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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.1.1 MTI雷达基础3

1.1.2 一维杂波对消3

1.1.3 机载和星载雷达问题4

1.1.4 平台运动的影响5

1.1.5 相控阵雷达的一些注解9

1.1.6 系统和实验10

1.1.7 模型正确性11

1.1.8 历史回顾12

1.2 雷达信号处理工具14

1.2.1 最优处理器14

1.2.2 正交投影21

1.2.3 线性子空间变换22

1.2.4 用数字滤波器抑制杂波28

1.2.5 范例33

1.2.6 角度或频域处理36

1.3 谱估计37

1.3.1 信号匹配，SM38

1.3.2 最小方差估值器，MVE38

1.3.3 最大熵方法，MEM39

1.3.4 正交投影，MUSIC40

1.3.5 谱估值器比较40

1.4 小结41

第2章 信号和干扰模型43

2.1 发射和接收过程43

2.2 多普勒效应44

2.3 空-时信号45

2.3.1 空间维：阵列几何45

2.3.2 时间维：脉冲串46

2.4 干扰48

2.4.1 地杂波48

2.4.2 运动杂波50

2.4.3 人为干扰50

2.4.4 噪声51

2.5 去相关效应51

2.5.1 时间去相关51

2.5.2 空间去相关：系统带宽影响53

2.5.3 距离门内多普勒扩散54

2.5.4 系统多普勒扩散56

2.5.5 全相关模型56

2.6 标准参数组56

2.6.1 多重时间折叠杂波58

2.6.2 关于图像质量的说明59

2.7 小结59

第3章 机载杂波性质60

3.1 空间-多普勒特性60

3.1.1 等值多普勒频移60

3.1.2 多普勒方位杂波轨迹61

3.2 空-时协方差矩阵66

3.2.1 分量67

3.2.2 偏置相位中心天线（DPCA）原理69

3.2.3 特征谱77

3.3 功率谱82

3.3.1 傅里叶谱82

3.3.2 高分辨力谱84

3.4 雷达参数对干扰谱的影响85

3.4.1 阵列指向85

3.4.2 时间和空间采样85

3.4.3 去相关影响88

3.4.4 杂波和干扰机谱95

3.5 自适应空-时杂波抑制的问题98

3.5.1 原理说明98

3.5.2 一些结论99

3.6 小结100

第4章 全自适应空-时处理器103

4.1 引言103

4.2 概述104

4.2.1 最优自适应处理器（OAP）104

4.2.2 正交投影处理器（OPP）108

4.3 最优处理与运动补偿110

4.3.1 RF运动补偿原理110

4.3.2 修正方向图111

4.3.3 和最优处理器的相互联系112

4.4 雷达参数的影响115

4.4.1 发射波束宽度115

4.4.2 阵列与样本长度116

4.4.3 采样影响117

4.4.4 CNR的影响122

4.4.5 带宽影响123

4.4.6 运动杂波132

4.5 距离多普勒IF矩阵132

4.6 小结133

第5章 空-时子空间技术135

5.1 空-时子空间变换的原理136

5.2 辅助特征矢量处理器（AEP）137

5.2.1 与最优自适应处理器（OAP）的比较138

5.2.2 减少通道数139

5.2.3 带宽影响140

5.3 辅助通道处理器（ACP）142

5.3.1 与最优处理器的比较145

5.3.2 减少通道数145

5.3.3 带宽影响145

5.4 其他空-时变换148

5.4.1 单个辅助单元和回波采样变换148

5.4.2 空-时采样子群148

5.4.3 空-时阻塞矩阵149

5.4.4 JDL-GLR149

5.5 实现问题150

5.5.1 一般特性150

5.5.2 辅助特征矢量处理器151

5.5.3 辅助通道处理器151

5.6 小结152

第6章 线形阵列的空间变换154

6.1 子阵列155

6.1.1 交叠均匀子阵列（OUS）155

6.1.2 子阵列偏置的影响158

6.1.3 非均匀子阵列161

6.2 辅助传感器技术164

6.2.1 对称辅助传感器结构（SAS）164

6.2.2 带宽影响170

6.2.3 非对称辅助传感器结构171

6.2.4 最优平面天线174

6.3 其他技术175

6.3.1 空间阻塞矩阵变换175

6.3.2 和差通道处理178

6.3.3 CPCT处理技术180

6.4 小结182

第7章 自适应空-时数字滤波器184

7.1 最小二乘FIR滤波器186

7.1.1 空-时最小二乘FIR滤波器原理186

7.1.2 全天线阵列190

7.1.3 空间变换和FIR滤波192

7.2 雷达参数的影响195

7.2.1 样本大小195

7.2.2 去相关影响199

7.2.3 杂波凹口深度202

7.2.4 滤波器系数的计算203

7.3 其他滤波器技术203

7.3.1 空间和时间维的FIR滤波器203

7.3.2 投影技术204

7.3.3 空-时IIR滤波器206

7.3.4 自适应DPCA(ADPCA)206

7.4 小结206

第8章 和天线相关的问题208

8.1 引言208

8.2 非线形阵列配置209

8.2.1 圆形平面阵列209

8.2.2 随机间距阵列229

8.2.3 共形阵列232

8.3 全向覆盖的阵列方案233

8.3.1 4个线阵233

8.3.2 圆环形阵列234

8.3.3 水平面阵235

8.4 STAP和常规MTI处理239

8.4.1 引言239

8.4.2 线阵240

8.4.3 圆面阵242

8.4.4 体形阵列248

8.5 其他和天线相关的问题248

8.5.1 星载雷达用稀疏阵248

8.5.2 极化-空-时处理253

8.5.3 雷达天线罩的影响254

8.5.4 交替发射的方法254

8.6 小结255

第9章 空-频处理257

9.1 引言257

9.2 辅助空-时通道处理器（ACP）258

9.3 对称辅助传感器／回波处理器258

9.3.1 计算谱协方差矩阵的逆262

9.4 频域FIR滤波器（FDFF）262

9.5 依赖于频率的空间处理（FDSP）263

9.5.1 空间阻塞矩阵266

9.6 处理器之间的比较266

9.7 角-多普勒子群269

9.7.1 概述269

9.7.2 角-多普勒子群结构和其他技术的比较272

9.7.3 其他后多普勒技术273

9.8 小结273

第10章 雷达模糊275

10.1 距离模糊276

10.1.1 多倍往返时间杂波，线阵276

10.1.2 多倍时间折叠杂波，圆平面阵列283

10.2 多普勒模糊287

10.2.1 预备知识287

10.2.2 杂波和目标模型287

10.2.3 伪随机参差288

10.2.4 二次参差292

10.2.5 平台加速度的影响293

10.2.6 空-时FIR滤波器处理295

10.3 小结296

第11章 干扰环境下的空-时自适应处理298

11.1 引言298

11.2 同时干扰和杂波对消299

11.2.1 最优自适应处理（OAP）299

11.2.2 相干重发干扰机303

11.2.3 空-时辅助通道处理器303

11.2.4 空间辅助通道处理器304

11.3 带子阵处理的圆形阵307

11.3.1 自适应空-时处理与时域杂波滤波处理的对比307

11.3.2 多干扰场景中的二维阵列308

11.4 分离的干扰机和杂波对消314

11.4.1 最优干扰对消和辅助通道杂波滤波器315

11.4.2 干扰和杂波辅助通道滤波器的级联319

11.5 距离多普勒IF矩阵中的干扰324

11.6 地形散射干扰325

11.6.1 发射波形326

11.6.2 自适应多途对消326

11.7 小结327

第12章 双基地雷达的空-时处理329

12.1 双基地雷达对STAP处理的影响330

12.1.1 双基地杂波多普勒的讨论330

12.1.2 数值例子331

12.2 现实的双基地几何（前后纵向结构）337

12.2.1 飞行路径排成一直线的两架飞机337

12.2.2 以平行路径飞行的两架飞机（水平错开航迹）339

12.2.3 两架飞机发射机高于接收机（垂直错开航迹）341

12.2.4 关于距离依从性的说明341

12.3 双基地STAP雷达的模糊度343

12.3.1 距离模糊343

12.3.2 距离和多普勒模糊345

12.4 双基地星载GMTI雷达中稀疏阵的使用346

12.4.1 引言346

12.4.2 双基地结构中的DPCA347

12.4.3 一些数字例子348

12.4.4 与满阵比较350

12.5 小结350

第13章 SAR和ISAR中的相关问题352

13.1 多通道ISAR的杂波抑制353

13.1.1 模型353

13.1.2 空-时FIR滤波355

13.1.3 杂波对消对ISAR分辨力的影响357

13.2 多通道雷达／SAR干扰置零361

13.2.1 模型361

13.2.2 模型比较364

13.2.3 干扰和噪声的MV谱365

13.2.4 空-快时FIR滤波方法367

13.2.5 宽带干扰对消对SAR分辨力的影响368

13.3 小结371

第14章 目标参数估计372

14.1 空-时ML估值的CRB372

14.1.1 原理373

14.1.2 Cramér-Rao界限373

14.1.3 Cramér-Rao界限的一些特性374

14.2 雷达参数对CRB的影响377

14.2.1 环境影响378

14.2.2 系统参数的影响381

14.3 降阶的变换处理器386

14.3.1 常规处理387

14.3.2 空-时变换387

14.3.3 空间变换389

14.3.4 辅助传感器／回波处理（ASEP）390

14.4 空-时单脉冲处理394

14.4.1 Nickel方法394

14.4.2 数字例子396

14.4.3 单脉冲雷达地面目标跟踪408

14.5 小结417

第15章 雷达方程的影响419

15.1 基本原理419

15.1.1 从理论性的雷达概念至实际操作419

15.1.2 雷达方程419

15.1.3 SNIR与检测概率420

15.1.4 SNIR映射为检测概率421

15.2 数例422

15.2.1 子阵级的最优空-时处理422

15.2.2 次优空-时处理器426

15.2.3 一维处理428

15.3 小结429

第16章 机载MTI雷达的特殊问题430

16.1 天线阵列误差430

16.1.1 传感器位置允差431

16.1.2 阵列通道误差434

16.1.3 通道均衡439

16.2 杂波多普勒对距离的依从关系443

16.2.1 对自适应和滤波的影响443

16.2.2 多普勒补偿444

16.3 实现方面的问题451

16.3.1 计算复杂度方面各种技术的比较451

16.3.2 前／后多普勒结构的比较453

16.3.3 短时数据处理的效果454

16.3.4 含信号的自适应454

16.3.5 杂波背景的均匀性456

16.3.6 非自适应空-时滤波460

16.3.7 更多的限制461

16.4 自适应算法463

16.4.1 最优处理器的逼近463

16.4.2 QR分解466

16.4.3 正交投影算法467

16.5 其他可能的处理器方案473

16.5.1 最小二乘预测变换473

16.5.2 直接数据域（D3）方法473

16.5.3 跳频475

16.6 小结475

附录 声呐应用476

A.1 引言476

A.2 模态环境下的信号处理477

A.2.1 信号模型477

A.2.2 推广到空-时匹配场处理479

A.3 主动声呐应用：回响抑制480

A.4 目标位置和速度估计481

A.4.1 海面起伏的影响486

A.4.2 应用：多基地CW监视系统487

A.5 小结487

参考文献488

术语表536

索引542