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本书涉猎广泛、内容丰富，从基础的放大器、滤波器、混频器设计分析，到接收机的组成、各类接收机的架构（模拟超外差接收机、压缩接收机、数字接收机、扩频接收机等）都进行了讨论，还介绍了信号采样、数字滤波器及其性能，讨论了信号的调制解调，跳频、扩频、跳时信号的截获方法和特性，对通信信号的测向、通信电子战接收系统架构也进行了全面的论述。

目 录

第1章 接收系统和接收系统结构

1.1 引言

1.2 电子支援系统

1.2.1 电子支援

1.2.2 指挥和控制

1.3 电磁波频谱

1.4 接收系统结构

1.4.1 基本的接收系统模型

1.5 监听接收机（Monitor receiver）

1.5.1 超外差接收机的原理

1.6 搜索接收机结构

1.6.1 窄带搜索接收机

1.6.2 压缩接收机

1.6.3 数字变换接收机

1.6.4 接收机考虑

1.7 关键系统参数

1.7.1 噪声系数

1.7.2 灵敏度

1.7.3 选择性

1.7.4 动态范围

1.7.5 其他重要参数

1.8 扩频

1.8.1 FHSS

1.8.2 DSSS

1.8.3 THSS

1.9 侦察管理(collection Management)

1.9.1 侦察管理过程

1.10 结束语

附录1.A 侦察管理过程输出产品

1.A.1 设备评估工作表

1.A.2 情报同步矩阵

参考文献

第2章 信号与调制系统

2.1 引言

2.2 信号表示

2.3 复信号和系统

2.3.1 引言

2.3.2 基本概念和定义

2.3.3 解析信号和Hilbert变换

2.3.4 频率变换和混频

2.3.5 复信号和采样

2.3.6 总结

2.4 系统定义

2.5 调制

2.5.1 模拟调制

2.5.2 现代数字调制

2.6 随机调制

2.6.1 稳态过程

2.6.2 随机调制

2.6.3 小结

2.7 接入方法

2.7.1 TDMA

2.7.2 FDMA

2.7.3 CDMA

2.7.4 SDMA

2.8 脉冲成型滤波器

2.8.1 矩形脉冲

2.8.2 成型脉冲

2.9 结束语

参考文献

第3章 射频级

3.1 引言

3.2 折算至输入的归一化附加噪声

3.3 噪声因子/噪声系数

3.4 低噪声放大器

3.4.1 概述

3.4.2 小噪声因子

3.4.3 LNA增益

3.4.4 BJT低噪声放大器

3.4.5 MOSFET低噪声放大器

3.4.6 输入匹配

3.4.7 LNA稳定性

3.4.8 LNA非线性模型

3.5 输入变压器降噪

3.6 带选滤波/预选滤波器

3.6.1 修平滤波器

3.7 结论

参考文献

第4章 小信号放大器的带宽扩展

4.1 引言

4.2 并联峰化(shunt Peaking)

4.3 输入输出匹配

4.3.1 跨阻抗放大器的带宽扩展

4.3.2 带宽扩展的限制

4.4 有损匹配

4.4.1 性能参数

4.4.2 实际应用分析

4.4.3 小结

4.5 反馈

4.5.1 串并联反馈

4.5.2 并联反馈

4.5.3 带宽扩展

4.6 平衡放大器

4.6.1 耦合

4.7 分布式放大器

4.8 结束语

参考文献

第5章 射频混频器与混频

5.1 引言

5.2 射频混频器

5.2.1 引言

5.2.2 非线性混频器

5.2.3 模拟混频

5.2.4 大信号混频性能

5.2.5 开关或取样混频器

5.2.6 无源混频器

5.2.7 部分有源混频器

5.2.8 隔离度

5.2.9 转换增益

5.2.10 混频器的噪声

5.2.11 镜频抑制滤波器

5.2.12 小结

5.3 本地振荡器

5.3.1 反馈的特性

5.3.2 振荡器基本类型

5.3.3 晶体振荡器

5.3.4 微机电振荡器

5.3.5 锁相环路

5.3.6 频率合成器

5.3.7 振荡器的相位噪声

5.3.8 振荡器的稳定性

5.4 结束语

参考文献

第6章 中频放大器

6.1 引言

6.2 放大器的输入输出阻抗和增益

6.3 射频放大器

6.3.1 电子战射频放大器分析

6.3.2 三极管中频放大器

6.3.3 MOSFET高频放大器

6.3.4 射频放大器的频率响应

6.3.5 微波电子管

6.4 变压器耦合

6.5 自动增益控制

6.5.1 引言

6.5.2 VGA类型

6.5.3 环路动态

6.5.4 检波器类型

6.5.5 检波器的工作电平

6.6 小结

参考文献

第7章 中频滤波器

7.1 引言

7.2 滤波器和信号

7.3 基本的滤波器类型

7.3.1 传输函数

7.3.2 砖墙滤波器（Brick?Wall Filter）

7.3.3 带通

7.3.4 陷波或带阻

7.3.5 低通

7.3.6 高通

7.3.7 全通或相移

7.3.8 较高阶数滤波器

7.4 滤波器近似

7.4.1 引言

7.4.2 巴特沃斯（Butterworth）

7.4.3 切比雪夫滤波器（Chebyshev filter）

7.4.4 贝塞尔（Bessel）

7.4.5 椭圆滤波器（考尔）

7.5 实现滤波器的方法

7.5.1 无源滤波器

7.5.2 声表面波滤波器

7.5.3 晶体滤波器

7.5.4 陶瓷射频和中频滤波器

7.5.5 微机电系统（MEMS）射频滤波器

7.6 结束语

参考文献

第8章 窄带接收机

8.1 引言

8.2 超外差接收机

8.2.1 超外差接收机的历史

8.8.2 混频和超外差接收机

8.2.3 超外差接收机的镜像

8.2.4 IF频率

8.2.5 超外差接收机框图

8.3 零差（零中频）接收机

8.3.1 DCR的原理

8.3.2 DCR中DC偏移综述

8.3.3 直接变频接收机中的噪声

8.4 射频可调谐接收机

8.5 结束语

参考文献

第9章 压缩接收机

9.1 引言

9.2 压缩接收机的结构

9.2.1 C?M?C和M?C?M结构

9.3 CxRx的基本工作原理

9.3.1 M(s)?C(l)?M结构

9.4 色散延迟线(Dispersive Delay Lines,DDL)

9.4.1 实际SAW器件的限制

9.5 M?C CxRx工作原理

9.5.1 扫描本振

9.5.2 频率分辨率

9.5.3 频率精度

9.5.4 灵敏度和压缩时间

9.5.5 同时出现信号的检测

9.5.6 CxRx响应

9.6 C?M?C chirp变换结构

9.7 结束语

参考文献

第10章 数字化接收机综述

10.1 引言

10.2 数字化接收机结构

10.2.1 窄带数字化接收机

10.2.2 RF数字化结构

10.2.3 IF采样结构

10.2.4 电子战数字化接收机

10.3 数字化接收机的技术驱动

10.3.1 模数转换器

10.3.2 数字信号处理器

10.4 RF/IF数字信号处理简介

10.4.1 频域模糊

10.4.2 正交信号

10.4.3 小结

10.5 数字化EW接收机

10.5.1 引言

10.5.2 单信号与多信号

10.5.3 采用数字化接收机的好处

10.5.4 接收机性能预计

10.5.5 有效噪声功率

10.5.6 级联噪声系数

10.5.7 噪声系数和ADC

10.5.8 变换增益和灵敏度

10.5.9 ADC虚假信号和加扰

10.5.10 三阶截点

10.5.11 ADC的时钟抖动

10.5.12 相位噪声

10.5.13 小结

10.6 增益和相位不平衡

10.7 结束语

参考文献

第11章 采样和模数转换器

11.1 引言

11.2 宽带接收机

11.2.1 信道化

11.3 采样方法和模拟滤波

11.3.1 Nyquist采样

11.3.2 带通采样

11.4 量化噪声、 失真和接收机噪声的影响

11.4.1 引言

11.4.2 ADC传输函数

11.4.3 输入导致的噪声

11.4.4 理论信噪比

11.4.5 实际ADC的指标

11.4.6 ADC噪声

11.4.7 无杂散动态范围

11.4.8 噪声功率比

11.5 Flash ADC

11.5.1 Flash ADC结构

11.5.2 Sparkle码

11.5.3 亚稳性（metastability）

11.5.4 输入信号频率依赖

11.6 Σ?Δ ADC

11.6.1 引言

11.6.2 Σ?Δ ADC工作过程

11.6.3 高阶环考虑因素

11.6.4 多比特Σ?Δ转换器

11.6.5 带通Σ?Δ转换器

11.7 Flash ADC与其他ADC结构的比较

11.7.1 Flash ADC与SAR ADC对比

11.7.2 Flash ADC与流水线式ADC对比

11.7.3 Flash ADC与集成ADC对比

11.7.4 Flash ADC与Σ?Δ ADC对比

11.7.5 Flash ADC结构折衷

11.7.6 Flash转换器的特征

11.7.7 小结

11.8 其他采样和ADC考虑因素

11.8.1 ADC实现的容易程度

11.8.2 线性

11.8.3 功耗、 电路复杂度、 芯片面积以及可重构性

11.9 结束语

参考文献

第12章 数字滤波

12.1 引言

12.1.1 数字滤波器优点

12.1.2 数字滤波器缺点

12.2 数字滤波器的原理

12.3 简单的数字滤波器

12.3.1 数字滤波器阶数

12.3.2 数字滤波器系数

12.4 递归和非递归滤波器

12.4.1 冲激响应

12.4.2 低通FIR滤波器

12.4.3 IIR数字滤波器的阶数

12.4.4 递归数字滤波器举例

12.4.5 IIR数字滤波器系数

12.5 数字滤波器传输函数

12.5.1 数字滤波器的频率响应

12.6 带通多速率处理与IQ信号

12.6.1 复信号的抽取或下采样处理

12.6.2 复信号的内插或上采样处理

12.6.3 高效的多相结构

12.7 希尔伯特变换和延迟

12.7.1 延迟处理的滤波效果

12.8 结束语

参考文献

第13章 数字解调

13.1 引言

13.2 数字I/Q解调

13.2.1 概述

13.2.2 I/Q解调

13.3 直接中频数字解调器

13.3.1 无需数字信号处理器的数字信号处理

13.3.2 I/Q采样

13.3.3 矢量表示

13.3.4 欠采样

13.4 直接中频处理单元

13.4.1 A/D转换器/中频采样器

13.4.2 数字中频采样到I/Q矢量的转换

13.4.3 I/Q矢量到相位的转换

13.4.4 矢量幅度： AM检波

13.4.5 小结

13.5 I/Q不平衡补偿

13.5.1 数字不平衡补偿的基带信号模型

13.5.2 基于自适应干扰抵消的补偿

13.5.3 小结

13.5.4 仿真验证

13.6 结束语

参考文献

第14章 数模转换器

14.1 引言

14.2 数模转换器体系结构

14.2.1 DAC传输函数

14.2.2 串列式DAC

14.2.3 全译码DAC

14.2.4 时间参考分压器

14.2.5 过采样DAC

14.2.6 Σ?Δ DAC

14.2.7 电流电压转换器

14.3 DAC误差源

14.3.1 静态误差源

14.3.2 动态误差源

14.4 重构滤波器

14.5 结束语

附录14.A 半导体电流源和开关

14.A.1 半导体电流源

14.A.2 半导体开关

14.A.3 作为电流源和开关的晶体管

参考文献

第15章 直接数字下变频器

15.1 引言

15.2 数字接收机

15.3 数字下变频器

15.3.1 引言

15.3.2 数字下变频器

15.4 多相滤波器组

15.4.1 引言

15.4.2 多相带宽、 频谱间隔和输出采样率

15.4.3 计算复杂度

15.5 结束

楼才义，1998.5~至今， 中国电子科技集团36研究所，室主任/副总、副所长，研究员；负责并完成了多项国防重点科研和预研项目。在信号快速搜索、软件无线电技术、数字化可重构一体化体系架构实现等方面取得较大成绩；以第二作者参与出版了《软件无线电原理与应用》；以译者完成《EW103通信电子战》、《通信对抗目标获取等译著。

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前言

前    言

接收系统可以说是电子战（EW）系统的核心。没有接收系统， 电子战的基本目标也就无法实现。本书论述了组成接收系统的主要单元以及系统中的接收机。

第1章介绍接收系统架构， 包括基本术语、 系统功能和主要的系统性能指标。除介绍了非扩频数字通信外， 也介绍了扩频通信。非扩频通信是我们感兴趣的大多数通信系统的基础。本章后介绍了战场侦察管理。电子战信号侦察仅是众多信息侦察方法之一， 对于了解在什么情况下电子战与其他手段配合是很有用的。

第2章涵盖了通信信号及其采用的调制系统， 介绍了这些信号的数学表达式。着重介绍了数字技术， 因为数字通信是现代扩频通信的基础。同时也介绍了随机调制， 因为大多数现实通信信号至少会被热噪声所污染， 从而使得通信信号实际上呈现出随机性， 起码是部分的随机性。本章还介绍了主要的频谱接入方法， 包括较新的空分多址接入。本章结尾简要论述了两种常用的信号滤波方法。

第3章起， 我们将深入探讨接收机的主要组成单元。第3章专门讨论射频级， 它是目标信号的进入点。重点讨论了低噪声放大器的噪声问题。热噪声对电子战系统来说有着特别的危害， 因为我们感兴趣的目标信号通常非常微弱， 这就要求低噪声放大器要把热噪声降到。尽管低噪声放大的方法非常多， 我们只讨论采用双极结晶体管和金属氧化物半导体晶体管设计的低噪声放大器。还讨论了天线与接收机输入之间的失配效应。后讨论了波段选择滤波器/预选滤波器以及为什么需要它们。

在电子战接收机中， 其射频级低噪声放大器（LNA）的带宽应尽可能宽。通常这些接收机频段很宽并采用多级LNA。当然， 放大器越多， 接收机成本就越高， 占用接收机的空间也越大， 而且还会增加接收机的功耗， 这通常又会增加额外费用。预选滤波器也需要宽带的， 不过一般不需要像LNA那么宽。接收机中会经常采用亚倍频预选滤波器， 也会用到相对窄带的（即10%的调谐频率）放大器。在第4章中介绍了增加放大器带宽的一些方法。

接收路径中的下一级通常就是混频器， 我们将在第5章介绍混频器。讨论了混频器的基本参数及其局限性。除介绍了一些简单的混频器外， 还讨论了芯片上系统（systenonachip）接收机常用的吉尔伯特（Gilbert）混频器。本章后还介绍了振荡器。本振对接收机性能的实现起着重要作用。

混频器级通常要驱动中频（IF）链路， 这就是后续两章所要介绍的内容。第6章讨论了用作中频放大功能的射频放大器。第7章讨论模拟滤波器及其特性。滤波级通常是窄带的， 其中心频率固定不变， 且与接收机调谐的射频频率无关。

第8章讨论模拟窄带接收机。模拟窄带接收机一直以来是电子战接收机的主体。我们还讨论了超外差接收机及其属于同一类型的零差接收机(homodyne receiver)， 零差接收机其实是超外差接收机的一种特殊类型。虽然射频可调谐接收机（tuned radio frequency receiver）不是电子战接收机广泛使用的架构， 本章中还是对其进行了简要描述。在某些场合下， 还是可以使用调谐式接收机的， 因为它们简单、 低廉。

第9章讨论压缩接收机架构。压缩接收机是一种宽带接收机， 它可以对频率捷变信号， 如某类扩频信号， 进行检测。压缩接收机通过与信号处理方法配合使用， 就能用来截获这些信号。因此在这一章也介绍了快速信号处理模块及其主要性能参数。

另一类常用于处理扩频信号的宽带接收机就是数字接收机， 我们从第10章开始介绍。第10章为后续五章的引导部分。在后续五章中深入探讨数字接收机各个主题。第11章着重讨论信号采样及其如何采用模数转换器进行实现。我们还讨论了模数转换器的主要架构和性能参数。第12章介绍数字滤波器及其性能。第13章介绍信号的数字解调方法。我们有时需要（尽管不是总是需要）把信号从数字域转化到模拟域， 第14章就介绍这样的器件及其主要架构。后， 在15章我们介绍直接数字下变频器。这种方法就是从由多个窄带信号组成的宽带信号中抽取出窄带信号。这也是现代电子战接收系统的一项重要需求。

第16章回顾了将窄带信号扩展为宽带信号的方法。讨论了直接序列扩频、 跳频、 跳时方法， 并评估了它们的特性。

接下来三章讨论适用于这三种扩频信号的接收机架构。第17章讨论适用于直扩信号的两种典型架构。读完本章应该就会知道截获这种信号的难度了。第18章讨论了用于截获跳频信号的几种常用数字化接收机的架构以及压缩接收机的应用。跳频信号还是比较容易处理的。后， 第19章阐述了用于跳时信号的接收机架构。跳时方法需要采用脉位调制以及很宽的带宽（几个GHz）， 因此， 如果其功率不加以小心控制的话， 就很容易与很多其他类型的通信发生干扰。正因为此， 目前该方法仅局限于非常短距离链路（如个人领域网络）的应用。能处理该信号类型的接收机架构就是时间信道化辐射计， 我们对此架构进行了讨论。

在后一章， 即第20章中我们介绍了用于测向的接收机技术。讨论了常用的信号处理架构； 同时还讨论了电子战系统内、 外部引入的大多数误差源。本章结尾部分简要讨论了采用压缩接收机对跳频信号进行测向的问题。

本书中有些符号是复用的。在类似这样一本涵盖主题广泛的书中， 既要避免符号的重复使用， 同时又要采用一些标准符号（例如f既表示频率又表示噪声系数）还是非常困难的。尽管我们努力减少这种情况， 但有些符号复用还是无法避免。这种情况下， 希望读者能通过上下文理解这些符号的含义。