雷达跟踪基础国防工业出版社当当书籍_【美】小莫文.C.巴奇（MervinC.Budge），肖恩_9787118132779

译者序雷达最基本的任务是检测并测量目标的参数（距离、角度、多普勒等），现代雷达还可以从回波中提取目标的形状和运动状态等信息。当雷达对目标连续观测一段时间后，就能形成该目标的航迹，通过跟踪滤波算法估计目标的参数，进而预测目标的位置。跟踪雷达是现代雷达中的一个重要家族，在诸多领域发挥着重要的作用。在军用雷达中，火控与制导雷达是国防安全的基石，宙斯盾及爱国者等防空武器系统均采用了相控阵体制的跟踪雷达。在民用航空交通管制中，跟踪雷达则作为控制航班起降的一种辅助手段。在目标跟踪技术中，跟踪滤波器的设计是最重要的环节。跟踪滤波器利用有效观测时间内的观测值，采取最优算法，对目标的状态进行精确估计。雷达目标跟踪主要是依据目标位置信息、速度信息和加速度信息对目标运动参数和状态进行预测和估计。常用的跟踪滤波器包括最小二乘滤波器、卡尔曼滤波器和滤波器。本书第 3 章详细介绍了用于设计滤波器与滤波器的 Benedict - Bordner、Polge - Bhagavan 方法以及卡尔曼滤波器。作为维纳滤波理论的发展，卡尔曼滤波理论解决了多变量、非平稳随机信号的最优递推估计问题，广泛应用于通信、导航、制导与控制等领域。滤波器与滤波器为固定增益滤波器，它们是均方估计问题下卡尔曼滤波器一般解的特例，具有结构简单、易于工程实现的特点。在现代脉冲多普勒雷达中，目标跟踪通常是包括方位角、俯仰角、距离及多普勒（速度）的四维跟踪，这在本书第 4～6 章中分别做了详细分析，其中包含了多个仿真示例，便于读者理解。本书作者 M. C. Budge 博士是 Dynetics 公司首席科学家，负责雷达与防空系统领域的有关研究工作。他曾获得克萨斯农业大学电子工程专业博士学位，并在亚拉巴马大学亨茨维尔分校（UAH）等科研机构担任兼职教授，主讲雷达技术、目标跟踪滤波算法等方面的相关课程。作为雷达信号处理领域的知名学者，M. C. Budge 博士同时具有丰富的教学经验和科研经历，他曾是美国陆军协会委员，获得过电气与电子工程师协会（IEEE）亨茨维尔地区杰出教育奖、Dynetics R. Duane Hays 杰出技术奖、IEEE 亨茨维尔地区杰出工程师等诸多奖项，本书中的内容是作者在 UAH 开设的雷达目标跟踪课程的相关成果，旨在介绍如何建立、分析与仿真适用于现代多功能相控阵雷达的闭环跟踪器。 Ⅲ 本书由空间微波技术重点实验室组织翻译，尚社、李栋、宋大伟、李小军、孙文锋、王建晓、罗熹、范晓彦和温媛媛参与了翻译工作，李立、徐进对全书进行了校审，提出了许多宝贵的意见。此外，在本书翻译过程中，得到了中国空间技术研究院西安分院和空间微波技术重点实验室各位领导和同事的帮助和指导，在此深表感谢。在翻译过程中，译者力求忠实于原著，但由于时间和翻译水平有限，书中不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。译者 2025.1 Ⅳ

前言本书是亚拉巴马大学亨茨维尔分校开设的雷达跟踪课程的相关成果。本书与该课程的出发点是介绍如何建立、分析与仿真适用于现代多功能相控阵雷达的闭环跟踪器。为此，本书不仅考虑了、、卡尔曼跟踪滤波器的问题，还讨论了驱动这些滤波器的信号生成方法。本书着重分析了距离鉴别器、多普勒鉴别器与单脉冲处理器。这是为了充分细致地讨论距离跟踪器、多普勒跟踪器、角度跟踪器的建模与仿真问题，并且探究这些跟踪器应该如何协作以实现整体跟踪功能。对距离跟踪器、角度跟踪器和多普勒跟踪器的仿真以及对这些跟踪器的集成是本书重要的组成部分之一。通过仿真与理论估计，可以利用集成化跟踪器来研究分析跟踪器在多目标环境下的工作方式。第 1 章定义了闭环跟踪器的组成要素，讨论了闭环跟踪器与开环跟踪器之间的基本差异。由于闭环跟踪器通常使用伺服机构，因此第 2 章将讨论伺服机构的有关特征。通过讨论闭环跟踪器的结构与建模方式，第 2 章研究如何仿真闭环跟踪器。第 3 章讨论了滤波器与滤波器，还讨论了如何设计这些滤波器来提供期望的闭环跟踪器带宽。此外，还讨论了方差减缩，用于设计滤波器与滤波器的 Benedict Bordner、Polge Bhagavan 方法。最后讨论了闭环跟踪器使用的卡尔曼滤波器。第 4～6 章讨论了驱动闭环跟踪器中跟踪滤波器的雷达信号的生成方式。第 4 章主要推导了距离跟踪器的信号，第 5 章主要推导了角度跟踪器的信号，第 6 章主要推导了多普勒跟踪器的信号。这 3 章包含大量的仿真算例，从第 5、6 章开始集成多种类型的跟踪器。第 7 章讨论了双目标的闭环跟踪问题。特别指出，通过仿真与理论推导，本章将使用第 4～6 章介绍的各种跟踪器来研究双目标回波之间的相互作用对跟踪效果的影响。着重研究了在双目标环境下相对目标多普勒频率、雷达散射截面起伏对距离跟踪器与角度跟踪器的影响。此外，还简要讨论了存在多径时的跟踪问题，以及给出了当雷达散射截面起伏时这种跟踪问题的仿真算例。在第 4～7 章的仿真算例中，跟踪器的初始条件为理想目标信息或具有较小误差的目标信息。通过提供跟踪雷达可能包含的捕获与跟踪初始过程，第 8 章简要介绍了目标捕获与跟踪初始化问题。 V

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