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雷达原理(第三版) 丁鹭飞 中最主要的公式

目录

第1章 绪论(概念性章节,无核心公式)

第2章 雷达发射机

2.1-2.2 发射机质量指标

第3章 雷达接收机

3.2 噪声系数与灵敏度(核心)

3.6 滤波与带宽

第4章 雷达终端显示器和录取设备

4.2 距离显示器(A型/J型)

4.3 平面位置显示器(PPI)

4.5 雷达数据录取

第5章 雷达作用距离(全书核心章节)

5.1 雷达方程(最重要)

5.2 最小可检测信号

5.3 脉冲积累对检测性能的改善

5.4 雷达截面积(RCS)

5.5 系统损耗

5.6 传播过程中的影响因素

5.7 雷达方程的几种形式

第6章 目标距离的测量

6.1 脉冲法测距

6.2 调频法测距

6.3-6.4 距离跟踪

第7章 角度测量

7.2 测角方法

7.3 天线波束扫描

7.4 三坐标雷达

7.5 自动测角(单脉冲)

第8章 运动目标检测及测速(MTI/MTD/PD)

8.1 多普勒效应

8.2 MTI雷达原理

8.3 盲速与盲相

8.4 杂波频谱与MTI滤波器

8.5 MTI雷达性能指标

8.6 动目标检测(MTD)

8.7 自适应动目标显示(AMTI)

8.8 速度测量

第9章 高分辨力雷达

9.1 高距离分辨力信号及其处理

9.1.1 线性调频(LFM/Chirp)信号

9.1.2 相位编码信号

9.1.3 步进频率信号

9.2 合成孔径雷达(SAR)

9.2.1 基本原理

9.2.2 分辨力

9.2.3 SAR处理增益

9.2.4 SAR成像算法

9.3 逆合成孔径雷达(ISAR)

9.4 阵列天线角度高分辨力

全书公式逻辑关系总图


第1章 绪论(概念性章节,无核心公式)

主要介绍雷达任务、组成、频段和应用,为后续章节奠定基础。


第2章 雷达发射机

2.1-2.2 发射机质量指标

平均功率与峰值功率关系:

占空比(Duty Cycle):


第3章 雷达接收机

3.2 噪声系数与灵敏度(核心)

噪声系数定义:

级联噪声系数(Friis公式):

接收机灵敏度(最小可检测信号):

或表示为:

噪声温度与噪声系数关系:

3.6 滤波与带宽

匹配滤波器输出信噪比:

其中 E 为信号能量,为噪声功率谱密度

矩形脉冲的匹配滤波器带宽:


第4章 雷达终端显示器和录取设备

4.2 距离显示器(A型/J型)

距离刻度关系:

4.3 平面位置显示器(PPI)

极坐标转直角坐标:

4.5 雷达数据录取

量化误差:

其中 Δ 为量化间隔


第5章 雷达作用距离(全书核心章节)

5.1 雷达方程(最重要)

基本雷达方程:

接收机输入端信噪比:

5.2 最小可检测信号

检测因子(Detectability Factor):

不同检测准则:

  • 奈曼-皮尔逊准则:给定 Pfa​ ,最大化 Pd​

  • 贝叶斯准则:最小化平均风险

5.3 脉冲积累对检测性能的改善

5.4 雷达截面积(RCS)

定义式:

Swerling起伏模型:


起伏目标检测损失:

5.5 系统损耗

总损耗:

5.6 传播过程中的影响因素

大气衰减(氧气和水汽):

或分贝表示:

多径效应(海面/地面反射):

反射系数:

直达波与反射波合成场:

其中​​ 为路径差引起的相位差

传播因子:

雷达方程修正(含传播因子):

5.7 雷达方程的几种形式

搜索雷达方程:

其中:

  • ts​ :搜索时间

  • Ω :搜索立体角

  • Ae​ :有效 aperture

跟踪雷达方程:

有源干扰下的雷达方程:

自卫干扰(R=Rj​ ):


第6章 目标距离的测量

6.1 脉冲法测距

基本测距公式:

其中 tr​ 为回波延迟时间

距离分辨力:

最大不模糊距离:

6.2 调频法测距

线性调频测距:

差频频率:

其中:

  • :调频带宽

  • :调频周期

距离计算:

调频连续波(FMCW)测距精度:

6.3-6.4 距离跟踪


第7章 角度测量

7.2 测角方法

最大信号法:

7.3 天线波束扫描

7.4 三坐标雷达

高度计算(测高雷达):

其中为地球等效半径(约8490km,考虑折射)

7.5 自动测角(单脉冲)

振幅和差单脉冲:

和信号:

差信号:


第8章 运动目标检测及测速(MTI/MTD/PD)

8.1 多普勒效应

8.2 MTI雷达原理

8.3 盲速与盲相

8.4 杂波频谱与MTI滤波器

8.5 MTI雷达性能指标

8.6 动目标检测(MTD)

8.7 自适应动目标显示(AMTI)

8.8 速度测量


第9章 高分辨力雷达

9.1 高距离分辨力信号及其处理

9.1.1 线性调频(LFM/Chirp)信号

9.1.2 相位编码信号

9.1.3 步进频率信号

9.2 合成孔径雷达(SAR)

9.2.1 基本原理

9.2.2 分辨力

9.2.3 SAR处理增益

9.2.4 SAR成像算法

9.3 逆合成孔径雷达(ISAR)

9.4 阵列天线角度高分辨力


全书公式逻辑关系总图

第5章 雷达方程(核心基础) │ ├──→ 第3章 接收机噪声 → 灵敏度S_min,噪声系数F_n │ ├──→ 第6章 距离测量 → 时延t=2R/c,模糊距离R_u=c/(2f_r) │ ├──→ 第7章 角度测量 → 波束宽度θ_3dB≈λ/D,单脉冲Δ/Σ │ ├──→ 第8章 多普勒处理 → f_d=2v_r/λ,MTI改善因子I │ └──→ 盲速v_blind=nλf_r/2,参差PRF解决 │ └──→ 第9章 高分辨 → 脉冲压缩D=BT,SAR分辨力Δx=D/2 └──→ 阵列信号处理,超分辨算法
http://www.jsqmd.com/news/453514/

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