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第1章 超宽带技术的发展和应用1

1.1超宽带信号的概念1

1.2超宽带技术的特点2

1.3超宽带技术的历史和发展4

1.4超宽带技术的应用6

1.4.1超宽带定位技术6

1.4.2超宽带探地雷达9

1.4.3超宽带合成孔径雷达12

1.4.4超宽带技术的其他应用15

参考文献17

第2章 超宽带冲激雷达理论基础20

2.1超宽带雷达与窄带雷达的区别20

2.2超宽带冲激雷达系统的基本结构22

2.3超宽带收发天线的简化模型26

2.4超宽带雷达性能研究28

2.4.1超宽带雷达方程28

2.4.2超宽带接收机噪声功率分析30

2.4.3超宽带雷达距离模糊函数的研究32

2.3.4方位分辨率的分析34

2.4.5时钟抖动对超宽带性能的影响分析36

2.4.6距离估计的误差下界37

参考文献38

第3章 超宽带雷达发射信号的理论研究41

3.1超宽带脉冲信号形式41

3.1.1常见的超宽带脉冲信号形式41

3.1.2高斯微分次数和信号频谱特性的关系研究47

3.1.3脉宽因子和信号频谱特性的关系研究49

3.2脉冲重复间隔的设计51

3.3脉冲序列的调制方案研究53

3.3.1超宽带脉冲序列调制方法及性能研究54

3.3.2分组PN码的研究63

参考文献64

第4章 超宽带信号的传播特性研究66

4.1超宽带传播环境分析66

4.1.1大尺度路径损耗及其影响的研究67

4.1.2超宽带室内多径传播环境分析70

4.2超宽带信号的室内多径模型72

4.2.1修正后的S-V信道模型73

4.2.2超宽带信号传播的确定性模型75

4.3超宽带信道仿真75

4.3.1仿真步骤75

4.3.2仿真结果76

4.4用Hurst指数进行超宽带信道描述的初探78

4.4.1白噪声经过超宽带信道后的统计特性研究78

4.4.2超宽带传播信道的统计自相似性分析81

4.4.3 Hurst指数的经典估计算法82

4.4.4基于小波包变换的Hurst指数估计算法研究84

参考文献86

第5章 超宽带雷达回波模型、目标检测及信号处理方法88

5.1超宽带穿墙雷达回波建模88

5.1.1理想低速运动目标对信号的影响研究89

5.1.2多散射中心的影响分析91

5.1.3墙体对信号的影响研究92

5.1.4天线对超宽带信号的影响分析92

5.1.5超宽带雷达回波模型的建立93

5.2回波接收和动目标的检测算法研究94

5.2.1基于脉冲偏移检测的动目标检测算法研究95

5.2.2基于回波强度变化的低速运动目标检测算法研究100

5.3超宽带目标检测理论以及时延估计算法的研究102

5.3.1超宽带目标检测建模103

5.3.2超宽带雷达检测算法和时延估计算法研究104

5.3.3超宽带雷达检测性能研究107

5.4超宽带雷达定位算法研究111

5.4.1超宽带穿墙雷达的定位原理112

5.4.2利用查找表技术的超宽带雷达快速定位算法研究116

5.4.3定位结果和分析121

5.4.4超宽带雷达定位性能分析123

5.5基于小波变换的超宽带雷达信号处理算法研究125

5.5.1小波变换基本知识126

5.5.2连续小波变换在超宽带雷达信号处理中的应用研究131

5.5.3基于离散小波变换的超宽带雷达回波去噪算法研究135

5.5.4基于极小化极大估计准则的阈值策略研究138

5.5.5小波算法的Matlab仿真与分析147

5.5.6小波实施策略研究153

参考文献156

第6章 超宽带天线的理论与设计160

6.1超宽带天线概述160

6.2常见的超宽带天线162

6.2.1对数周期天线162

6.2.2等角螺旋天线164

6.2.3 TEM喇叭天线166

6.2.4 Vivaldi天线169

6.2.5双锥天线及其变形170

6.3几种超宽带天线性能的比较与选择171

6.3.1几种超宽带天线的性能比较171

6.3.2超宽带穿墙雷达天线的选择172

6.4平面螺旋天线的理论与设计175

6.4.1平面螺旋天线的基本理论175

6.4.2平面螺旋天线辐射器仿真与优化设计181

6.4.3反射腔的设计183

6.4.4平面螺旋天线馈电线的阻抗匹配186

6.4.5平面等角螺旋天线系统的仿真结果192

6.5阿基米德平面螺旋天线的原理与设计195

6.5.1阿基米德平面螺旋天线原理195

6.5.2阿基米德平面螺旋天线的设计197

6.5.3阿基米德平面螺旋天线的测试结果200

6.6超宽带TEM喇叭天线的原理与设计202

6.6.1 TEM喇叭天线与平面螺旋天线的比较202

6.6.2 TEM喇叭天线的原理概述204

6.6.3小张角TEM喇叭的理论模型204

6.6.4 TEM喇叭天线的高低频性能的改善及馈电方法206

6.6.5恒阻抗TEM喇叭天线的设计及仿真结果208

6.6.6加脊TEM喇叭天线的仿真设计212

6.7球形和锥形加载单极子天线215

6.7.1球形和锥形加载单极子天线简介215

6.7.2球形和锥形加载单极子天线理论分析216

6.7.3球形和锥形加载单极子天线数值计算与实测结果220

参考文献225

第7章 超宽带雷达发射技术228

7.1几种宽带信号产生技术229

7.1.1冲激脉冲（窄脉冲）产生技术229

7.1.2脉冲步进频信号合成源245

7.1.3线性与非线性调频源252

7.2固态功率放大合成技术263

7.3超宽带雷达发射机调制理论与技术265

7.3.1 UWB系统与其他系统间的相互干扰及影响265

7.3.2时间间隔调制理论269

7.3.3时间间隔调制信号功率谱分析272

7.3.4不同调制编码功率谱的仿真275

参考文献279

第8章 外差式超宽带雷达接收机技术282

8.1超宽带雷达接收机概述282

8.1.1宽带、超宽带雷达接收机的几种形式283

8.1.2外差式超宽带雷达接收机的特点和性能参数284

8.2外差式超宽带接收机系统的设计288

8.2.1系统设计的总体考虑288

8.2.2模拟接收机系统分析与参数计算291

8.2.3模拟接收机各级电路增益分配与噪声分配299

8.2.4接收机本振源合成技术302

8.2.5外差式超宽带接收机的仿真设计与半实物测试平台308

8.3外差式超宽带接收机相位校准技术319

8.3.1外差式超宽带接收机相位校准方法319

8.3.2接收机幅相校准方案及实现技术322

8.4外差式超宽带接收机本振源优化设计及研制结果327

8.4.1基于DDS的超宽带本振源的优化组合与仿真327

8.4.2外差式超宽带接收机测试结果331

参考文献332

第9章 冲激脉冲雷达时域接收机技术333

9.1冲激脉冲雷达时域接收机概述333

9.1.1冲激脉冲雷达时域接收机的分析333

9.1.2冲激脉冲雷达时域接收机的体系结构337

9.2超宽带接收前端低噪放电路的分析和优化设计340

9.2.1超宽带接收前端低噪声放大器的主要技术指标340

9.2.2宽带低噪声放大器的基本结构344

9.2.3超宽带低噪声放大器的分析和优化设计346

9.2.4超宽带低噪声放大器的调测结果363

9.3超宽带微波低通滤波器的设计366

9.3.1微波低通滤波器的主要技术指标及结构形式366

9.3.2微波低通滤波器的设计368

9.3.3一种小型PBG单元型式的微带低通滤波器370

9.4超宽带微波功分器的设计373

9.4.1超宽带微波功分器结构373

9.4.2超宽带微波功分器的优化设计376

9.5超高速采样电路分析378

9.5.1超高速采样电路组成及等效采样原理分析378

9.5.2取样频率的分析383

9.5.3采样门管参数对取样头性能影响的分析384

9.5.4降低采样噪声的研究385

9.5.5采样过程的幅度起伏和频率的波动分析389

9.6采样门电路的设计与实现389

9.6.1采样门电路的仿真研究391

9.6.2采样门触发脉冲电路的研究394

9.6.3采样门电路的设计与具体实现395

参考文献399

第10章 超宽带雷达精确定时及定时抖动校正技术401

10.1精确定时技术401

10.2精确定时技术实现方法403

10.2.1斜波比较法404

10.2.2可编程延时法405

10.3高精度、大范围时间延时的实现406

10.3.1级联延时法407

10.3.2循环延时法407

10.4 ECL调理电路410

10.5超宽带系统专用集成电路PulsON413

10.6定时抖动对超宽带系统的影响416

10.7减小定时抖动对超宽带系统影响的方法421

10.7.1平均值法减小定时抖动的影响421

10.7.2通过窄脉冲信号的波形函数减小定时抖动的影响423

10.7.3相关模板函数修正法减小定时抖动的影响424

参考文献426

第11章 超宽带雷达信号的实时处理技术428

11.1实时信号处理的硬件体系框架428

11.2穿墙雷达实时信号处理关键技术431

11.2.1数字信号处理芯片的选择431

11.2.2 DSP芯片的特性431

11.2.3 EPGA的选择433

11.2.4系统构建与设计435

11.2.5低功耗设计439

11.3 DSP软件设计443

11.4 DSP的处理流程和实时处理的改进446

11.4.1 DSP的处理流程446

11.4.2基于DSPLIB的DSP运算量估算449

11.4.3 DSP实时处理算法的改进453

参考文献456

第12章 超宽带穿墙雷达系统研究457

12.1本书内容简要回顾457

12.2超宽带穿墙雷达系统实现方案458

12.3超宽带穿墙成像雷达天线型式及指标460

12.4穿墙成像雷达发射系统方案及指标461

12.5穿墙成像雷达时域接收方案及实现的指标462

12.6穿墙成像雷达同步控制与精确定时系统463

12.7穿墙成像雷达信号处理方案及实现的系统指标464

参考文献465