宽带数字接收机技术

基本信息

• 商品名称：宽带数字接收机技术（第三版）
• 作者：（美）James Tsui（崔宝砚）, Chi-Hao Cheng（郑纪豪）|译者:张伟 等
• 定价：139
• 出版社：电子工业
• 书号：9787121424946

其他参考信息（以实物为准）

• 出版时间：2021-12-01
• 印刷时间：2021-12-01
• 版次：1
• 印次：1
• 开本：
• 包装：平装
• 页数：448
• 字数：736千字

内容提要

在电子战接收机的数字信号处理技术领域，本书是认可度较高的参考书。本书为当今各种复杂接收机系统的数字处理实践提供了从基础概念和设计步骤，到数字接收机 技术发展的 设计指南，给出了模拟并实现电子战接收机的详细指导，讨论了如何有效地实现模数转换、深入分析了用于电子战中的接收机，介绍了过零点技术。全书在前版基础上新增4章，并补充了许多近年来的新概念，为读者提供了解决宽带接收机关键技术问题的实用性方案，可帮助读者设计出时下 的电子战接收机。

作者简介

James Tsui博士是电子战接收机技术领域的泰斗，已获选为空军研究实验室（AFRL） Fellow和IEEE会士。他在电子战接收机技术领域内的创始性工作已令其拥有50多项申请获准专利。在他著作的90种出版物中，七本是与接收机有关的：两本与电子战模拟接收机有关，三本与电子战数字接收机有关，两本与软件GPS接收机有关。针对包括电子战、雷达、通信和导航等系统在内的各种传感应用进行 接收机技术研发的工程师和科学家普遍将James Tsui博士的这些专著用作主要参考资料，这些专著也已成为大学研究生课程的授课基础用书。
James Tsui博士是电子战接收机技术领域的泰斗，已获选为空军研究实验室（AFRL） Fellow和IEEE会士。他在电子战接收机技术领域内的创始性工作已令其拥有50多项申请获准专利。在他著作的90种出版物中，七本是与接收机有关的：两本与电子战模拟接收机有关，三本与电子战数字接收机有关，两本与软件GPS接收机有关。针对包括电子战、雷达、通信和导航等系统在内的各种传感应用进行 接收机技术研发的工程师和科学家普遍将James Tsui博士的这些专著用作主要参考资料，这些专著也已成为大学研究生课程的授课基础用书。

目录

第1章 导论1
1.1 宽带系统1
1.2 数字方法1
1.3 电子战接收机研发的难点2
1.4 本书的结构安排3
1.5 特别说明4
参考文献4
第2章 电子战接收机的要求和特性5
2.1 引言5
2.2 电子战简介5
2.3 侦察接收机和通信接收机的 区别6
2.4 电子战接收机面临的信号环境7
2.5 电子战接收机的要求9
2.6 电子战接收机测量的信号参数9
2.7 频率信息10
2.8 到达角信息12
2.9 电子战接收机的输出12
2.10 模拟接收机概述13
2.11 瞬时测频接收机14
2.12 信道化接收机15
2.13 布拉格盒接收机16
2.14 压缩(微扫)接收机17
2.15 数字接收机17
2.16 电子战接收机的特性和性能19
2.16.1 单信号19
2.16.2 两个同时到达信号20
2.17 电子战接收机的发展趋势20
2.17.1 理论问题的解决方案20
2.17.2 排队接收机21
2.17.3 用于到达角测量的压缩接收机21
2.17.4 信道化IFM接收机21
2.17.5 数字接收机21
2.18 电子战处理机22
2.18.1 信号分选22
2.18.2 脉冲重复间隔的产生23
2.18.3 雷达识别24
2.18.4 跟踪24
2.18.5 重访问24
2.19 电子战接收机设计目标24
2.20 小结25
参考文献25
第3章 傅里叶变换28
3.1 引言28
3.2 傅里叶级数和连续傅里叶变换28
3.3 常用函数29
3.3.1 矩形函数29
3.3.2 冲激函数30
3.3.3 梳状函数31
3.4 傅里叶变换的性质33
3.4.1 线性33
3.4.2 奇偶性34
3.4.3 对偶性34
3.4.4 共轭及共轭对称性34
3.4.5 尺度变换特性35
3.4.6 时移特性35
3.4.7 频移特性35
3.4.8 微分特性35
3.4.9 积分特性36
3.4.10 卷积特性36
3.4.11 帕斯瓦尔定理37
3.5 举例39
3.6 离散傅里叶变换45
3.7 信号的数字化45
3.8 离散傅里叶变换的推导46
3.8.1 图形描述46
3.8.2 解析方法48
3.9 关于DFT的进一步讨论50
3.9.1 频带限制50
3.9.2 不匹配的时间间隔51
3.9.3 混叠效应对实值数据的影响51
3.9.4 循环卷积和线性卷积52
3.10 窗函数55
3.10.1 矩形窗56
3.10.2 高斯窗57
3.10.3 a阶升余弦窗58
3.10.4 广义汉明窗58
3.11 快速傅里叶变换59
3.11.1 推导59
3.11.2 使用复数FFT运算符计算实值输入62
3.12 接收机使用DFT的潜在优势63
3.12.1 初始数据积累63
3.12.2 滑动DFT64
3.13 小结64
参考文献65
第4章 与傅里叶变换相关的运算67
4.1 引言67
4.2 周期图67
4.2.1 平均周期图67
4.3 补零技术69
4.4 加窗后的峰值位置估计71
4.4.1 加矩形窗后的峰值位置估计71
4.4.2 加汉宁窗后的峰值位置估计73
4.5 通过迭代运算进行峰值位置估计74
4.6 通过FFT确定实际频率76
4.7 自相关77
4.8 自相关(Blackman-Tukey)谱估计78
4.9 FFT在自相关谱估计中的应用79
4.10 奈奎斯特欠采样的基本思想81
4.11 奈奎斯特欠采样系统中的相位关系84
4.12 奈奎斯特欠采样中的问题及其解决方法86
4.13 通过抽取技术实现DFT88
4.14 抽取技术在电子战接收机中的应用89
4.15 简化的抽取技术91
参考文献92
第5章 模数转换器、放大器及其接口94
5.1 引言94
5.2 关键器件的选择94
5.3 模拟接收机和数字接收机的灵敏度比较95
5.4 基本的采样保持电路95
5.5 基本的模数转换器性能和输入带宽96
5.6 模数转换器的 输入信号和 小输入信号98
5.7 理想模数转换器的量化噪声99
5.8 由处理带宽决定的噪声电平和颤动效应100
5.9 寄生响应101
5.10 寄生响应幅度的分析102
5.11 寄生响应幅度的进一步讨论105
5.12 噪声对模数转换器的影响108
5.13 采样窗口抖动的影响110
5.14 对模数转换器的要求112
5.15 符号112
5.16 噪声系数和三阶截点113
5.17 级联放大器的特性115
5.18 模数转换器118
5.19 放大器和模数转换器组合的噪声系数119
5.20 放大器和模数转换器间的接口120
5.21 M和M＇ 的意义121
5.22 计算机程序和运行结果121
5.23 设计实例123
5.24 实验结果124
5.24.1 噪声系数测量124
5.24.2 动态范围测试125
参考文献128
第6章 下变频器134
6.1 引言134
6.2 基带接收机的频率选择134
6.3 频率变换135
6.4 同相(I)和正交(Q)信道变换137
6.5 I/Q信道的幅相不平衡138
6.6 模拟I/Q下变频器141
6.7 产生I/Q信道的数字方法143
6.8 希尔伯特变换143
6.9 离散希尔伯特变换145
6.10 离散希尔伯特变换实例148
6.11 采用特殊采样方案的窄带I/Q信道149
6.12 采用特殊采样方案的宽带I/Q信道150
6.13 实现宽带数字I/Q信道的滤波器硬件设计152
6.14 I/Q信道不平衡的数字校正153
6.15 I/Q信道间不平衡的宽带数字校正155
参考文献158
第7章 灵敏度与信号检测160
7.1 引言160
7.2 电子战接收机的检测方法160
7.3 数字电子战接收机潜在的检测优势161
7.3.1 频域检测161
7.3.2 时域检测162
7.4 单个采样的虚警时间和虚警概率163
7.5 单个采样的阈值设定163
7.6 单个采样检测的检测概率164
7.7 基于多个采样的检测165
7.8 多个采样的检测方案(L|N法)165
7.9 概率密度函数和特征函数166
7.10 使用平方律检波器时采样之和的概率密度函数167
7.11 基于求和结果的多采样检测168
7.12 单个采样检测示例169
7.13 多采样(L|N法)检测示例171
7.14 阈值电平的选择173
7.15 阈值选择优化175
7.16 N个采样检测示例(求和法)176
7.17 频域检测介绍176
7.18 频域检测方法178
7.19 频域中的虚警概率178
7.20 频域检测的输入信号的情况179
7.21 频域检测概率180
7.22 频域检测示例182
7.23 频域检测小结183
参考文献183
第8章 相位测量法与过零检测法190
8.1 引言190
8.2 数字相位测量191
8.3 角分辨率和量化电平192
8.4 相位测量法和FFT法的结果比较193
8.5 相位测量法的应用193
8.6 两个同时到达信号的情况分析194
8.7 两个信号的频率测量196
8.8 使用过零法测量单频198
8.9 单信号过零检测中的病态情况与解决方法200
8.10 简化的单信号过零点计算200
8.11 单频过零法的实验结果202
8.12 在相干多普勒雷达频率测量中的应用203
8.13 用于一般频率测量的过零法204
8.14 过零检测谱分析的基本定义205
8.15 产生实过零点206
8.16 计算过零检测谱分析的系数207
8.17 过零检测谱分析器的可用配置209
参考文献210
第9章 单比特接收机212
9.1 引言212
9.2 单比特接收机的原创理念212
9.3 单比特接收机思想213
9.4 设计标准214
9.5 接收机的组成215
9.6 射频链、模数转换器和分路器216
9.7 基本的FFT芯片设计218
9.8 频率编码器设计219
9.9 阈值的选择220
9.10 单比特接收机的初步性能222
9.11 可行的改进方法223
9.12 芯片设计224
参考文献225
0章 频率信道化及后续处理226
10.1 引言226
10.2 滤波器组226
10.3 FFT运算中的输入数据重叠228
10.4 FFT运算的输出数据速率230
10.5 抽取和内插231
10.6 抽取和内插对DFT的影响233
10.7 滤波器组的设计方法235
10.8 频域抽取235
10.9 利用加权函数展宽输出滤波器的频率响应特性238
10.10 利用多相滤波器实现信道化240
10.11 信道化之后的处理243
10.12 信道化方法的基本考虑243
10.13 滤波器频率响应特性的选择244
10.14 后接相位比较器的模拟滤波器247
10.15 后接相位比较器的单比特接收机249
10.16 后接相位比较器的数字滤波器250
10.17 后接相位比较器的模拟滤波器251
10.18 数字滤波器后接单比特接收机时的考虑事项255
10.19 倍增输出采样速率255
10.20 后接单比特接收机的数字滤波器257
10.21 后接单比特接收机和相位比较器的数字滤波器组258
10.22 后接另一个FFT的数字滤波器组258
参考文献259
1章 高分辨率谱估计260
11.1 引言260
11.2 自回归法260
11.3 Yule-Walker方程262
11.4 Levinson-Durbin迭代算法264
11.5 输入数据处理266
11.5.1 协方差法267
11.5.2 自相关法267
11.6 后向预测和修正协方差法268
11.7 Burg法270
11.8 阶数的选择272
11.9 Prony法273
11.10 使用 小二乘方法的Prony法276
11.11 特征向量和特征值277
11.12 MUSIC法279
11.13 ESPRIT法281
11.14 小范数法283
11.15 使用离散傅里叶变换的 小范数法285
11.16 自适应谱估计286
参考文献290
2章 BPSK信号的检测300
12.1 引言300
12.2 巴克码的基本性质300
12.3 射频与码元长度同步的BPSK信号生成301
12.4 11位和13位巴克码在频域中的比较303
12.5 阈值和检测概率305
12.6 利用长帧FFT检测BPSK信号306
12.7 利用特征值区分BPSK信号和连续波信号309
12.8 利用帧输出辨别连续波和BPSK信号：FFT法和特征值法311
12.9 用于相变检测的信号生成314
12.10 检测相方法316
12.11 输入一帧数据的FFT法316
12.12 特征值法检测相变及其与FFT法的比较318
12.13 使用两帧数据确定相变的特征值法320
12.14 定位相变的比相法322
12.15 联合使用一帧特征值法和比相法325
12.16 在相邻帧内存在两次相变的输入数据325
12.17 小结327
参考文献327
3章 调频信号的检测330
13.1 引言330
13.2 调频信号检测的潜在问题331
13.3 比幅法和比相法332
13.3.1 比幅法332
13.3.2 比相法332
13.4 三种测频方法334
13.5 幅度辅助比相法338
13.6 使用幅相比较法检测线性调频信号341
13.7 确定被测信号的调频速率343
13.8 检测弱的长信号的四种方法344
13.9 幅度求和法与 幅度求和法的阈值设定345
13.10 L|N检测法的阈值347
13.11 特征值法的阈值及对阈值的总结350
13.12 对所有检测方法的灵敏度研究351
13.13 关于灵敏度的小结353
13.14 穷举法355
13.15 使用特征值法检测线性调频信号356
13.16 小结358
参考文献358
4章 模拟-信息转换360
14.1 引言360
14.2 数据采集360
14.3 频率计算362
14.4 虚警概率和检测概率363
14.5 测量频率的准确度365
14.6 幅度测量367
14.7 双信号频率测量的研究369
14.8 检测双信号的两帧法371
14.9 无噪声时双信号幅度不同的情况373
14.10 两帧法的阈值生成问题375
14.11 两帧法中二次检测的灵敏度与误检376
14.12 根据 个信号获取第二个阈值378
14.13 检测第二个信号的灵敏度与瞬时动态范围380
14.14 小结381
参考文献382
5章 到达角的测量383
15.1 引言383
15.2 排队接收机384
15.3 来自线阵天线的数字化数据385
15.4 圆形天线阵列的输出386
15.5 二元相控阵天线388
15.6 使用过零法测量到达角390
15.7 多天线到达角测量系统的相位检测391
15.8 空域的傅里叶变换391
15.9 二维傅里叶变换394
15.10 频率分选后的到达角测量396
15.11 小天线间隔397
15.12 孙子定理398
15.13 孙子定理在到达角测量中的应用399
15.14 关于孙子定理的几点思考401
15.15 数字到达角测量系统的硬件考虑401
参考文献403
6章 时间反转技术研究404
16.1 目的404
16.2 在到达角测量中的应用404
16.3 冲激响应的测量405
16.4 线性调频信号产生的冲激响应的质量407
16.5 输入数据长度的影响407
16.6 输入调频信号对冲激响应的影响408
16.7 从输出信号恢复输入信号410
16.8 恢复信号的结果410
16.9 分数时延413
16.10 相位调整414
16.11 引入相位角的另一种方法414
16.12 将延迟从输入信号转换至本振信号416
16.13 从一组输入测量值产生输入数据417
16.14 小结417
参考文献418
7章 多帧长FFT电子战接收机419
17.1 引言419
17.2 电子战接收机示意图419
17.3 编码器说明420
17.4 脉冲描述字合并器421
17.4.1 脉冲描述字关联422
17.4.2 脉冲描述字合并422
17.5 仿真结果与讨论425
17.6 小结429
参考文献429
8章 接收机测试430
18.1 引言430
18.2 接收机测试的类型430
18.3 实验室接收机测试的预备知识432
18.4 接收机的软件仿真测试433
18.5 实验室测试配置434
18.6 暗室测试配置436
18.7 初步测试436
18.8 单信号频率测试437
18.8.1 频率准确度测试437
18.8.2 频率精度测试437
18.9 虚警测试438
18.10 灵敏度与单信号动态范围439
18.11 脉幅和脉宽的测量440
18.12 到达角准确度测试441
18.13 到达时间测试441
18.14 保护时间、吞吐率和等待时间测试442
18.15 双信号频率分辨率测试442
18.16 双信号无寄生动态范围测试443
18.17 瞬时动态范围测试444
18.18 暗室测试444
18.19 到达角分辨率测试445
18.20 仿真测试445
18.21 外场测试446
参考文献447