Coherent radar performance estimation /

This book provides you with a complete understanding of error effects in coherent systems. Covering performance issues never before addressed in one source, it places special emphasis on phase noise effects and detection of targets in clutter. Supported by 196 illustrations, 260 equations, and 150 r...

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Bibliographic Details
Other Authors: Kurtz, J. L (James L.), 1945-, Scheer, Jim, 1944-
Format: Book
Language:English
Published: Boston : Artech House, c1993
Boston : [1993]
Series:Artech House radar library
The Artech House radar library
Artech House radar library
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504 |a Includes bibliographical references and index 
505 0 0 |g 1.1.1  |t Noncoherent Systems  |g 1 --  |g 1.1.2  |t Coherent Systems  |g 2 --  |g 1.1.3  |t I/Q Detection  |g 3 --  |g 1.1.4  |t Processing of the Phase Information  |g 5 --  |g 1.2  |t Processes Employed--Coherent System Applications  |g 7 --  |g 1.2.1  |t Integration  |g 7 --  |g 1.2.2  |t Moving Target Indication  |g 8 --  |g 1.2.3  |t Fourier Transform Processing  |g 9 --  |g 1.2.4  |t Pulse Compression  |g 10 --  |g 1.2.5  |t Other Coherent Processing Techniques  |g 11 --  |g 1.3  |t System Performance Analysis--Radar System Measures of Performance  |g 12 --  |g 1.3.1  |t Thermal Noise  |g 13 --  |g 1.3.2  |t Other Contaminants  |g 15 --  |g Chapter 2  |t Stability and Stable Sources  |g 27 --  |g 2.1  |t Stability  |g 27 --  |g 2.1.1  |t Time Domain Representation  |g 28 --  |g 2.1.2  |t Frequency Domain Descriptions  |g 29 --  |g 2.1.3  |t Time-Frequency Conversion  |g 32 --  |g 2.2  |t Stable Sources  |g 34 --  |g 2.2.1  |t Oscillator Phase Noise Models  |g 34 --  |g 2.2.2  |t Transistor Oscillators  |g 37 --  |g 2.2.3  |t Crystal Oscillators  |g 38 --  |g 2.2.4  |t Saw Oscillators  |g 39 --  |g 2.2.5  |t Dielectric Resonator Oscillators  |g 43 --  |g 2.2.6  |t YIG Oscillators  |g 46 --  |g 2.2.7  |t Gunn Oscillators  |g 46 --  |g 2.2.8  |t Stable Klystron Oscillators  |g 47 --  |g 2.2.9  |t Frequency Multipliers  |g 48 --  |g 2.2.10  |t Phase-Locked Oscillators  |g 49 --  |g 2.2.11  |t Direct Digital Synthesis  |g 51 --  |g 2.2.12  |t Frequency Conversion  |g 52 --  |g 2.2.13  |t Noise Degeneration  |g 54 --  |g Chapter 3  |t Effects of I/Q Errors  |g 61 --  |g 3.1  |t Ideal I/Q Detection  |g 61 --  |g 3.2  |t Gain Error Effects  |g 63 --  |g 3.3  |t Effect of Nonorthogonality  |g 63 --  |g 3.4  |t DC Offset  |g 64 --  |g 3.5  |t Quantitative Examples  |g 64 --  |g 3.6  |t Possible Corrective Techniques  |g 66 --  |g Chapter 4  |t Timing Jitter Effects  |g 69 --  |g Chapter 5  |t A/D Conversion Effects  |g 73 --  |g 5.2  |t Time Quantization and Aliasing  |g 73 --  |g 5.3  |t Amplitude Quantization Noise  |g 76 --  |g 5.4  |t Saturation  |g 76 --  |g 5.5  |t Optimization of Signal Level Into an A/D Converter  |g 78 --  |g 5.5.1  |t Smallest Signal Case  |g 78 --  |g 5.5.2  |t Largest Signal Case  |g 78 --  |g 5.6  |t A/D Converter Performance Measures  |g 79 --  |g 5.6.1  |t Effective Bits  |g 79 --  |g 5.6.2  |t Signal-to-Noise Ratio  |g 83 --  |g Chapter 6  |t Nonlinear Effects in Fourier Transform Processing  |g 85 --  |g 6.1  |t Discrete Fourier Transform Basics  |g 86 --  |g 6.2  |t DFT Response to a Sinusoid  |g 87 --  |g 6.3  |t Effect of Data Errors  |g 90 --  |g 6.3.1  |t Amplitude Errors  |g 91 --  |g 6.3.2  |t Phase Errors  |g 93 --  |g Chapter 7  |t Motion Compensation Fundamentals  |g 101 --  |g 7.1  |t Phase Correction  |g 102 --  |g 7.2  |t Range and Doppler Errors Due to Uncompensated Motion  |g 103 --  |g 7.2.1  |t Radar Mapping Geometry  |g 104 --  |g 7.2.2  |t Effect of Uncompensated Motion in SAR Processing  |g 105 --  |g 7.2.3  |t Uncompensated Motion in DBS Processing  |g 106 --  |g 7.2.4  |t Stepped-Frequency Range Profiling  |g 107 --  |g 7.3  |t Motion Compensation Implementation  |g 108 --  |g 7.3.1  |t Conventional Motion Compensation Systems  |g 108 --  |g 7.3.2  |t Range Migration  |g 110 --  |g 7.3.3  |t Autofocus  |g 111 --  |g Chapter 8  |t MTI Systems  |g 113 --  |g 8.2  |t MTI System Architecture  |g 114 --  |g 8.2.1  |t MTI Block Diagram  |g 114 --  |g 8.2.2  |t Coherent-on-Receive Systems  |g 115 --  |g 8.2.3  |t MOPA  |g 118 --  |g 8.3  |t Definition of MTI Spectral Performance  |g 118 --  |g 8.3.1  |t Radar Signal Spectrum  |g 118 --  |g 8.3.2  |t Delay Canceler Clutter Filter Spectral Performance  |g 120 --  |g 8.3.3  |t Definition of Terms Associated With MTI Performance  |g 124 --  |g 8.4  |t Clutter Improvement Performance Limitations for Coherent MTI Systems  |g 125 --  |g 8.4.1  |t Antenna Scan Modulation  |g 127 --  |g 8.4.2  |t Amplitude Limiting  |g 129 --  |g 8.4.3  |t A/D Noise  |g 129 --  |g 8.4.4  |t Timing Jitter  |g 131 --  |g 8.4.5  |t PRF Stagger  |g 132 --  |g 8.4.6  |t Phase Noise  |g 133 --  |g 8.5  |t Example Calculations of MTI System Clutter Improvement Performance  |g 137 --  |g Chapter 9  |t Pulsed Doppler Radar  |g 145 --  |g 9.1  |t Overview of Pulsed Doppler Radar  |g 145 --  |g 9.1.1  |t Types of Pulsed Doppler Radar  |g 145 --  |g 9.1.2  |t Range and Velocity Ambiguities  |g 147 --  |g 9.1.3  |t Fundamentals of Doppler Radar Performance Estimation  |g 149 --  |g 9.1.4  |t Clutter Distribution in Range and Doppler  |g 151 --  |g 9.1.5  |t Clutter-Limited Versus Noise-Limited Performance  |g 157 --  |g 9.2  |t Coherent Performance Degradation  |g 158 --  |g 9.2.1  |t Performance Degradation Due to Imperfect Coherence  |g 158 --  |g 9.2.2  |t Source Instability and Spurious Signal Generation  |g 161 --  |g 9.2.3  |t Diagnosis of Spurious Signals  |g 167 --  |g 9.3  |t Pulse Doppler Performance Estimation  |g 169 --  |g 9.3.1  |t Phase Noise Modeling  |g 169 --  |g 9.3.2  |t Phase Noise Effects on Pulse Doppler  |g 172 --  |g 9.3.3  |t Approximate Estimation of Phase Noise Effects  |g 175 --  |g 9.3.4  |t Numerical Example--Airborne Radar, HPRF Waveform  |g 177 --  |g 9.4  |t Fill Pulse Requirements  |g 180 --  |g 9.4.1  |t System Performance Issues  |g 180 --  |g 9.4.2  |t Clutter Fill  |g 181 --  |g 9.4.3  |t Filter Transient Effects  |g 183 --  |g Chapter 10  |t Pulse Compression Waveforms and Error Effects  |g 187 --  |g 10.2  |t Pulse Compression Waveforms  |g 187 --  |g 10.2.1  |t Concept and Characteristics of Matched Filter Receiver  |g 188 --  |g 10.2.2  |t Linear FM Chirp Waveform Characteristics  |g 192 --  |g 10.2.3  |t Weighting Functions  |g 193 --  |g 10.2.4  |t Nonlinear FM Pulse Compression Waveforms  |g 195 --  |g 10.2.5  |t Pulse Compression Phase-Shift-Keyed Waveforms  |g 196 --  |g 10.3  |t Coherent Pulse Compression Waveform Generation and Processing  |g 198 --  |g 10.4  |t Error Effects in Pulse Compression  |g 203 --  |g 10.4.1  |t Linear FM Pulse Compression Amplitude and Phase Error Effects  |g 203 --  |g 10.4.2  |t Ambiguity Functions  |g 210 --  |g 10.4.3  |t Frequency Error Effects in Linear and Nonlinear FM Pulse Compression  |g 213 --  |g 10.4.4  |t Time-Delay Error Effects in FM Pulse Compression  |g 214 --  |g 10.4.5  |t Frequency, Phase, and Time-Delay Error Effects in PSK Waveforms  |g 216 --  |g 10.5  |t Examples of Pulse Compression Component Error Effects  |g 218 --  |g 10.5.1  |t Traveling Wave Tube Transmitter Error Effects  |g 218 --  |g 10.5.2  |t Surface Acoustic Wave Device Errors  |g 229 --  |g Chapter 11  |t Stepped-Frequency and ISAR Imaging Systems  |g 233 --  |g 11.2  |t Stepped-Frequency Waveform  |g 234 --  |g 11.2.1  |t SFWF Radar Configuration  |g 236 --  |g 11.2.2  |t Stepped-Frequency HRR Process  |g 238 --  |g 11.2.3  |t Range Ambiguities in SFWF  |g 240 --  |g 11.2.4  |t Selection of [delta]F  |g 245 --  |g 11.2.5  |t Dynamic Range-Weighting Functions  |g 246 --  |g 11.2.6  |t Effects of Radial Velocity on the SFWF  |g 249 --  |g 11.2.7  |t Sinusoidal Motion Effects  |g 253 --  |g 11.2.8  |t Effects of I/Q Errors on SFWF  |g 257 --  |g 11.2.9  |t Thermal Noise and Phase Noise Effects  |g 259 --  |g 11.2.10  |t Effects of Nonuniform Frequency Step on SFWF  |g 263 --  |g 11.2.11  |t Frequency (Phase) Stability Requirements  |g 265 --  |g 11.2.12  |t Polarization Isolation Effects  |g 266 --  |g 11.2.13  |t Other Factors To Consider  |g 268 --  |g 11.3  |t Inverse Synthetic Aperture Radar  |g 269 --  |g 11.3.1  |t ISAR Crossrange Process  |g 270 --  |g 11.3.2  |t Crossrange Sampling Criteria--Selection of PRF  |g 274 --  |g 11.3.3  |t Effects of Errors on ISAR Imaging  |g 275 --  |g 11.4  |t SFWF and ISAR Image Process (2D Images)  |g 275 --  |g 11.4.1  |t Target Radial (Translational) Velocity Effects on 2D Imaging  |g 279 --  |g 11.4.2  |t Target Angular Velocity Effects  |g 280 --  |g 11.4.3  |t Effects of Errors on SFWF-ISAR (2D) Imaging  |g 282 --  |g Chapter 12  |t Frequency-Modulated Continuous Wave Systems  |g 289 --  |g 12.2  |t FMCW Waveform Design Tradeoffs  |g 291 --  |g 12.3  |t Sensitivity in FMCW Radar  |g 296 --  |g 12.3.1  |t Thermal Noise  |g 298 --  |g 12.3.2  |t Antenna Reflection FM Noise Power Calculation  |g 298 --  |g 12.3.3  |t Circulator Leakage  |g 301 --  |g 12.3.4  |t Mixer LO Leakage FM Noise Power Calculation  |g 302 --  |g 12.4  |t Range Resolution  |g 303 --  |g 12.4.1  |t Ideal Range Resolution  |g 303 --  |g 12.4.2  |t Effective Processed Transmit Bandwidth  |g 303 --  |g 12.4.3  |t Constant Modulation Period  |g 305 --  |g 12.4.4  |t Constant Beat Frequency  |g 306 --  |g 12.4.5  |t Frequency Sweep Linearity  |g 308 --  |g Chapter 13  |t Coherent Tracking  |g 315 --  |g 13.1  |t Reasons for Coherent Tracking  |g 315 --  |g 13.1.1  |t Target in Clutter Background  |g 315 --  |g 13.2  |t Exploitation of Doppler Spectrum  |g 316 --  |g 13.2.1  |t Continuous Wave  |g 316 --  |g 13.2.2  |t Frequency-Modulated Continuous Wave  |g 317 --  |g 13.2.3  |t Pulsed Coherent Radar Systems  |g 317 --  |g 13.3  |t Moving Targe Indication Radars  |g 318 --  |g 13.3.1  |t MTI Range Tracking  |g 320 --  |g 13.3.2  |t MTI Angle Tracking  |g 320 --  |g 13.4  |t CW and Pulse-Doppler Radar  |g 321 --  |g 13.4.1  |t Doppler Tracking  |g 322 --  |g 13.4.2  |t Range and Velocity Tracking in Pulse-Doppler Radar  |g 326 --  |g 13.4.3  |t Angle Tracking With Doppler Radar  |g 326 --  |g 13.4.4  |t Tracking in Doppler, Range, and Angle  |g 327 --  |g 13.4.5  |t Target Detection  |g 327 --  |g 13.4.6  |t Target Acquisition  |g 328 --  |g 13.4.7  |t Effect of PRF on Tracking With Pulse-Doppler Radar  |g 329 --  |g 13.5  |t Factors Affecting Coherent Tracking of Targets  |g 329 --  |g 13.5.1  |t Radar-Dependent Errors  |g 330 --  |g 13.5.2  |t Environmental Constraints on Coherent Tracking  |g 335 --  |g 13.5.3  |t Target Constraints on Coherent Tracking  |g 340 --  |g Chapter 14  |t Phase Noise Testing  |g 345 --  |g 14.2  |t Phase Noise  |g 345 --  |g 14.3  |t Phase Noise Measurement  
505 0 0 |g Techniques  |g 346 --  |g 14.3.1  |t Direct Spectrum Measurements  |g 346 --  |g 14.3.2  |t Phase Detector Measurements  |g 347 --  |g 14.3.3  |t Discriminator Measurements  |g 351 --  |g 14.3.4  |t Additive or Residual Noise Measurements  |g 354 --  |g 14.3.5  |t Reference Source Considerations  |g 355 --  |g 14.4  |t Measurement Example  |g 357 --  |g 14.4.1  |t Pulsed TWT Amplifier Additive Phase Noise Measurement  |g 357 --  |g 14.4.2  |t Instrumentation Setup  |g 358 --  |g 14.4.3  |t Example Phase Noise Test Results  |g 361 --  |g 14.4.4  |t Noise Floor Measurement  |g 363 -- 
505 8 0 |g 14.5  |t General Comments on Phase Noise Measurements  |g 363 --  |g Chapter 15  |t Radar Component and Subsystem Tests  |g 369 --  |g 15.1  |t Approach and Emphasis  |g 369 --  |g 15.2  |t Transmitter/Exciter Testing  |g 369 --  |g 15.3  |t Amplifier, Mixer, and Filter Testing  |g 375 --  |g 15.4  |t Quadrature Detector Tests  |g 377 --  |g 15.4.1  |t Quadrature Detector Operation  |g 377 --  |g 15.4.2  |t Model of Quadrature Detector Errors  |g 379 --  |g 15.4.3  |t Quadrature Detector Tests  |g 382 --  |g 15.4.4  |t Error Correction  |g 383 --  |g 15.5  |t A/D Converter Tests  |g 387 --  |g 15.5.1  |t Test Considerations  |g 388 --  |g 15.5.2  |t A/D Dynamic Tests  |g 390 --  |g 15.6  |t Digital Signal Processor Tests  |g 393 --  |g 15.6.1  |t Digital Signal Processor Waveform Sampling Considerations  |g 393 --  |g 15.6.2  |t DSP Testing Considerations  |g 394 --  |g Chapter 16  |t Coherent Radar System Tests: Techniques, Considerations, and Equipment  |g 399 --  |g 16.1  |t Radar System Tests Introduction  |g 399 --  |g 16.2  |t Levels of Testing: Requirements and Considerations  |g 400 --  |g 16.2.1  |t Space Excitation Testing  |g 400 --  |g 16.2.2  |t Closed-Loop Radar Testing  |g 403 --  |g 16.2.3  |t Signal Injection Testing  |g 403 --  |g 16.3  |t Signal Generation Equipment for Injection and Other Testing Techniques  |g 406 --  |g 16.3.1  |t Radar Waveform Generation and Simulation Techniques  |g 406 --  |g 16.3.2  |t Arbitrary Waveform Generators and Digital Waveform Generation  |g 409 --  |g 16.3.3  |t Direct Digital Synthesis Test Techniques  |g 411 --  |g 16.4  |t Digital RF Memories  |g 415 --  |g 16.5  |t Tape Recorders and Tape Playback  |g 417 --  |g 16.5.1  |t Playback  |g 418 
520 |a This book provides you with a complete understanding of error effects in coherent systems. Covering performance issues never before addressed in one source, it places special emphasis on phase noise effects and detection of targets in clutter. Supported by 196 illustrations, 260 equations, and 150 references 
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