雷达系统 第5版PDF电子书下载

第1章 导论 1

1.1 现代雷达发展史上的一些重大事件 1

1.2 雷达技术发展现状 3

1.3 雷达的主要性能指标和技术参数 5

1.3.1 概述 5

1.3.2 主要战术性能指标和技术参数 7

1.3.3 雷达战术、技术性能与技术参数的关系 14

1.4 雷达的威力范围与低被截获概率性能 21

1.4.1 雷达的威力范围 21

1.4.2 低（被）截获概率雷达及其关键技术 23

1.5 电子战及有关雷达对抗概述 27

1.5.1 电子战名称内涵 27

1.5.2 雷达干扰和抗干扰的若干领域简介 29

1.5.3 对雷达的侦察与干扰 29

1.5.4 雷达的反侦察和反干扰 30

1.5.5 赛博时代的电子战 31

1.5.6 对雷达的隐身和雷达的反隐身技术 32

1.6 未来雷达新概念和雷达系统功能发展趋势 34

1.6.1 未来雷达新概念 34

1.6.2 雷达系统功能发展趋势 37

第2章 连续波雷达和单脉冲雷达 40

2.1 距离—延时和速度—多普勒的基本关系 40

2.2 简单连续波雷达系统 41

2.3 调频连续波雷达 42

2.4 调相连续波雷达 48

2.4.1 二进制相位编码调制概念 48

2.4.2 相位编码调制连续波雷达 49

2.5 圆锥扫描（顺序天线波束转换）雷达简介 51

2.6 单脉冲（同时天线波束转换）雷达 53

2.6.1 振幅和差单脉冲雷达 53

2.6.2 相位和差单脉冲雷达 61

2.6.3 单通道和双通道单脉冲雷达 62

2.6.4 锥脉冲雷达 63

2.7 特殊单脉冲技术 64

2.7.1 高距离分辨力单脉冲 64

2.7.2 双波段单脉冲雷达 65

2.8 跟踪精度 65

2.8.1 距离跟踪精度 66

2.8.2 角度跟踪精度 67

第3章 边扫描边跟踪雷达 70

3.1 概述 70

3.2 雷达信息二次处理的任务 72

3.3 目标航迹的外推与滤波原理 74

3.3.1 二次处理系统输入信号的统计特性 74

3.3.2 常规的目标坐标和运动参数的外推与滤波原理 75

3.3.3 匀速直线运动目标航迹的外推 78

3.4 航迹参数的递推式滤波（平滑） 80

3.4.1 卡尔曼滤波 81

3.4.2 卡尔曼一步预测 84

3.4.3 用于雷达跟踪的卡尔曼滤波算法 85

3.4.4 α-β滤波器 87

3.5 航迹建立与航迹相关 89

3.5.1 航迹的建立和终止 89

3.5.2 目标航迹的相关 91

3.5.3 二次处理的典型算法流程 96

第4章 脉冲多普勒雷达 98

4.1 脉冲多普勒雷达基本概念 98

4.1.1 PD雷达的定义 98

4.1.2 PD雷达的分类 98

4.2 脉冲多普勒雷达的杂波 100

4.2.1 PD雷达的性能指标 100

4.2.2 机载下视PD雷达的杂波谱 101

4.2.3 三种PD雷达脉冲重复频率选择的比较 108

4.3 脉冲多普勒雷达的基本组成 112

4.4 脉冲多普勒雷达的信号处理 113

4.4.1 概述 113

4.4.2 抑制各种杂波的滤波器和恒虚警处理（CFAR） 115

4.4.3 滤波器组的具体处理方法 118

4.5 脉冲多普勒雷达的数据处理 122

4.5.1 脉冲多普勒雷达的跟踪 122

4.5.2 测距和测速模糊的解算 128

4.6 脉冲多普勒雷达的距离性能 135

4.6.1 影响PD雷达距离方程的主要因素 135

4.6.2 PD雷达的距离方程 137

4.6.3 PD雷达与常规脉冲雷达距离性能的比较 138

第5章 相控阵雷达 139

5.1 相控阵列的基本原理 139

5.2 相控阵雷达的基本组成 144

5.3 相位扫描系统的组成及工作原理 145

5.3.1 阵列的组态和馈电方式 145

5.3.2 移相器 148

5.3.3 波束指向控制器 152

5.3.4 波束形成网络 156

5.3.5 雷达管理器 167

5.4 有源相控阵雷达 168

5.4.1 概述 168

5.4.2 固态T/R组件的基本组成 170

5.4.3 有源阵列的结构体系 172

5.4.4 T/R组件与馈电网络的统一设计及设计中参考架构的应用 176

5.5 有源相控阵雷达在第四代战斗机中的应用 180

5.5.1 有源相控阵技术 181

5.5.2 天线配置分布情况 183

5.5.3 火控雷达技术 186

5.5.4 综合系统设计技术 186

5.6 有源相控阵雷达在机载预警和导弹防御系统中的应用 188

5.6.1 机载预警雷达简介 188

5.6.2 导弹防御系统概述 189

5.6.3 陆基弹道导弹预警相控阵雷达（UEWR）简介 190

5.6.4 陆基雷达（GBR） 191

5.7 陆基监视和跟踪相控阵雷达的观测空域和搜索与跟踪方式 195

5.7.1 雷达观测空域 195

5.7.2 陆基空间相控阵雷达的搜索方式 199

5.7.3 相控阵雷达的跟踪工作方式 201

5.8 相控阵雷达技术的优缺点及发展趋势 205

第6章 数字阵列雷达 211

6.1 概述 211

6.2 数字阵列雷达的主要组成 211

6.2.1 主要组成 211

6.2.2 一部数字阵列雷达实验样机 213

6.3 数字阵列雷达的阵列数字化要求 220

6.3.1 数字阵列雷达的4种工作模式简介 220

6.3.2 数字阵列雷达的动态范围 222

6.4 数字阵列雷达中的一些关键器件简介 225

6.5 数字波束形成 231

6.5.1 接收数字波束形成 231

6.5.2 FPGA数字波束形成器的实现概念 232

6.5.3 一个由FPGA结合DSP实现8个阵元的数字波束形成器的例子 233

6.5.4 一部32个通道的即插即用X波段数字波束形成接收阵列的例子 236

6.5.5 发射数字波束形成 239

6.6 数字雷达接收机和发射机原理 240

6.6.1 数字接收机的组成 240

6.6.2 几种数字接收机方案简介 242

6.6.3 基于Xilinx FPGA的数字接收机简介 242

6.6.4 雷达数字发射机原理简介 243

6.7 分集的MIMO数字阵列雷达概念 244

6.7.1 概述 244

6.7.2 一种采用并置天线和编码信号的MIMO雷达 245

6.7.3 分集的（或称统计的）MIMO雷达 246

6.8 基于子阵列发射阵列的MIMO阵列布阵优化研究 251

6.8.1 简介 251

6.8.2 动态发射子阵结构 252

第7章 脉冲压缩雷达 259

7.1 概述 259

7.2 线性调频脉冲压缩 263

7.2.1 线性调频脉冲压缩的基本原理 263

7.2.2 线性调频脉冲压缩的频谱特性 266

7.2.3 线性调频脉冲信号数字产生及时域压缩处理 274

7.2.4 线性调频脉冲压缩信号的频域数字压缩处理 276

7.3 非线性调频脉冲压缩 279

7.3.1 非线性调频 280

7.3.2 步进频率调频 280

7.3.3 步进相位调频 280

7.4 相位编码脉冲压缩 282

7.4.1 概述 282

7.4.2 二相编码信号 283

7.4.3 二元伪随机码信号 285

7.4.4 二相编码系统的实现 291

7.4.5 多相编码（Polyphase Code）信号 293

7.4.6 一种相位编码脉冲压缩雷达的信号处理简介 302

第8章 合成孔径雷达 304

8.1 概述 305

8.2 合成孔径雷达原理的直观解释 306

8.3 从频谱分析、相关、匹配滤波角度解释合成孔径原理 313

8.4 合成孔径雷达的工作模式 316

8.4.1 概述 316

8.4.2 常用的SAR工作模式简介 319

8.5 SAR处理算法 323

8.5.1 距离徙动概念 323

8.5.2 距离—多普勒（RD）算法 324

8.5.3 Chirp Scaling（CS）算法 326

8.5.4 波数域ωK算法 329

8.5.5 频谱分析（SPECAN）算法 330

8.6 常规SAR数字信号处理器 331

8.6.1 SAR成像处理器概述 332

8.6.2 设计SAR数字信号处理器例子 334

8.7 合成孔径雷达的系统考虑 337

8.7.1 信号强度考虑 337

8.7.2 主要参数间的互相制约关系 338

8.7.3 相位误差 341

8.8 SAR全系统组成 342

8.8.1 系统概述 343

8.8.2 数字联机预处理 344

8.8.3 天线 344

8.8.4 控制计算机 344

8.8.5 数据处理机 344

8.9 SAR的发展趋势 345

8.9.1 SAR技术现状 346

8.9.2 机载SAR的关键技术和发展趋势 346

8.10 逆合成孔径雷达的基本原理简介 348

8.10.1 概述 348

8.10.2 ISAR成像的机理 349

8.10.3 ISAR成像关键技术简述 352

8.10.4 ISAR成像技术的优缺点 357

第9章 双基地雷达 359

9.1 概述 359

9.2 双基地雷达的若干基本关系 360

9.2.1 基本要求 360

9.2.2 距离关系 361

9.2.3 面积关系 363

9.2.4 多普勒关系 365

9.3 双基地雷达的应用 366

9.3.1 概述 366

9.3.2 空基有源双基地雷达 367

9.3.3 潜水艇上部署双基地雷达 371

9.3.4 无源双基地雷达 371

9.4 地面和空间动目标监视用空间双基地雷达的设计考虑 371

第10章 超视距雷达 375

10.1 概述 375

10.2 超视距雷达的工作原理 375

10.3 （天波）超视距雷达（OTHR） 379

10.4 天波系统最大探测距离和主要分系统 383

10.4.1 最大探测距离 383

10.4.2 主要分系统简介 385

10.5 一部可重定位短波超视距雷达 387

10.5.1 简述 387

10.5.2 ROTHR系统组成及其基本性能 388

10.5.3 天波超视距雷达系统面临的挑战 390

10.6 地波OTHR 391

10.7 海基微波超视距雷达和高频表面波雷达技术 394

10.7.1 海基微波超视距雷达 394

10.7.2 舰载“地”波超视距雷达 394

第11章 超宽带雷达技术 396

11.1 概述 396

11.2 超宽带雷达信号及产生方法 396

11.3 超宽带信号的接收机 402

11.4 超宽带天线 404

11.4.1 自由空间中单个阵列单元的辐射 405

11.4.2 自由空间中多个单元的阵列的辐射 407

11.5 超宽带信号的处理技术 408

11.5.1 UWB雷达信号的相干处理 408

11.5.2 UWB信号检测 414

11.6 UWB雷达应用的几个例子 420

11.6.1 用高距离分辨力雷达实现一维成像 420

11.6.2 探地雷达（GPR） 421

11.6.3 一种UWB透墙成像雷达 425

11.6.4 地面透视雷达 428

11.6.5 一种探测掠海式导弹的微波UWB雷达 429

11.6.6 高功率微波UWB防空雷达 430

第12章 毫米波雷达 431

12.1 毫米波频段划分 431

12.2 毫米波雷达的特性 431

12.2.1 天线的波束宽度窄 432

12.2.2 多普勒频移宽 434

12.2.3 可用带宽大 434

12.3 传播效应 435

12.3.1 衰减和反射（或散射） 435

12.3.2 多径效应 437

12.4 毫米波雷达系统的静目标探测性能 438

12.4.1 毫米波雷达的一次雷达方程 438

12.4.2 用信噪比（S/N）表示雷达方程 439

12.5 若干毫米波雷达的应用例子 442

12.5.1 Mini-PRV毫米波监视雷达 442

12.5.2 基于低造价毫米波雷达技术的直升机近场障碍告警系统 443

12.5.3 高精度35GHz跟踪雷达EAGLE 445

12.5.4 机载多传感器中的毫米波雷达 447

12.5.5 俄罗斯和美国的毫米波大型空间监视相控阵雷达 449

12.5.6 美国AH—64“阿帕奇”和RAH—66“科曼奇”直升机载8毫米波火控相控阵雷达 451

12.5.7 高分辨力机载毫米波FM—CM SAR 452

12.6 毫米波雷达的发展趋势 453

参考文献 455