解決方法 86
4.13 通過抽取技術實現(xiàn)DFT 88
4.14 抽取技術在電子戰(zhàn)接收機中的應用 89
4.15 簡化的抽取技術 91
參考文獻 92
第5章 模數(shù)轉換器、放大器及其接口 94
5.1 引言 94
5.2 關鍵器件的選擇 94
5.3 模擬接收機和數(shù)字接收機的靈敏度比較 95
5.4 基本的采樣保持電路 95
5.5 基本的模數(shù)轉換器性能和輸入帶寬 96
5.6 模數(shù)轉換器的最大輸入信號和最小輸入信號 98
5.7 理想模數(shù)轉換器的量化噪聲 99
5.8 由處理帶寬決定的噪聲電平和顫動效應 100
5.9 寄生響應 101
5.10 寄生響應幅度的分析 102
5.11 寄生響應幅度的進一步討論 105
5.12 噪聲對模數(shù)轉換器的影響 108
5.13 采樣窗口抖動的影響 110
5.14 對模數(shù)轉換器的要求 112
5.15 符號 112
5.16 噪聲系數(shù)和三階截點 113
5.17 級聯(lián)放大器的特性 115
5.18 模數(shù)轉換器 118
5.19 放大器和模數(shù)轉換器組合的噪聲系數(shù) 119
5.20 放大器和模數(shù)轉換器間的接口 120
5.21 M和M＇ 的意義 121
5.22 計算機程序和運行結果 121
5.23 設計實例 123
5.24 實驗結果 124
5.24.1 噪聲系數(shù)測量 124
5.24.2 動態(tài)范圍測試 125
參考文獻 128
第6章 下變頻器 134
6.1 引言 134
6.2 基帶接收機的頻率選擇 134
6.3 頻率變換 135
6.4 同相(I)和正交(Q)信道變換 137
6.5 I/Q信道的幅相不平衡 138
6.6 模擬I/Q下變頻器 141
6.7 產生I/Q信道的數(shù)字方法 143
6.8 希爾伯特變換 143
6.9 離散希爾伯特變換 145
6.10 離散希爾伯特變換實例 148
6.11 采用特殊采樣方案的窄帶I/Q信道 149
6.12 采用特殊采樣方案的寬帶I/Q信道 150
6.13 實現(xiàn)寬帶數(shù)字I/Q信道的濾波器硬件設計 152
6.14 I/Q信道不平衡的數(shù)字校正 153
6.15 I/Q信道間不平衡的寬帶數(shù)字校正 155
參考文獻 158
第7章 靈敏度與信號檢測 160
7.1 引言 160
7.2 電子戰(zhàn)接收機的檢測方法 160
7.3 數(shù)字電子戰(zhàn)接收機潛在的檢測優(yōu)勢 161
7.3.1 頻域檢測 161
7.3.2 時域檢測 162
7.4 單個采樣的虛警時間和虛警概率 163
7.5 單個采樣的閾值設定 163
7.6 單個采樣檢測的檢測概率 164
7.7 基于多個采樣的檢測 165
7.8 多個采樣的檢測方案(L|N法) 165
7.9 概率密度函數(shù)和特征函數(shù) 166
7.10 使用平方律檢波器時采樣之和的概率密度函數(shù) 167
7.11 基于求和結果的多采樣檢測 168
7.12 單個采樣檢測示例 169
7.13 多采樣(L|N法)檢測示例 171
7.14 閾值電平的選擇 173
7.15 閾值選擇優(yōu)化 175
7.16 N個采樣檢測示例(求和法) 176
7.17 頻域檢測介紹 176
7.18 頻域檢測方法 178
7.19 頻域中的虛警概率 178
7.20 頻域檢測的輸入信號的情況 179
7.21 頻域檢測概率 180
7.22 頻域檢測示例 182
7.23 頻域檢測小結 183
參考文獻 183
第8章 相位測量法與過零檢測法 190
8.1 引言 190
8.2 數(shù)字相位測量 191
8.3 角分辨率和量化電平 192
8.4 相位測量法和FFT法的結果比較 193
8.5 相位測量法的應用 193
8.6 兩個同時到達信號的情況分析 194
8.7 兩個信號的頻率測量 196
8.8 使用過零法測量單頻 198
8.9 單信號過零檢測中的病態(tài)情況與解決方法 200
8.10 簡化的單信號過零點計算 200
8.11 單頻過零法的實驗結果 202
8.12 在相干多普勒雷達頻率測量中的應用 203
8.13 用于一般頻率測量的過零法 204
8.14 過零檢測譜分析的基本定義 205
8.15 產生實過零點 206
8.16 計算過零檢測譜分析的系數(shù) 207
8.17 過零檢測譜分析器的可用配置 209
參考文獻 210
第9章 單比特接收機 212
9.1 引言 212
9.2 單比特接收機的原創(chuàng)理念 212
9.3 單比特接收機思想 213
9.4 設計標準 214
9.5 接收機的組成 215
9.6 射頻鏈、模數(shù)轉換器和分路器 216
9.7 基本的FFT芯片設計 218
9.8 頻率編碼器設計 219
9.9 閾值的選擇 220
9.10 單比特接收機的初步性能 222
9.11 可行的改進方法 223
9.12 芯片設計 224
參考文獻 225
第10章 頻率信道化及后續(xù)處理 226
10.1 引言 226
10.2 濾波器組 226
10.3 FFT運算中的輸入數(shù)據(jù)重疊 228
10.4 FFT運算的輸出數(shù)據(jù)速率 230
10.5 抽取和內插 231
10.6 抽取和內插對DFT的影響 233
10.7 濾波器組的設計方法 235
10.8 頻域抽取 235
10.9 利用加權函數(shù)展寬輸出濾波器的頻率響應特性 238
10.10 利用多相濾波器實現(xiàn)信道化 240
10.11 信道化之后的處理 243
10.12 信道化方法的基本考慮 243
10.13 濾波器頻率響應特性的選擇 244
10.14 后接相位比較器的模擬濾波器 247
10.15 后接相位比較器的單比特接收機 249
10.16 后接相位比較器的數(shù)字濾波器 250
10.17 后接相位比較器的模擬濾波器 251
10.18 數(shù)字濾波器后接單比特接收機時的考慮事項 255
10.19 倍增輸出采樣速率 255
10.20 后接單比特接收機的數(shù)字濾波器 257
10.21 后接單比特接收機和相位比較器的數(shù)字濾波器組 258
10.22 后接另一個FFT的數(shù)字濾波器組 258
參考文獻 259
第11章 高分辨率譜估計 260
11.1 引言 260
11.2 自回歸法 260
11.3 Yule-Walker方程 262
11.4 Levinson-Durbin迭代算法 264
11.5 輸入數(shù)據(jù)處理 266
11.5.1 協(xié)方差法 267
11.5.2 自相關法 267
11.6 后向預測和修正協(xié)方差法 268
11.7 Burg法 270
11.8 階數(shù)的選擇 272
11.9 Prony法 273
11.10 使用最小二乘方法的Prony法 276
11.11 特征向量和特征值 277
11.12 MUSIC法 279
11.13 ESPRIT法 281
11.14 最小范數(shù)法 283
11.15 使用離散傅里葉變換的最小范數(shù)法 285
11.16 自適應譜估計 286
參考文獻 290
第12章 BPSK信號的檢測 300
12.1 引言 300
12.2 巴克碼的基本性質 300
12.3 射頻與碼元長度同步的BPSK信號生成 301
12.4 11位和13位巴克碼在頻域中的比較 303
12.5 閾值和檢測概率 305
12.6 利用長幀F(xiàn)FT檢測BPSK信號 306
12.7 利用特征值區(qū)分BPSK信號和連續(xù)波信號 309
12.8 利用幀輸出辨別連續(xù)波和BPSK信號：FFT法和特征值法 311
12.9 用于相變檢測的信號生成 314
12.10 檢測相變的方法 316
12.11 輸入一幀數(shù)據(jù)的FFT法 316
12.12 特征值法檢測相變及其與FFT法的比較 318
12.13 使用兩幀數(shù)據(jù)確定相變的特征值法 320
12.14 定位相變的比相法 322
12.15 聯(lián)合使用一幀特征值法和比相法 325
12.16 在相鄰幀內存在兩次相變的輸入數(shù)據(jù) 325
12.17 小結 327
參考文獻 327
第13章 調頻信號的檢測 330
13.1 引言 330
13.2 調頻信號檢測的潛在問題 331
13.3 比幅法和比相法 332
13.3.1 比幅法 332
13.3.2 比相法 332
13.4 三種測頻方法 334
13.5 幅度輔助比相法 338
13.6 使用幅相比較法檢測線性調頻信號 341
13.7 確定被測信號的調頻速率 343
13.8 檢測弱的長信號的四種方法 344
13.9 幅度求和法與最大幅度求和法的閾值設定 345
13.10 L|N檢測法的閾值 347
13.11 特征值法的閾值及對閾值的總結 350
13.12 對所有檢測方法的靈敏度研究 351
13.13 關于靈敏度的小結 353
13.14 窮舉法 355
13.15 使用特征值法檢測線性調頻信號 356
13.16 小結 358
參考文獻 358
第14章 模擬-信息轉換 360
14.1 引言 360
14.2 數(shù)據(jù)采集 360
14.3 頻率計算 362
14.4 虛警概率和檢測概率 363
14.5 測量頻率的準確度 365
14.6 幅度測量 367
14.7 雙信號頻率測量的研究 369
14.8 檢測雙信號的兩幀法 371
14.9 無噪聲時雙信號幅度不同的情況 373
14.10 兩幀法的閾值生成問題 375
14.11 兩幀法中二次檢測的靈敏度與誤檢 376
14.12 根據(jù)第一個信號獲取第二個閾值 378
14.13 檢測第二個信號的靈敏度與瞬時動態(tài)范圍 380
14.14 小結 381
參考文獻 382
第15章 到達角的測量 383
15.1 引言 383
15.2 排隊接收機 384
15.3 來自線陣天線的數(shù)字化數(shù)據(jù) 385
15.4 圓形天線陣列的輸出 386
15.5 二元相控陣天線 388
15.6 使用過零法測量到達角 390
15.7 多天線到達角測量系統(tǒng)的相位檢測 391
15.8 空域的傅里葉變換 391
15.9 二維傅里葉變換 394
15.10 頻率分選后的到達角測量 396
15.11 最小天線間隔 397
15.12 孫子定理 398
15.13 孫子定理在到達角測量中的應用 399
15.14 關于孫子定理的幾點思考 401
15.15 數(shù)字到達角測量系統(tǒng)的硬件考慮 401
參考文獻 403
第16章 時間反轉技術研究 404
16.1 目的 404
16.2 在到達角測量中的應用 404
16.3 沖激響應的測量 405
16.4 線性調頻信號產生的沖激響應的質量 407
16.5 輸入數(shù)據(jù)長度的影響 407
16.6 輸入調頻信號對沖激響應的影響 408
16.7 從輸出信號恢復輸入信號 410
16.8 恢復信號的結果 410
16.9 分數(shù)時延 413
16.10 相位調整 414
16.11 引入相位角的另一種方法 414
16.12 將延遲從輸入信號轉換至本振信號 416
16.13 從一組輸入測量值產生輸入數(shù)據(jù) 417
16.14 小結 417
參考文獻 418
第17章 多幀長FFT電子戰(zhàn)接收機 419
17.1 引言 419
17.2 電子戰(zhàn)接收機示意圖 419
17.3 編碼器說明 420
17.4 脈沖描述字合并器 421
17.4.1 脈沖描述字關聯(lián) 422
17.4.2 脈沖描述字合并 422
17.5 仿真結果與討論 425
17.6 小結 429
參考文獻 429
第18章 接收機測試 430
18.1 引言 430
18.2 接收機測試的類型 430
18.3 實驗室接收機測試的預備知識 432
18.4 接收機的軟件仿真測試 433
18.5 實驗室測試配置 434
18.6 暗室測試配置 436
18.7 初步測試 436
18.8 單信號頻率測試 437
18.8.1 頻率準確度測試 437
18.8.2 頻率精度測試 437
18.9 虛警測試 438
18.10 靈敏度與單信號動態(tài)范圍 439
18.11 脈幅和脈寬的測量 440
18.12 到達角準確度測試 441
18.13 到達時間測試 441
18.14 保護時間、吞吐率和等待時間測試 442
18.15 雙信號頻率分辨率測試 442
18.16 雙信號無寄生動態(tài)范圍測試 443
18.17 瞬時動態(tài)范圍測試 444
18.18 暗室測試 444
18.19 到達角分辨率測試 445
18.20 仿真測試 445
18.21 外場測試 446
參考文獻 447