寬帶數(shù)字接收機技術(shù)（第三版）

第1章 導(dǎo)論\t1
1．1 寬帶系統(tǒng)\t1
1．2 數(shù)字方法\t1
1．3 電子戰(zhàn)接收機研發(fā)的難點\t2
1．4 本書的結(jié)構(gòu)安排\t3
1．5 特別說明\t4
參考文獻\t4
第2章 電子戰(zhàn)接收機的要求和特性\t5
2．1 引言\t5
2．2 電子戰(zhàn)簡介\t5
2．3 偵察接收機和通信接收機的 區(qū)別\t6
2．4 電子戰(zhàn)接收機面臨的信號環(huán)境\t7
2．5 電子戰(zhàn)接收機的要求\t9
2．6 電子戰(zhàn)接收機測量的信號參數(shù)\t9
2．7 頻率信息\t10
2．8 到達角信息\t12
2．9 電子戰(zhàn)接收機的輸出\t12
2．10 模擬接收機概述\t13
2．11 瞬時測頻接收機\t14
2．12 信道化接收機\t15
2．13 布拉格盒接收機\t16
2．14 壓縮(微掃)接收機\t17
2．15 數(shù)字接收機\t17
2．16 電子戰(zhàn)接收機的特性和性能\t19
2．16．1 單信號\t19
2．16．2 兩個同時到達信號\t20
2．17 電子戰(zhàn)接收機的發(fā)展趨勢\t20
2．17．1 理論問題的解決方案\t20
2．17．2 排隊接收機\t21
2．17．3 用于到達角測量的壓縮接收機\t21
2．17．4 信道化IFM接收機\t21
2．17．5 數(shù)字接收機\t21
2．18 電子戰(zhàn)處理機\t22
2．18．1 信號分選\t22
2．18．2 脈沖重復(fù)間隔的產(chǎn)生\t23
2．18．3 雷達識別\t24
2．18．4 跟蹤\t24
2．18．5 重訪問\t24
2．19 電子戰(zhàn)接收機設(shè)計目標(biāo)\t24
2．20 小結(jié)\t25
參考文獻\t25
第3章 傅里葉變換\t28
3．1 引言\t28
3．2 傅里葉級數(shù)和連續(xù)傅里葉變換\t28
3．3 常用函數(shù)\t29
3．3．1 矩形函數(shù)\t29
3．3．2 沖激函數(shù)\t30
3．3．3 梳狀函數(shù)\t31
3．4 傅里葉變換的性質(zhì)\t33
3．4．1 線性\t33
3．4．2 奇偶性\t34
3．4．3 對偶性\t34
3．4．4 共軛及共軛對稱性\t34
3．4．5 尺度變換特性\t35
3．4．6 時移特性\t35
3．4．7 頻移特性\t35
3．4．8 微分特性\t35
3．4．9 積分特性\t36
3．4．10 卷積特性\t36
3．4．11 帕斯瓦爾定理\t37
3．5 舉例\t39
3．6 離散傅里葉變換\t45
3．7 信號的數(shù)字化\t45
3．8 離散傅里葉變換的推導(dǎo)\t46
3．8．1 圖形描述\t46
3．8．2 解析方法\t48
3．9 關(guān)于DFT的進一步討論\t50
3．9．1 頻帶限制\t50
3．9．2 不匹配的時間間隔\t51
3．9．3 混疊效應(yīng)對實值數(shù)據(jù)的影響\t51
3．9．4 循環(huán)卷積和線性卷積\t52
3．10 窗函數(shù)\t55
3．10．1 矩形窗\t56
3．10．2 高斯窗\t57
3．10．3 a階升余弦窗\t58
3．10．4 廣義漢明窗\t58
3．11 快速傅里葉變換\t59
3．11．1 推導(dǎo)\t59
3．11．2 使用復(fù)數(shù)FFT運算符計算實值輸入\t62
3．12 接收機使用DFT的潛在優(yōu)勢\t63
3．12．1 初始數(shù)據(jù)積累\t63
3．12．2 滑動DFT\t64
3．13 小結(jié)\t64
參考文獻\t65
第4章 與傅里葉變換相關(guān)的運算\t67
4．1 引言\t67
4．2 周期圖\t67
4．2．1 平均周期圖\t67
4．3 補零技術(shù)\t69
4．4 加窗后的峰值位置估計\t71
4．4．1 加矩形窗后的峰值位置估計\t71
4．4．2 加漢寧窗后的峰值位置估計\t73
4．5 通過迭代運算進行峰值位置估計\t74
4．6 通過FFT確定實際頻率\t76
4．7 自相關(guān)\t77
4．8 自相關(guān)(Blackman-Tukey)譜估計\t78
4．9 FFT在自相關(guān)譜估計中的應(yīng)用\t79
4．10 奈奎斯特欠采樣的基本思想\t81
4．11 奈奎斯特欠采樣系統(tǒng)中的相位關(guān)系\t84
4．12 奈奎斯特欠采樣中的問題及其解決方法\t86
4．13 通過抽取技術(shù)實現(xiàn)DFT\t88
4．14 抽取技術(shù)在電子戰(zhàn)接收機中的應(yīng)用\t89
4．15 簡化的抽取技術(shù)\t91
參考文獻\t92
第5章 模數(shù)轉(zhuǎn)換器、放大器及其接口\t94
5．1 引言\t94
5．2 關(guān)鍵器件的選擇\t94
5．3 模擬接收機和數(shù)字接收機的靈敏度比較\t95
5．4 基本的采樣保持電路\t95
5．5 基本的模數(shù)轉(zhuǎn)換器性能和輸入帶寬\t96
5．6 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的最大輸入信號和最小輸入信號\t98
5．7 理想模數(shù)轉(zhuǎn)換器的量化噪聲\t99
5．8 由處理帶寬決定的噪聲電平和顫動效應(yīng)\t100
5．9 寄生響應(yīng)\t101
5．10 寄生響應(yīng)幅度的分析\t102
5．11 寄生響應(yīng)幅度的進一步討論\t105
5．12 噪聲對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的影響\t108
5．13 采樣窗口抖動的影響\t110
5．14 對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的要求\t112
5．15 符號\t112
5．16 噪聲系數(shù)和三階截點\t113
5．17 級聯(lián)放大器的特性\t115
5．18 模數(shù)轉(zhuǎn)換器\t118
5．19 放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器組合的噪聲系數(shù)\t119
5．20 放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器間的接口\t120
5．21 M和M＇ 的意義\t121
5．22 計算機程序和運行結(jié)果\t121
5．23 設(shè)計實例\t123
5．24 實驗結(jié)果\t124
5．24．1 噪聲系數(shù)測量\t124
5．24．2 動態(tài)范圍測試\t125
參考文獻\t128
第6章 下變頻器\t134
6．1 引言\t134
6．2 基帶接收機的頻率選擇\t134
6．3 頻率變換\t135
6．4 同相(I)和正交(Q)信道變換\t137
6．5 I/Q信道的幅相不平衡\t138
6．6 模擬I/Q下變頻器\t141
6．7 產(chǎn)生I/Q信道的數(shù)字方法\t143
6．8 希爾伯特變換\t143
6．9 離散希爾伯特變換\t145
6．10 離散希爾伯特變換實例\t148
6．11 采用特殊采樣方案的窄帶I/Q信道\t149
6．12 采用特殊采樣方案的寬帶I/Q信道\t150
6．13 實現(xiàn)寬帶數(shù)字I/Q信道的濾波器硬件設(shè)計\t152
6．14 I/Q信道不平衡的數(shù)字校正\t153
6．15 I/Q信道間不平衡的寬帶數(shù)字校正\t155
參考文獻\t158
第7章 靈敏度與信號檢測\t160
7．1 引言\t160
7．2 電子戰(zhàn)接收機的檢測方法\t160
7．3 數(shù)字電子戰(zhàn)接收機潛在的檢測優(yōu)勢\t161
7．3．1 頻域檢測\t161
7．3．2 時域檢測\t162
7．4 單個采樣的虛警時間和虛警概率\t163
7．5 單個采樣的閾值設(shè)定\t163
7．6 單個采樣檢測的檢測概率\t164
7．7 基于多個采樣的檢測\t165
7．8 多個采樣的檢測方案(L|N法)\t165
7．9 概率密度函數(shù)和特征函數(shù)\t166
7．10 使用平方律檢波器時采樣之和的概率密度函數(shù)\t167
7．11 基于求和結(jié)果的多采樣檢測\t168
7．12 單個采樣檢測示例\t169
7．13 多采樣(L|N法)檢測示例\t171
7．14 閾值電平的選擇\t173
7．15 閾值選擇優(yōu)化\t175
7．16 N個采樣檢測示例(求和法)\t176
7．17 頻域檢測介紹\t176
7．18 頻域檢測方法\t178
7．19 頻域中的虛警概率\t178
7．20 頻域檢測的輸入信號的情況\t179
7．21 頻域檢測概率\t180
7．22 頻域檢測示例\t182
7．23 頻域檢測小結(jié)\t183
參考文獻\t183
第8章 相位測量法與過零檢測法\t190
8．1 引言\t190
8．2 數(shù)字相位測量\t191
8．3 角分辨率和量化電平\t192
8．4 相位測量法和FFT法的結(jié)果比較\t193
8．5 相位測量法的應(yīng)用\t193
8．6 兩個同時到達信號的情況分析\t194
8．7 兩個信號的頻率測量\t196
8．8 使用過零法測量單頻\t198
8．9 單信號過零檢測中的病態(tài)情況與解決方法\t200
8．10 簡化的單信號過零點計算\t200
8．11 單頻過零法的實驗結(jié)果\t202
8．12 在相干多普勒雷達頻率測量中的應(yīng)用\t203
8．13 用于一般頻率測量的過零法\t204
8．14 過零檢測譜分析的基本定義\t205
8．15 產(chǎn)生實過零點\t206
8．16 計算過零檢測譜分析的系數(shù)\t207
8．17 過零檢測譜分析器的可用配置\t209
參考文獻\t210
第9章 單比特接收機\t212
9．1 引言\t212
9．2 單比特接收機的原創(chuàng)理念\t212
9．3 單比特接收機思想\t213
9．4 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)\t214
9．5 接收機的組成\t215
9．6 射頻鏈、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和分路器\t216
9．7 基本的FFT芯片設(shè)計\t218
9．8 頻率編碼器設(shè)計\t219
9．9 閾值的選擇\t220
9．10 單比特接收機的初步性能\t222
9．11 可行的改進方法\t223
9．12 芯片設(shè)計\t224
參考文獻\t225
第10章 頻率信道化及后續(xù)處理\t226
10．1 引言\t226
10．2 濾波器組\t226
10．3 FFT運算中的輸入數(shù)據(jù)重疊\t228
10．4 FFT運算的輸出數(shù)據(jù)速率\t230
10．5 抽取和內(nèi)插\t231
10．6 抽取和內(nèi)插對DFT的影響\t233
10．7 濾波器組的設(shè)計方法\t235
10．8 頻域抽取\t235
10．9 利用加權(quán)函數(shù)展寬輸出濾波器的頻率響應(yīng)特性\t238
10．10 利用多相濾波器實現(xiàn)信道化\t240
10．11 信道化之后的處理\t243
10．12 信道化方法的基本考慮\t243
10．13 濾波器頻率響應(yīng)特性的選擇\t244
10．14 后接相位比較器的模擬濾波器\t247
10．15 后接相位比較器的單比特接收機\t249
10．16 后接相位比較器的數(shù)字濾波器\t250
10．17 后接相位比較器的模擬濾波器\t251
10．18 數(shù)字濾波器后接單比特接收機時的考慮事項\t255
10．19 倍增輸出采樣速率\t255
10．20 后接單比特接收機的數(shù)字濾波器\t257
10．21 后接單比特接收機和相位比較器的數(shù)字濾波器組\t258
10．22 后接另一個FFT的數(shù)字濾波器組\t258
參考文獻\t259
第11章 高分辨率譜估計\t260
11．1 引言\t260
11．2 自回歸法\t260
11．3 Yule-Walker方程\t262
11．4 Levinson-Durbin迭代算法\t264
11．5 輸入數(shù)據(jù)處理\t266
11．5．1 協(xié)方差法\t267
11．5．2 自相關(guān)法\t267
11．6 后向預(yù)測和修正協(xié)方差法\t268
11．7 Burg法\t270
11．8 階數(shù)的選擇\t272
11．9 Prony法\t273
11．10 使用最小二乘方法的Prony法\t276
11．11 特征向量和特征值\t277
11．12 MUSIC法\t279
11．13 ESPRIT法\t281
11．14 最小范數(shù)法\t283
11．15 使用離散傅里葉變換的最小范數(shù)法\t285
11．16 自適應(yīng)譜估計\t286
參考文獻\t290
第12章 BPSK信號的檢測\t300
12．1 引言\t300
12．2 巴克碼的基本性質(zhì)\t300
12．3 射頻與碼元長度同步的BPSK信號生成\t301
12．4 11位和13位巴克碼在頻域中的比較\t303
12．5 閾值和檢測概率\t305
12．6 利用長幀F(xiàn)FT檢測BPSK信號\t306
12．7 利用特征值區(qū)分BPSK信號和連續(xù)波信號\t309
12．8 利用幀輸出辨別連續(xù)波和BPSK信號：FFT法和特征值法\t311
12．9 用于相變檢測的信號生成\t314
12．10 檢測相變的方法\t316
12．11 輸入一幀數(shù)據(jù)的FFT法\t316
12．12 特征值法檢測相變及其與FFT法的比較\t318
12．13 使用兩幀數(shù)據(jù)確定相變的特征值法\t320
12．14 定位相變的比相法\t322
12．15 聯(lián)合使用一幀特征值法和比相法\t325
12．16 在相鄰幀內(nèi)存在兩次相變的輸入數(shù)據(jù)\t325
12．17 小結(jié)\t327
參考文獻\t327
第13章 調(diào)頻信號的檢測\t330
13．1 引言\t330
13．2 調(diào)頻信號檢測的潛在問題\t331
13．3 比幅法和比相法\t332
13．3．1 比幅法\t332
13．3．2 比相法\t332
13．4 三種測頻方法\t334
13．5 幅度輔助比相法\t338
13．6 使用幅相比較法檢測線性調(diào)頻信號\t341
13．7 確定被測信號的調(diào)頻速率\t343
13．8 檢測弱的長信號的四種方法\t344
13．9 幅度求和法與最大幅度求和法的閾值設(shè)定\t345
13．10 L|N檢測法的閾值\t347
13．11 特征值法的閾值及對閾值的總結(jié)\t350
13．12 對所有檢測方法的靈敏度研究\t351
13．13 關(guān)于靈敏度的小結(jié)\t353
13．14 窮舉法\t355
13．15 使用特征值法檢測線性調(diào)頻信號\t356
13．16 小結(jié)\t358
參考文獻\t358
第14章 模擬-信息轉(zhuǎn)換\t360
14．1 引言\t360
14．2 數(shù)據(jù)采集\t360
14．3 頻率計算\t362
14．4 虛警概率和檢測概率\t363
14．5 測量頻率的準(zhǔn)確度\t365
14．6 幅度測量\t367
14．7 雙信號頻率測量的研究\t369
14．8 檢測雙信號的兩幀法\t371
14．9 無噪聲時雙信號幅度不同的情況\t373
14．10 兩幀法的閾值生成問題\t375
14．11 兩幀法中二次檢測的靈敏度與誤檢\t376
14．12 根據(jù)第一個信號獲取第二個閾值\t378
14．13 檢測第二個信號的靈敏度與瞬時動態(tài)范圍\t380
14．14 小結(jié)\t381
參考文獻\t382
第15章 到達角的測量\t383
15．1 引言\t383
15．2 排隊接收機\t384
15．3 來自線陣天線的數(shù)字化數(shù)據(jù)\t385
15．4 圓形天線陣列的輸出\t386
15．5 二元相控陣天線\t388
15．6 使用過零法測量到達角\t390
15．7 多天線到達角測量系統(tǒng)的相位檢測\t391
15．8 空域的傅里葉變換\t391
15．9 二維傅里葉變換\t394
15．10 頻率分選后的到達角測量\t396
15．11 最小天線間隔\t397
15．12 孫子定理\t398
15．13 孫子定理在到達角測量中的應(yīng)用\t399
15．14 關(guān)于孫子定理的幾點思考\t401
15．15 數(shù)字到達角測量系統(tǒng)的硬件考慮\t401
參考文獻\t403
第16章 時間反轉(zhuǎn)技術(shù)研究\t404
16．1 目的\t404
16．2 在到達角測量中的應(yīng)用\t404
16．3 沖激響應(yīng)的測量\t405
16．4 線性調(diào)頻信號產(chǎn)生的沖激響應(yīng)的質(zhì)量\t407
16．5 輸入數(shù)據(jù)長度的影響\t407
16．6 輸入調(diào)頻信號對沖激響應(yīng)的影響\t408
16．7 從輸出信號恢復(fù)輸入信號\t410
16．8 恢復(fù)信號的結(jié)果\t410
16．9 分?jǐn)?shù)時延\t413
16．10 相位調(diào)整\t414
16．11 引入相位角的另一種方法\t414
16．12 將延遲從輸入信號轉(zhuǎn)換至本振信號\t416
16．13 從一組輸入測量值產(chǎn)生輸入數(shù)據(jù)\t417
16．14 小結(jié)\t417
參考文獻\t418
第17章 多幀長FFT電子戰(zhàn)接收機\t419
17．1 引言\t419
17．2 電子戰(zhàn)接收機示意圖\t419
17．3 編碼器說明\t420
17．4 脈沖描述字合并器\t421
17．4．1 脈沖描述字關(guān)聯(lián)\t422
17．4．2 脈沖描述字合并\t422
17．5 仿真結(jié)果與討論\t425
17．6 小結(jié)\t429
參考文獻\t429
第18章 接收機測試\t430
18．1 引言\t430
18．2 接收機測試的類型\t430
18．3 實驗室接收機測試的預(yù)備知識\t432
18．4 接收機的軟件仿真測試\t433
18．5 實驗室測試配置\t434
18．6 暗室測試配置\t436
18．7 初步測試\t436
18．8 單信號頻率測試\t437
18．8．1 頻率準(zhǔn)確度測試\t437
18．8．2 頻率精度測試\t437
18．9 虛警測試\t438
18．10 靈敏度與單信號動態(tài)范圍\t439
18．11 脈幅和脈寬的測量\t440
18．12 到達角準(zhǔn)確度測試\t441
18．13 到達時間測試\t441
18．14 保護時間、吞吐率和等待時間測試\t442
18．15 雙信號頻率分辨率測試\t442
18．16 雙信號無寄生動態(tài)范圍測試\t443
18．17 瞬時動態(tài)范圍測試\t444
18．18 暗室測試\t444
18．19 到達角分辨率測試\t445
18．20 仿真測試\t445
18．21 外場測試\t446
參考文獻\t447