Автор: Ред. Ширман Я. Д. Название: Теоретические основы радиолокации Издательство: М:, Советское радио Год: 1970 Страниц: 560 Формат: DJVU Размер: 11 МБ
Книга представляет учебное пособие для радиотехнических факультетов высших учебных заведений, готовящих специалистов по радиолокации. Его особенностью является использование статистических методов анализа как единой базы курса. Даются принципы построения и теория устройств оптимального обнаружения при наличии помех; рассматриваются методы получения радиолокационной информации с учетом достижений в области оптимальной обработки сложных радиолокационных сигналов, закономерностей вторичного излучения и распространения радиоволн. Приводится большое число примеров, позволяющих читателю быстрее усвоить главные вопросы теории и ее приложения. Наряду с этим приведен набранный петитом дополнительный материал, рассчитанный на более углубленное изучение отдельных вопросов курса. Книга может быть полезна инженерам и аспирантам радиолокационного профиля, а также специалистам смежных областей, занимающимся вопросами обработки широкополосных сигналов.
Предисловие 3 Глава 6 ВВЕДЕНИЕ 6 § 1.1. Общие сведения о радиолокации 6 § 1.2. Принципы получения радиолокационной информации 9 § 1.3. Некоторые эффекты распространения радиоволн, существенно сказывающиеся на получении радиолокационной информации 15 § 1.4. Краткие сведения из Истории отечественной радиолокации 20 § 1.5. Предмет и задачи курса 23 Глава 2 24 ВТОРИЧНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ РАДИОВОЛН 24 А. ЯВЛЕНИЕ ВТОРИЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ЭФФЕКТИВНАЯ ОТРАЖАЮЩАЯ ПОВЕРХНОСТЬ ЦЕЛИ 24 §2.1. Явление вторичного излучения 24 § 2.2. Эффективная поверхность произвольного сосредоточенного вторичного излучателя 25 § 2.3. Особенности вторичного излучения группового излучателя 27 Б. ВТОРИЧНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СООТНОШЕНИЯХ РАЗМЕРОВ ЦЕЛИ И ДЛИНЫ ВОЛНЫ 33 § 2.4. Эффективная поверхность тел, малых по сравнению с длиной волны 33 § 2.5. Эффективная поверхность тел, соизмеримых с длиной волны 35 § 2.6. Методика приближенного анализа вторичного излучения плоских и выпуклых тел, размеры которых значительно превышают длину волны 39 § 2.7. Обратное вторичное излучение выпуклых поверхностей двойной кривизны. Понятие блестящей точки 42 § 2.8. Вторичное излучение плоских поверхностей 46 В. ТРАНСФОРМАЦИЯ СИГНАЛОВ, ОТРАЖЕННЫХ ДВИЖУЩИМИСЯ БЛЕСТЯЩИМИ ТОЧКАМИ 49 § 2.9. Трансформация сигнала, отраженного движущейся блестящей точкой 49 § 2.10. Трансформация сигнала, отраженного совокупностью движущихся блестящих точек 52 Г. ВТОРИЧНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ РЕАЛЬНЫХ ЦЕЛЕЙ И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ 55 § 2.11. Вторичное излучение реальных целей 55 § 2.12. Законы распределения вероятностей амплитуды отраженного сигнала и эффективной поверхности 59 § 2.13. Энергетический спектр и автокорреляционная функция флюктуаций отраженного сигнала 65 § 2.14. Вторичное излучение гидрометеоров, земной и водной поверхностей, ионизированных областей 69 § 2.15. Поляризационные эффекты при вторичном излучении 74 § 2.16. Использование особенностей вторичного излучения в целях противорадиолокационной маскировки 78 Глава 3 84 ОСНОВЫ ТЕОРИИ И ПРИНЦИПЫ ОПТИМАЛЬНОГО ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛОВ НА ФОНЕ ФЛЮКТУАЦИОННЫХ ПОМЕХ 84 А. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ТЕОРИИ ОБНАРУЖЕНИЯ 84 § 3.1. Качественные показатели и критерии оптимальности радиолокационного обнаружения 84 § 3.2. Простейший пример оптимизации обнаружения 88 § 3.3. Постановка задачи оптимального обнаружения реальных сигналов 93 § 3.4. Методика решения задачи оптимального обнаружения реальных сигналов 94 § 3.5. Статистика флюктуационной помехи 97 Б. ОТНОШЕНИЕ ПРАВДОПОДОБИЯ И КОРРЕЛЯЦИОННАЯ ОБРАБОТКА КОГЕРЕНТНЫХ СИГНАЛОВ 100 § 3.6. Отношение правдоподобия и простейший корреляционный обнаружитель для сигнала с полностью известными параметрами 100 § 3.7. Методика определения отношения правдоподобия для сигналов со случайными нефиксируемыми параметрами 104 § 3.8. Отношение правдоподобия и простейшие корреляционные обнаружители для когерентных сигналов с нефиксируемыми случайными параметрами 105 В. ФИЛЬТРОВАЯ и КОРРЕЛЯЦИОННО-ФИЛЬТРОВАЯ ОБРАБОТКА КОГЕРЕНТНЫХ СИГНАЛОВ 110 § 3.9. Принципы фильтровой обработки когерентных сигналов. Импульсная характеристика оптимального фильтра 110 § 3.10. Частотная характеристика, отношение сигнал/помеха и форма вершины импульса на выходе оптимального фильтра 114 § 3.11. Пример оптимальной фильтрации колокольных радиоимпульсов без внутриимпульсной модуляции фазы колебаний 121 § 3.12. Пример оптимальной фильтрации прямоугольных радиоимпульсов без внутриимпульсной модуляции фазы колебаний 127 § 3.13. Широкополосные радиоимпульсы и понятие об эффекте сжатия 132 § 3.14. Сжатие простейшего фазо-манипулированного радиоимпульса 137 § 3.15. Сжатие частотно-манипулированных и частотно-модулированных радиоимпульсов 139 § 3.16. Принципы корреляционно-фильтровой обработки когерентных сигналов 148 Г. ПРИНЦИПЫ ОПТИМАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ НЕКОГЕРЕНТНЫХ СИГНАЛОВ (§3.17) 153 Д. КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ОПТИМАЛЬНОГО ОБНАРУЖЕНИЯ 159 § 3.18. Качественные показатели обнаружения когерентных сигналов 159 § 3.19. Качественные показатели обнаружения некогерентных сигналов 165 § 3.20. Качественные показатели обнаружения при некогерентном цифровом накоплении 167 Е. ВЛИЯНИЕ МОДУЛИРУЮЩИХ ПОМЕХ НА КАЧЕСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ (§3.21) Глава 4 173 ОСНОВЫ ТЕОРИИ И ПРИНЦИПЫ ОПТИМАЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ 173 А. ИСХОДНЫЕ СООТНОШЕНИЯ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ИЗМЕРЕНИЙ 173 § 4.1. Качественные показатели и критерии оптимальности измерения параметров радиолокационных сигналов 173 § 4.2. Постановка и методика решения задачи оптимального измерения параметра. Простейший оптимальный измеритель 177 Б. ОДНОКРАТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ И ЧАСТОТЫ 185 § 4.3. Измерение времени запаздывания когерентного сигнала со случайной начальной фазой 185 §4.4. Измерение частоты когерентного сигнала 194 § 4.5. Измерение времени запаздывания некогерентной пачки радиоимпульсов 195 В. СИНТЕЗ ПРОСТЕЙШИХ МНОГОКРАТНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ И ЕГО ПРИЛОЖЕНИЕ К СИСТЕМАМ АВТОСОПРОВОЖДЕНИЯ 197 § 4.6. Простейшие модели движения цели 197 § 4.7. Оптимальная последовательная обработка результатов наблюдения для движения с независимыми стационарными первыми приращениями 200 § 4.8. Устройство автосопровождения по дальности с одним интегратором 206 § 4.9. Оптимальная последовательная обработка для движения с независимыми стационарными вторыми приращениями. Устройства автосопровождения с двумя интеграторами 209 Г. ВЛИЯНИЕ МОДУЛИРУЮЩИХ ПОМЕХ НА КАЧЕСТВО ИЗМЕРЕНИЯ (§4.10) 213 Глава 5 217 МЕТОДЫ РАДИОЛОКАЦИИ ПРИ ЗОНДИРОВАНИИ ПРОСТРАНСТВА РАДИОИМПУЛЬСАМИ МАЛОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ 217 А. ОБЗОР ПО ДАЛЬНОСТИ И ОБЗОР ПРОСТРАНСТВА 217 § 5.1. Общие особенности радиолокации при зондировании пространства радиоимпульсами малой длительности 217 § 5.2. Разрешающая способность по дальности и импульсный объем 223 § 5.3. Обзор пространства 226 Б. ДАЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ И ЗОНЫ ВИДИМОСТИ СОВМЕЩЕННОГО РАДИОЛОКАТОРА 235 § 5.4. Дальность действия совмещенного радиолокатора в свободном пространстве (общие соотношения) 235 § 5.5. Влияние обзора на дальность действия радиолокатора 240 § 5.6. Примеры учета факторов, влияющих на дальность действия в свободном пространстве 245 § 5.7. Влияние земли на дальность действия 252 § 5.8. Влияние атмосферы и космоса на дальность действия 254 § 5.9. Зоны видимости 265 § 5.10. Нарастающая вероятность обнаружен ия и ошибки дискретности 269 § 5.11. Многочастотная работа как средство повышения вероятности обнаружения и снижения ошибок дискретности 271 В. ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ 274 § 5.12. Одноканальное измерение угловой координаты при обзоре пространства 274 § 5.13. Принципы весовой обработки пачки импульсов 276 § 5.14. Практические методы определения углового положения центра пачки при визуальном и автоматическом съеме 282 § 5.15. Потенциальные и реальные точности одноканального углового измерения 289 § 5.16. Одноканальные методы автосопровождения по угловым координатам 294 ?5.17. Многоканальные (моноимпульсные) методы измерения угловых координат 296 § 5.18. Использование суммарно-разностных методов измерения в моноимпульсных системах 301 § 5.19. Автосопровождение по угловым координатам при использовании двухканальных систем 306 § 5.20. Потенциальные и реальные точности двухканального моноимпульсного углового измерения 308 § 5.21. Влияние условий распространения радиоволн на точность измерения координат 310 Г. АКТИВНЫЙ ОТВЕТ И ОПОЗНАВАНИЕ В ИМПУЛЬСНОЙ РАДИОЛОКАЦИИ (§5.2) 315 Д. ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗНЕСЕННОЙ ИМПУЛЬСНОЙ РАДИОЛОКАЦИИ (§5.23) 321 Глава 6 324 МЕТОДЫ РАДИОЛОКАЦИИ ПРИ ЗОНДИРОВАНИИ ПРОСТРАНСТВА КОГЕРЕНТНЫМИ РАДИОСИГНАЛАМИ БОЛЬШОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ 324 А. ОПТИМАЛЬНАЯ ОБРАБОТКА И ТЕЛА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ С УЧЕТОМ ДВИЖЕНИЯ ЦЕЛИ ПРИ ОТСУТСТВИИ ДЕФОРМАЦИИ ОГИБАЮЩЕЙ СИГНАЛА 324 § 6.1 Общие соображения о применении длинноимпульсных и непрерывных зондирующих сигналов 324 § 6.2. Особенности оптимальной обработки когерентных сигналов большой длительности 326 § 6.3. Двумерная автокорреляционная функция когерентного сигнала и ее свойства 331 § 6.4. Влияние вида двумерной автокорреляционной функции на обнаружение, измерение параметров и разрешение сигналов 336 § 6.5. Тела неопределенности радиоимпульсов без внутриимпульсной модуляции 340 § 6.6. Тела неопределенности радиоимпульсов с линейной частотной модуляцией. Приложение к спектральному анализу 343 § 6.7. Тела неопределенности когерентных пачек радиоимпульсов 349 Б. МЕТОДЫ РАДИОЛОКАЦИИ ПРИ ЗОНДИРОВАНИИ ПРОСТРАНСТВА МОНОХРОМАТИЧЕСКИМИ КОЛЕБАНИЯМИ 352 § 6.8. Использование непрерывного немодулированного излучения. Допплеровский радиолокатор 352 § 6.9. Измерение дальности при непрерывном немодулированном излучении. Двухчастотный допплеровский радиолокатор 361 В. МЕТОДЫ РАДИОЛОКАЦИИ ПРИ ЗОНДИРОВАНИИ ПРОСТРАНСТВА ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫМИ КОЛЕБАНИЯМИ БОЛЬШОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ 365 § 6.10. Использование непрерывного и длинноимпульсного частотномодулированного излучения 365 § 6.11. Многоцелевая частотная радиолокация 371 § 6.12. Возможности обзора по угловым координатам при частотном методе радиолокации 375 Г МЕТОДЫ РАДИОЛОКАЦИИ ПРИ ЗОНДИРОВАНИИ ПРОСТРАНСТВА ШУМОПОДОБНЫМИ ФАЗО МАНИПУЛИРОВАННЫМИ КОЛЕБАНИЯМИ 378 § 6.13. Задача реализации игольчатого тела неопределенности 378 § 6.14. Применение линейных рекуррентных цифровых последовательностей при фазовой манипуляции 379 § 6.15. Оптимальная обработка и тела неопределенности непрерывных и импульсных сигналов, фазо-манипулированных М-последовавельностями 383 § 6.16. Некоторые разновидности импульсных фазо-манипулирован¬ ных сигналов 390 Д. ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ ПРИ ДЕФОРМАЦИИ ИХ ОГИБАЮЩЕЙ 393 § 6.17. Многократные измерения и обобщенные диаграммы неопределенности 393 § 6.18. Оптимальная обработка радиосигнала, искаженного модулирующей помехой (случай быстрых флюктуаций) 399 § 6.19. Влияние условий распространения на когерентные сигналы, имеющие широкую полосу частот или большую длительность 406 Е. МЕТОДЫ ИСКУССТВЕННОГО СИНТЕЗИРОВАНИЯ РАСКРЫВА АНТЕНН И ОПТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КОГЕРЕНТНЫХ СИГНАЛОВ 411 § 6.20. Использование когерентных сигналов большой длительности в РЛС с синтезированным раскрывом антенны 411 § 6.21. Принципы обработки когерентных сигналов с помощью оптических корреляторов и оптимальных фильтров 415 Глава 7 421 ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ПОМЕХ АКТИВНОЙ РАДИОЛОКАЦИИ И ПРИНЦИПЫ ЗАЩИТЫ ОТ ПОМЕХ 421 §7.1. Основные виды помех активной радиолокации 421 А. АКТИВНЫЕ МАСКИРУЮЩИЕ ПОМЕХИ И ПРИНЦИПЫ ЗАЩИТЫ ОТ НИХ 422 § 7.2. Естественные и взаимные маскирующие активные помехи, принципы защиты от них 422 § 7.3. Искусственные маскирующие активные помехи, особенности их воздействия и способы создания 424 § 7.4. Уравнение радиолокации, дальность действия и зоны видимости РЛС при воздействии маскирующих стационарных активных помех 426 § 7.5. Возможные принципы защиты от маскирующих активных помех 429 Б. ПАССИВНЫЕ МАСКИРУЮЩИЕ ПОМЕХИ И ПРИНЦИПЫ ЗАЩИТЫ ОТ НИХ 435 § 7.6. Пассивные маскирующие помехи и способы их создания 435 § 7.7. Основные отличия сигналов целей и маскирующих пассивных помех 437 § 7.8. Формула оптимальной фильтрации сигнала на фоне стационарного небелого шума и ее приложение 441 § 7.9. Гребенчатые фильтры подавления 446 § 7.10. Гребенчатые фильтры накопления 451 § 7.11. Принцип когерентной оптимальной обработки на видеочастоте 455 § 7.12. Простейший когерентно-импульсный радиолокатор с фазочувствительным детектором 461 § 7.13. Принципы череспер йодной компенсации на видеочастоте 466 § 7.14. Принципы построения радиолокаторов с эквивалентной внутренней когерентностью 471 § 7.15. Влияние нестабильностей на эффективность СДЦ в радиолокаторе с внутренней когерентностью 474 § 7.16. Принципы построения радиолокаторов с внешней когерентностью 477 § 7.17. Методы уменьшения числа зон «слепых» скоростей при селекции движущихся целей 479 § 7.18. Статистические характеристики маскирующих пассивных помех и факторы, влияющие на эффективность их компенсации 483 В. ИМИТИРУЮЩИЕ ПОМЕХИ И ПРИНЦИПЫ ЗАЩИТЫ ОТ НИХ 489 § 7.19. Общие особенности имитирующих помех и сущность задачи распознавания 489 § 7.20. Несинхронные и синхронные взаимные помехи и принципы защиты от них 490 § 7.21. Искусственные имитирующие помехи и принципы защиты от них 492 Глава 8 494 ОСНОВЫ ПАССИВНОЙ РАДИОЛОКАЦИИ 494 §8.1. Области применения пассивной радиолокации и методы определения координат 494 § 8.2. Особенности локации при большом числе источников излучений. Корреляционные методы обработки сигналов 498 § 8.3. Оптимальные оценки координат и потенциальные точности при триангуляционном и корреляционно-базовом методах определения координат излучающего объекта 501 § 8.4. Качественные показатели обнаружения стационарного случайного сигнала при корреляционной обработке 506 § 8.5. Некоторые вопросы пассивной локации источников естественных и близких к ним электромагнитных излучений 511 ПРИЛОЖЕНИЯ 517 Приложение 1. Корреляция вторичного излучения во времени для вращающейся системы блестящих точек, случайно распределенных по окружности 517 Приложение 2. Корреляция вторичного излучения на разных частотах для системы блестящих точек, случайно распределенных по окружности 518 Приложение 3. Теорема Котельникова 519 Приложение 4. Качественные показатели обнаружения при квадратичном суммировании некогерентных нефлюктирующих сигналов 520 Приложение 5. Расчет послеопытной среднеквадратичной ошибки с учетом эффекта ложных тревог 523 Приложение 6. Качественные показатели обнаружения при независимых флюктуациях элементов сигнала 525 Приложение 7. Расчет поправки к энергии порогового сигнала при замене непрямоугольной пачки импульсов прямоугольной 527 Приложение 8. Ошибки определения координат цели, обусловленные влиянием атмосферы 528 Приложение 9. Элементы теории разрешения 534 Приложение 10. Функция Эйлера 537 Приложение 11. К расчету характеристик обнаружения случайного сигнала при корреляционной обработке 538 Приложение 12. К расчету характеристик обнаружения случайного сигнала при квадратичном детектировании 540 Литература 542 Предметный указатель 550
Внимание
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Автор: Ред. Ширман Я. Д. 