本书系统的介绍了雷达系统仿真的基本理论、技术和方法 ,力图使读者在头脑中建立一个完整的雷达系统研究与设计体系。本书以雷达物理系统为核心,将内容基本分为三个部分:一是雷达系统的输入和电磁环境模拟,包括目标回波、杂波、噪声,以及有源和无源电子干扰等;二是雷达系统及其模块模型,即雷达分系统及其模块电路和软件、算法模型,以搜索雷达为主线,建立了从高频到视频,以及数字信号处理和数据处理的仿真模型;三是雷达系统的仿真,以及以雷达系统输出为信源对雷达系统的主要性能指标作出评估。本书是为从事雷达研究与设计的工程技术人员编写的,也可作为电子信息类专业雷达仿真方面的教材和研究生参考书。
第1章系统仿真概述001
1.1系统仿真的基本概念001
1.1.1引言001
1.1.2系统仿真方法分类004
1.1.3系统仿真的一般步骤007
1.2雷达系统仿真所包含的主要内容008
1.2.1雷达的电磁环境及系统的输入008
1.2.2物理系统009
1.2.3雷达系统性能评估的主要指标012
1.3电子系统输出信号统计特性的估计015
第2章系统的数学模型及其仿真的计算方法021
2.1离散系统的数学模型及其仿真022
2.1.1离散系统的数学模型022
2.1.2离散系统输出响应的计算方法025
2.2连续系统的数学模型026
2.2.1连续系统的数学模型026
2.2.2实现问题030
2.2.3系统状态初始值设置032
2.3连续系统仿真的计算方法033
2.3.1连续系统的数值积分法仿真034
2.3.2连续系统的离散相似法仿真038
2.3.3雷达仿真中常用的数学模型转换050
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第3章均匀分布随机数的产生与检验053
3.1均匀分布随机数的产生053
3.1.1平方取中法054
3.1.2乘同余法055
3.1.3混合同余法056
3.1.4反馈移位寄存器法057
3.2伪随机数的统计检验059
3.2.1统计检验的原理和方法059
3.2.2频率检验060
3.2.3参数检验061
3.2.4独立性检验063
3.2.5概率分布检验(直方图)065
第4章统计试验法概述068
4.1蒲丰问题069
4.1.1实物统计试验步骤071
4.1.2在计算机上进行统计试验的步骤072
4.2报童问题074
4.3蒙特卡罗法在解定积分中的应用077
4.3.1概率平均法077
4.4利用蒙特卡罗法计算sinθ和cosθ的快速算法082
4.4.1选舍抽样法Ⅰ082
4.4.2选舍抽样法Ⅱ083
4.5统计试验法的精度085
4.5.1统计试验法的总精度085
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4.5.2估计数学期望时的精度085
4.5.3估计均方根值时的精度087
4.5.4估计事件概率时的精度087
4.6统计试验法的试验次数088
4.6.1最大试验次数法089
4.6.2逐步试探法090
4.7统计仿真的特点090
第5章目标与杂波模型092
5.1雷达杂波功率谱模型093
5.1.1高斯谱093
5.1.2马尔柯夫谱094
5.1.3全极型谱095
5.2雷达杂波幅度分布模型095
5.2.1高斯杂波模型097
5.2.2莱斯(Rician)杂波模型098
5.2.3对数-正态杂波模型099
5.2.4混合-正态杂波模型101
5.2.5韦布尔杂波模型102
5.2.6复合k分布杂波模型102
5.2.7逆高斯-复合高斯(IG-CG)分布杂波模型106
5.2.8球不变(SIR)雷达杂波模型106
5.2.9拉普拉斯杂波模型115
5.3箔条杂波模型116
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5.3.1箔条云的后向散射截面积116
5.3.2箔条云杂波及散射特性117
5.3.3箔条云的自相关函数118
5.3.4箔条云的功率谱118
5.4雷达目标模型119
5.4.1雷达信号模型120
5.4.2经典模型122
5.4.3现代目标模型125
第6章随机变量的仿真127
6.1独立随机变量的仿真127
6.1.1直接抽样128
6.1.2近似抽样134
6.1.3变换抽样138
6.1.4查表法142
6.1.5选舍抽样145
6.1.6噪声加恒值信号抽样的产生149
6.1.7某些随机变量的产生方法154
6.2相关雷达杂波的仿真166
6.2.1相关高斯杂波的仿真166
6.2.2产生相关随机变量的一般方法183
6.2.3非高斯相关杂波的仿真184
6.2.4球不变杂波的仿真202
第7章雷达系统模型215
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7.1雷达发射分系统仿真模型217
7.1.1雷达发射波形217
7.1.2雷达天线方向图函数224
7.1.3幅度调制器226
7.1.4相位调制器226
7.1.5频率调制器227
7.2雷达接收分系统仿真模型227
7.2.1限幅器模型227
7.2.2根据脉冲响应对中频放大器进行仿真230
7.2.3混频器230
7.2.4包络检波器230
7.2.5相位检波器232
7.2.6线性相位FIR滤波器234
7.2.7I和Q通道幅相不一致对改善因子IdB的限制239
7.3雷达信号处理分系统仿真模型241
7.3.1A/D变换器模型241
7.3.2缓存器242
7.3.3线性调频脉冲压缩242
7.3.4固定杂波对消器(MTI)244
7.3.5自适应动目标显示(AMTI)249
7.3.6离散傅里叶变换对252
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7.3.7多普勒滤波器组(FFT)254
7.3.8恒虚警率(CFAR)处理器模型254
7.3.9检测器模型261
7.4数据处理模型269
7.4.1距离速度解模糊270
7.4.2点迹过滤器272
7.4.3跟踪滤波274
7.4.4数据关联289
7.4.5航迹管理290
7.4.6伺服控制291
第8章雷达系统仿真293
8.1雷达系统信号级仿真294
8.1.1雷达电磁环境建模294
8.1.2雷达回波信号模型302
8.1.3雷达系统模型305
8.1.4雷达系统信号级仿真举例——机载脉冲多普勒(PD)雷达系统仿真316
8.2雷达系统功能级仿真337
8.2.1雷达回波信杂比计算338
8.2.2雷达抗干扰改善因子(EIF)模型342
8.2.3雷达系统综合损耗因子模型348
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8.2.4大气传输损耗模型355
8.2.5雷达检测概率计算模型355
8.2.6目标检测和确认模型360
8.2.7雷达系统性能指标计算361
8.2.8数据处理测量精度改善364
8.2.9雷达系统功能级仿真举例——PD雷达导引头箔条诱饵对抗系统仿真365
第9章重要抽样技术379
9.1估计概率密度函数的一般方法379
9.2重要抽样基本原理381
9.3重要抽样在雷达中的应用384
9.3.1重要抽样在雷达中的应用Ⅰ384
9.3.2重要抽样在雷达中的应用Ⅱ396
9.4重要抽样中畸变函数的选择401
9.5估计分布函数的一些重要结果407
参考文献412
主要符号表418
缩略语420