空时信号处理是信号处理领域中的一个热点研究方向，在雷达、通信、声呐、电子侦察等众多领域有着极为广阔的应用前景。本书从空时等效性的角度深入、系统地论述了阵列信号处理和雷达信号处理中的相关信号处理算法，总结了作者多年来的研究成果以及国际上这一领域的一些研究进展。本书较全面地梳理了信号处理中的一些经典方法在时域、空域和空时域的体现，并基于空时等效原理，给出了一些既具有理论意义，又具有实用价值的空时二维处理新方法，角度新颖有创新，理论性和实用性强。全书共分7章，内容包括空时信号处理框架、空时采样、空时谱估计、空时自适应处理、空时平滑、空时线性预测和空时目标检测等。
本书是关于空时信号处理的一部学术专著，也是对阵列信号处理和雷达信号处理领域中关于空时等效算法的理论总结，可供雷达、通信、导航、声呐、自动化、电子对抗等领域的广大技术人员学习与参考，也可作为高等院校研究生的教材或参考书。

陈辉，男，教授，博士生导师。1974年3月出生，江苏启东人，2009年于华中科技大学获工学博士学位。主要从事阵列信号处理技术在雷达中的应用研究，取得了系列创新成果，并获得广泛应用。长期承担“阵列信号处理”“空间谱估计理论与算法”“自适应阵列”“雷达基础理论”等课程的教学任务。曾享受国务院特殊津贴、入选国家百千万人才工程、教育部“新世纪优秀人才”、湖北省优秀硕士导师、武汉市青年科技奖，获军队学科拔尖人才、全军爱军精武标兵，获空军级专家、空军高层次人才、空军青年学习成才奖。先后发表论文170多篇；编写专著和教材4本（含本书）；获国家技术发明二等奖2项，省部级科技进步一等奖2项，省部级教学成果二等奖1项，国家精品课程1门，拥有发明专利12项。主要研究方向：阵列信号处理，雷达信号处理，空时信号处理。

第1章 绪论
1.1 基本概念
1.2 空时信号处理框架
1.3 本书内容及说明
第2章 空时采样
2.1 时域采样定理
2.1.1 时域信号采样
2.1.2 时域带通信号采样
2.2 空域采样定理
2.2.1 空域采样
2.2.2 空域带通采样
2.3 非均匀采样
2.3.1 时域非均匀采样
2.3.2 空域非均匀采样
2.4 间隔采样
2.5 空时二维采样
2.6 采样中的空时等效性
2.7 小结
第3章 空时谱估计
3.1 数据模型
3.2 时域谱估计
3.2.1 离散傅里叶变换
3.2.2 最小均方误差算法
3.2.3 最小方差算法
3.2.4 多信号分类算法
3.2.5 最小模算法
3.3 空域谱估计
3.3.1 常规波束形成
3.3.2 最小均方误差算法
3.3.3 最小方差算法
3.3.4 多信号分类算法
3.3.5 最小模算法
3.4 空时二维谱估计
3.4.1 一维搜索算法
3.4.2 多维搜索算法
3.4.3 求解类算法
3.5 谱估计中的空时等效性
3.6 小结
第4章 空时自适应处理
4.1 时间域自适应处理
4.2 频率域自适应处理
4.3 阵元域自适应处理
4.4 波束域自适应处理
4.5 空时二维自适应处理
4.5.1 阵元-脉冲域自适应
4.5.2 波束-脉冲域自适应
4.5.3 阵元-多普勒域自适应
4.5.4 波束-多普勒域自适应
4.6 自适应中的空时等效性
4.7 小结
第5章 空时平滑
5.1 相干信号源模型
5.2 空间平滑处理
5.2.1 空间平滑算法的原理
5.2.2 经典的空间平滑算法
5.2.3 空间平滑算法的推广
5.3 时间平滑处理
5.3.1 前向时间平滑
5.3.2 后向时间平滑
5.3.3 双向时间平滑
5.4 空时平滑处理
5.5 平滑中的空时等效性
5.6 小结
第6章 空时线性预测
6.1 线性预测的基本原理
6.2 空域线性预测算法
6.2.1 一阶单向线性预测
6.2.2 多阶单向线性预测
6.2.3 一阶双向线性预测
6.2.4 多阶双向线性预测
6.3 时域线性预测算法
6.3.1 一阶单向线性预测
6.3.2 多阶单向线性预测
6.3.3 一阶双向线性预测
6.3.4 多阶双向线性预测
6.4 空时二维线性预测原理
6.4.1 一阶线性预测
6.4.2 多阶线性预测
6.4.3 空时二维线性预测推广
6.5 线性预测中的空时等效性
6.6 小结
第7章 空时目标检测
7.1 相参处理
7.1.1 时域相参处理
7.1.2 空域相参处理
7.1.3 空时域相参处理
7.2 动目标显示
7.2.1 时域动目标显示技术
7.2.2 天线对消技术
7.2.3 相位中心偏置天线技术
7.3 动目标检测
7.3.1 时域动目标检测
7.3.2 波束空间处理
7.3.3 空时二维波束空间处理
7.4 频率调制技术
7.4.1 线性调频信号
7.4.2 频率扫描相控阵
7.4.3 频率分集相控阵
7.5 小结
参考文献

空时信号处理（space
time signal processing，
STSP）是在阵列信号处理
、雷达信号处理、现代数字
信号处理基础上发展起来的
一门重要技术，包含了自适
应阵列、空间谱估计和空时
自适应信号处理等主要内容
，在雷达、通信、声呐、导
航、电子对抗、地震预报、
语音处理、射电天文、生物
医学等众多领域有着极其广
阔的应用前景。随着当前电
子技术与信息科学的迅猛发
展，该技术仍在快速发展中
。从学术研究的角度来看，
国内外有不少学者从事这一
领域的科学研究，有大量的
文献报道其新成果与新进展
，不断有新算法涌现；从教
学的角度来看，国内外有很
多高校专门开设了雷达信号
处理和阵列信号处理的相关
课程；从应用的角度来看，
军内外很多武器装备和民用
设备也都迫切需要发展与应
用该技术。为此，我们在分
析总结国内外相关成果的基
础上，结合多年来的研究成
果和心得体会撰写了此专著
，希望为本领域的专家学者
、工程技术人员及广大师生
提供一部有价值的参考书或
教学用书。前期，王永良院
士等已经撰写了STSP领域
中三个主要方向的三部专著
，分别是《空时自适应信号
处理》《空间谱估计理论与
算法》《自适应阵列处理》
。本书则是在STSP三个主
要方向的基础上，从空时二
维联合处理中的等效性角度
，分析典型方法涉及的概念
、原理、结构、参数等的相
关关系，目的是串起这三个
方向中的相通点，确定空时
等效理念，深入理解涉及的
一些基本概念和本质，并基
于等效理念创新发展新算法
，便于广大科技工作者更全
面地掌握本领域的技术方法
，并能利用相关方法进行技
术创新与实践运用，从而发
展STSP这一学科专业。
笔者在空军预警学院长
期从事阵列信号处理技术在
雷达中的应用基础研究和相
关的教学任务，根据本人的
教学和科研体会，读者自学
STSP的三个内容还是比较
困难的，因此需要一本内容
简练、原理通俗，且便于理
解，能够串起三大内容的专
著作为导论。为此，笔者从
空时等效性的角度出发，全
面总结了这三个内容中的相
通点，并从空域、时域相互
转化并向空时域推广，创新
出一些具有实际意义的新方
法，撰写了本著作。全书共
分7章，内容包括空时信号
处理框架、空时采样、空时
谱估计、空时自适应处理、
空时平滑、空时线性预测和
空时目标检测等，每一章都
从空域、时域和空时域的角
度分析阐述，从而让读者能
够融会贯通STSP的三大内
容。
在本书的编写过程中，
力图体现三大特色：体系结
构新、内容选材精和可读性
强。就体系结构而言，本书
没有围绕单一的阵列信号处
理或雷达信号处理的体系来
进行展开，而是通过空域和
时域对比及向空时域的推广
来展开，从而为读者理解不
同方向内的算法关系提供了
途径，打开了思路，并从等
效性出发提出了一些新的算
法，供工程参考使用。就内
容选材而言，本书侧重于三
大内容中的共性问题，包括
空时采样、空时谱估计、空
时自适应处理、空时平滑、
空时线性预测等问题，这些
问题在空域、时域和空时域
都存在，只是在不同的领域
或方向内单独学习时是很难
将其联系到一起的，通过本
书的安排就可以容易地找到
突破的方向，对于进一步发
展STSP理论与技术具有启
发与引导作用。就可读性而
言，STSP的知识理论性强
、专业基础知识要求高，就
教学的情况看，学生普遍反
映难学、难懂、难理解。本
书就这一问题，通过空域和
时域对比、时域推广、空域
推广、典型图例等方式，尽
量做到由浅入深，特别注意
表达的清晰性、易懂性和可
读性。
为了实现上述特色，笔
者做了大量工作，从开始撰
写、查阅资料到完成本书已
历时三年多。但由于本学科
的发展速度极快，实际应用
领域很宽，加上作者水平有
限，书中肯定存在不妥，甚
至错误之处，恳请读者批评
指正！
能写完这部专著还要感
谢同事们，在大家的不懈努
力下，“空时信号处理团队”
取得了本领域国内外专家认
可的一些成果，也正是在与
王首勇教授、陈建文教授、
李荣锋教授、谢文冲副教授
、母其勇讲师、陈风波讲师
、邓钰讲师、段克清博士、
任磊博士、高飞博士、鲍拯
博士、戴凌燕博士、王俊博
士、杜庆磊博士、张昭建博
士、刘维建博士、周必雷博
士、李槟槟博士、张佳佳博
士等的不断交流与科研合作
中，获得了很多的灵感和帮
助。
陈辉 王永良
2020.11