+7 (812) 494-9090
Обратная связьEnglish
Главная → Статьи → Радиолокация → Анализ и проектирование радиолокационных систем с использованием программного пакета MATLAB. 3-е издание
Версия для печати

Анализ и проектирование радиолокационных систем с использованием программного пакета MATLAB. 3-е издание

9 февраля 2017

Radar Systems Analysis and Design Using MATLAB Radar Systems Analysis and Design Using MATLAB Автор: Bassem R. Mahafza

Предисловие и содержание

Данное издание задумывалось как учебное пособие для студентов старших курсов и аспирантов, обучающихся по дисциплинам, связанным с проектированием и анализом радиолокационных систем. Но, благодаря широкому охвату тем, подробному описанию математического аппарата и большому количеству функций и скриптов на языке MATLAB, данная книга будет полезна гораздо более широкому кругу читателей.


Книга включает в себя 18 глав, которые разбиты на пять частей:
  1. «Основные принципы радиолокации»;
  2. «Радиолокационные сигналы и их обработка»;
  3. «Частные случаи радиолокации»;
  4. «Обнаружение целей в РЛС»;
  5. «Специфичные темы радиолокации».


Часть I состоит из Глав 1 и 2. Глава 1 «Определения и терминология» вводит основные определения радиолокации и устанавливает терминологию, используемую в дальнейших главах. В Главе 2 «Основные процессы в РЛС с импульсным и непрерывным излучением» выводится основное уравнение радиолокации для РЛС с импульсным и непрерывным излучением, в том числе для случаев с активными помехами и бистатичексих РЛС. Кроме того, в деталях обсуждаются и другие сопутствующие вопросы, такие как радиолокационные потери и помехи.

Часть II состоит из Глав 3-7. Основным содержанием данной части являются радиолокационные сигналы и их обработка. Глава 3 «Линейные системы и комплексное представление сигнала» содержит обсуждение основных элементов теории сигналов, относящихся к проектированию РЛС и обработке сигналов РЛС. Предполагается, что читатель имеет достаточные познания в теории сигналов.

Глава 4 «Приемник РЛС с согласованной фильтрацией» фокусируется на уникальных характеристиках согласованного фильтра и выводит обобщенную формулу для выхода согласованного фильтра, пригодную для любых форм зондирующих импульсов. Глава 5 «Функция неоднозначности – аналоговое представление сигналов» и Глава 6 «Функция неоднозначности – дискретно кодированные сигналы» приводят анализ выхода согласованного фильтра в контексте функции неоднозначности для всех видов сигналов (немодулированные, ЛЧМ, шумоподобные). Глава 7 «Сжатие импульса» содержит детали обработки радиолокационных сигналов с использованием импульсного сжатия.

Часть III состоит из Глав 8 – 10. Глава 8 «Распространение волн РЛС» дополняет анализ свободного распространения излучения, приведенный в предыдущих главах, с учетом влияния атмосферы. Достаточно подробно обсуждаются такие вопросы как рефракция, дифракция, атмосферное затухание, отражение от земной поверхности и многолучевое распространение электромагнитных волн. Глава 9 «Помехи в радиолокации» освещает источники помех РЛС. В данной главе вводятся определения поверхностных и объемных помех и уточняется уравнение радиолокации с учетом влияния помех. Также в данной главе выводятся математические выражения для оценки эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) помех и приводятся статистические модели для коэффициента обратного рассеяния помехи. Глава 10 «Селектор движущихся целей (СДЦ) и импульсные доплеровские РЛС» обсуждает использование компенсаторов с линией задержки для уменьшения влияния помех в блоке обработки сигналов РЛС. Кроме того, в данной главе рассматриваются методы борьбы с неоднозначностями по дальности и скорости, и приводится краткий анализ доплеровской РЛС.

Часть IV состоит из глав 11 – 13. Для успешного освоения материала, изложенного в данной части, необходимы знания в области случайных переменных и случайных процессов. Поэтому, в Главе 11 «Случайные величины и случайные процессы» приводится краткий обзор данной области, освещающий лишь основные ее моменты. Обнаружение единичного импульса с известными и неизвестными характеристиками рассматривается в Главе 12 «Обнаружение одиночных импульсов». Глава 13 «Обнаружение флуктуирующих целей» расширяет анализ, приведенный в Главе 12, добавляя случай флуктуации целей к обсуждению моделей Сверлинга. В данной главе также обсуждаются когерентное и некогерентное накопление применительно к квадратичному детектору. Кроме того, здесь обсуждаются постоянная вероятность ложных тревог, интегральная вероятность обнаружения и обнаружение М-из-Н.

Часть V состоит из глав 14 – 18. В данной части обсуждаются несколько специализированных тем, относящихся к РЛС. В Главе 14 «Эффективная площадь рассеяния» обсуждается зависимость эффективной площади рассеяния от угла обзора, частоты и поляризации. Представлены формулы для многих простейших объектов. Обсуждается эффективная площадь рассеяния сложного объекта и введены методы прогнозирования эффективной площади рассеяния. Глава 15 «Фазированные антенные решетки» начинается с формулирования основных понятий, связанных с антенными решетками. В данной главе обсуждается большинство конфигураций одномерных и двумерных антенных решеток. Анализируются методы отклонения луча, потери и концепции многолучевых РЛС. В Главе 16 «Адаптивные методы обработки сигналов» обсуждаются традиционные и адаптивные подходы к формированию луча. Также в данной главе проанализированы различные адаптивные алгоритмы, используемые для обработки радиолокационных сигналов.

В Главе 17 «Сопровождение цели» обсуждаются РЛС сопровождения. В первой части данной главы рассматривается сопровождение одиночной цели. Подробно обсуждаются такие темы как формирование диаграммы направленности путем последовательного переключения лепестков, коническое сканирование, моноимпульсный режим и сопровождение по дальности. Вторая часть главы включает в себя рассмотрение методов сопровождения множественных целей. Подробно рассмотрены фильтры с постоянным коэффициентом усиления, такие как альфа-бета и альфа-бета-гамма. Вводится понятие о фильтре Калмана. Детально проанализированы частные случаи фильтра Калмана. Глава 18 «Тактические РЛС с синтезированной апертурой» является заключительной главой данной книги. Вопросы, освещенные в данной главе, включают в себя обработку сигналов от РЛС с синтезированной апертурой, обсуждение аспектов проектирования и управления РЛС с синтезированной апертурой. Также обсуждаются антенны, работающие в последовательном режиме.


Дополнение

Первое издание данной книги удовлетворяло потребность в информации по теоретическим и практическим вопросам анализа и разработки РЛС, что сделало ее бестселлером, кроме того книга была одобрена профессурой. Поэтому появилось второе издание, переработанное и дополненное. Ещё более дополненным стало 3-е издание (по просьбам читателей добавлено несколько новых тем), которое повсеместно используется студентами и инженерами, занятыми в разработке РЛС. В каждой главе к подробному математическому описанию приводятся сопровождающие и подкрепляющие иллюстрации. Кроме того, в книге используются материалы, полученные на базе последней версии MATLAB (версия 7.0 на 2013 год), полный пакет которых можно скачать на официальном сайте издательства CRC Press crcpress.com.

Книга очень полезна для всех, кто занимается радиолокацией: от начинающих в этой области специалистов (материал представлен достаточно подробно) до профессионалов (изобилие примеров на MATLAB расширяет кругозор в данной области). Подробно изложены материалы по анализу, проектированию и сигнальной обработке, дается подробное математическое описание процессов и явлений, что делает издание легко читаемым и фактически настольным. Материал в полной мере подкреплен схемами, рисунками, графиками, приводятся и скрипты MATLAB.

Книга полезна для текущего списка задач группы в качестве справочника как по общефундаментальным понятиям радиолокации (таким как основное уравнение радиолокации, согласованная фильтрация, функция неопределенности для аналоговых и цифровых сигналов и т.п.), так и в области обнаружения целей для РЛС с синтезированной апертурой (с учетом формы, ЭПР, типа антенны, сигнальной обработки).


Теги: matlab, приемник рлс, радиолокационные сигналы, радиолокация, рлс