雷达手册 第2版PDF电子书下载

目 录 1

第1章雷达概论 1

1.1雷达描述 1

雷达框图 1

1.2雷达方程 5

跟踪 7

立体空域搜索 7

干扰 7

杂波 8

1.3从雷达回波可获取的信息 8

角方向 9

径向速度 9

距离 9

尺寸 10

形状 10

其他目标测量 11

1.4雷达频率 11

高频（HF,3～30MHz） 12

甚高频（VHF,30～300MHz） 13

超高频（UHF,300～1000MHz） 13

L波段（1.0～2.0GHz） 13

S波段（2.0～4.0GHz） 13

毫米波波段（40GHz以上） 14

Ku,K和Ka波段（12.5～40GHz） 14

X波段（8～12.5GHz） 14

C波段（4.0～8.0GHz） 14

激光频率 15

1.5雷达命名规范 15

参考资料 16

第2章雷达距离估算 18

2.1 引言 18

定义 18

约定 18

距离估算的基本观点 19

历史回顾 19

雷达传播方程 20

2.2距离方程 20

最大作用距离方程 21

脉冲雷达方程 21

可见度系数 22

概率注释 23

自动检测 23

双基地雷达方程 24

实用单位制方程 24

2.3距离诸因子的定义及计算 25

发射机功率及脉冲宽度 25

天线增益、效率和损耗因子 25

天线波束宽度 26

目标截面积 26

带宽及匹配系数 27

波长（频率） 27

2.4最小可检测信噪比 29

信号积累 30

脉冲积累数 30

概率的计算 31

检波规律 36

视觉检测曲线 36

其他检测方法 36

检波前积累 37

2.5系统噪声温度 37

相关概念 38

噪声温度 38

有效功率、增益和损耗 38

天线噪声温度 39

传输线噪声温度 41

接收机噪声温度 41

2.6方向图传播因子 41

一般阐述 42

数学定义 44

方向图系数 45

反射系数 45

总相位差 47

粗糙球面的反射 47

镜面反射粗糙度因子 48

扩散因子 49

球面地面反射几何图 49

球面地面方向图传播因子 50

过渡区 50

仰角干涉区的计算 50

折射和威力图 51

2.7损耗因子 52

天线方向图损耗 53

对流层吸收损耗 53

透镜效应损耗 58

其他对流层损耗 59

与距离有关的损耗的处理 59

信号处理损耗 60

折叠损耗 60

其他损耗 61

2.8干扰及杂波 61

干扰 61

杂波 62

杂波中的目标 62

2.9检测的累积概率 64

2.10距离估算的精度 64

2.11距离估算步骤 65

2.12计算机求解距离方程 66

参考文献 68

第3章接收机 72

3.1雷达接收机的组成 72

定义 74

3.2噪声和动态范围考虑 74

3.3带宽考虑 75

定义 75

重要特性 75

计算 75

3.4接收机前端 77

组成 77

特性对雷达性能的影响 77

辐射频谱的寄生失真 77

混频器的寄生响应 78

3.5本振 80

本振的作用 80

放大器和混频器的特性 80

稳定本振的不稳定性 81

相参振荡器和定时的不稳定性 84

雷达整机的不稳定性 85

3.6增益控制放大器 85

灵敏度时间控制（STC） 85

杂波图自动增益控制 86

自动噪声电平控制 87

3.7滤波 87

雷达整机系统的滤波 87

定义 88

各种近似的匹配滤波器 89

与混频器寄生响应有关的滤波问题 90

3.8对数器件 92

特生 92

模拟对数器件 93

数字化对数处理 95

数字对数功率合成器 96

3.9中频限幅器 96

应用 96

特性 97

3.10相位检波器与同步检波器 98

定义与特性 98

应用 99

相位检波器举例 101

模拟－数字相位检波器 102

数字相位检波器 103

3.11模拟－数字转换器 104

应用 104

数据格式 104

同步 104

性能特性 105

3.12？Q信号失真的影响及补偿措施 106

增益或相位的失衡 106

时间延迟和脉冲波形失衡 108

I,Q通路的非线性 108

3.13恒虚警率检测处理 110

应用 110

直流偏置 110

振幅－鉴别CFAR（单元平均CFAR） 111

相位－鉴别CFAR（CPACS） 113

对距离分辨力和方位精度的影响 114

杂波图CFAR 116

3.14双工工作 117

优点 117

推荐的实现方法 117

参考资料 118

为何如此大的功率 120

发射机是脉冲雷达系统的一个组成部分 120

4.1引言 120

第4章发射机 120

为何采用脉冲方式 122

4.2磁控管发射机 123

局限性 123

磁控管特性 124

常见问题 125

4.3放大链发射机 126

振荡管与放大管 127

放大链：特殊的考虑 127

4.4射频放大管 129

正交场放大器 130

速调管 131

行波管 132

射频管的选择 134

射频管功率容量 138

4.5合成使用与阵列使用 138

混合合成（或魔T合成） 138

相控阵 139

4.6对发射机稳定度的要求 141

脉冲MTI系统 141

脉冲压缩系统 143

后向反馈与前向反馈对稳定度的改善 145

4.7发射机频谱控制 145

减小寄生信号输出 146

减小超过（sinx)/x的频谱振幅 146

4.8脉冲调制器 147

用整形脉冲来改善（sinx）/x频谱 147

线性调制器 148

有源开关调制器（Active-switch modulators） 149

调制阳极脉冲调制器（Mod-anode pulsers） 152

4.9高压消弧电路、稳压器和电源 153

消弧电路 153

稳压器 154

高压电源 155

参考资料 155

第5章固态发射机 160

5.1引言 160

5.2固态微波功率的产生 162

微波双极功率晶体管 163

微波场效应管（FETs） 166

毫米波固态功率源 168

5.3固态微波系统设计 168

高功率放大器设计 169

模块设计 171

相控阵收发模块设计 171

微波单片集成电路（MMIC） 172

收发模块性能特性 173

5.4发射机系统设计 176

系统的灵敏度 176

功率合成 177

参考资料 185

第6章反射面天线 187

6.1引言 187

天线的作用 187

波束扫描与目标跟踪 187

测高 187

天线的分类 188

6.2基本原理和参量 188

互易性 188

增益、方向性系数和有效孔径 188

辐射方向图 190

6.3天线的类型 194

抛物反射面天线 196

抛物柱面天线 198

赋形反射体 201

多波束和增加馈源 202

单脉冲馈源 205

多反射面天线 206

特殊用途的反射面 208

6.4馈源 208

6.5反射面天线分析 209

6.6赋形波束天线 211

增益估算 212

赋形波束天线设计 213

精度 214

天线尺寸 214

6.7设计方面的考虑 215

馈源遮挡 215

馈电的溢出和绕射 218

表面泄漏 220

6.8机械方面的考虑 220

6.9天线罩 222

天线罩的种类和一般考虑 222

环境的影响 224

机载和弹载天线罩 224

地基和舰载天线罩 225

其他的天线罩效应 226

方向图测试场 229

6.10天线的测试 229

高架测试场 232

地面测试场 232

紧缩测试场 234

近场测试场 234

其他测试 235

参考资料 237

第7章相控阵雷达天线 242

7.1引言 242

相控阵雷达 242

阵列的扫描 247

二元阵 250

7.2阵列理论 250

线阵 251

扫描线阵 252

单元因子和平面阵的增益 254

7.3平面阵列和波束控制 255

平面阵列 255

单元配相计算 258

7.4孔径匹配和互耦 259

孔径匹配的意义 259

互耦的影响 260

单元波瓣 262

稀疏阵 262

自由空间的阻抗变化 263

单元阻抗 264

分析技术 265

非独立馈电 265

互耦和表面波 266

阵列模拟器 267

扫描阻抗变化之补偿 269

小阵列 269

7.5低副瓣相控阵 271

照射函数 271

误差的影响 273

随机误差 273

相位量化 276

7.6量化效应 276

周期误差 278

7.7相控阵的带宽 281

孔径效应 282

馈电效应 283

宽瞬时带宽 285

时延网络 286

7.8馈电网络（波束形成器） 288

光学馈电系统 288

强制馈电 290

串联馈电 290

并联馈电 290

子阵 292

二极管移相器 293

7.9移相器 293

铁氧体移相器 294

7.10固态模块 297

7.11相控阵系统 298

AN/SPY—1 298

汤姆森CSF圆盘状天线 299

爱国者（PATRIOT） 299

电子捷变雷达（EAR） 300

机载预警和控制系统（AWACS） 300

多功能电扫描自适应雷达（MESAR） 302

AN/TPS-70 302

铺路爪（PavePaws） 303

AN/TPQ-37 303

丹麦眼镜蛇（CobraDane） 305

“朱迪”眼镜蛇 305

参考资料 306

第8章 自动检测、自动跟踪和多传感器融合 313

8.1引言 313

8.2自动检测 313

最佳检测器 314

实用检测器 315

虚警控制 322

目标分辨力 330

检测小结 331

TWS系统 332

8.3自动跟踪 332

最大似然法 345

8.4多传感器融合 347

同基地雷达融合 348

多基地雷达融合 349

不同传感器数据融合 350

参考资料 354

第9章 电子反干扰（ECCM） 358

9.1引言 358

9.2术语 358

9.3电子支援措施（ESM） 359

9.4电子干扰措施（ECM） 360

9.6与天线有关的ECCM技术 362

9.5 ECCM技术的目标及分类法 362

副瓣消隐（SLB）系统 363

副瓣对消（SLC）系统 365

自适应阵列天线 367

9.7与发射机有关的ECCM 369

9.8与接收机有关的ECCM 370

9.9与信号处理有关的ECCM 371

9.10操作及部署技术 372

9.11 ECCM技术的应用 373

警戒雷达 373

跟踪雷达 375

9.12 ECM和ECCM的效能 376

干扰和箔条环境中的雷达方程 377

参考资料 379

第10章脉冲压缩 384

10.1引言 384

10.2影响选用脉冲压缩系统的因素 385

10.3线性调频 386

10.4非线性调频 387

10.5脉冲压缩器件 388

数字脉冲压缩 388

表面波脉冲压缩 390

其他无源线性调频器件 392

全通时间延迟网络 394

压控振荡器 394

巴克（Barker）码 395

10.6相位编码波形 395

最佳二进制序列 395

同构 397

其他最佳码 397

最大长度序列 397

平方余数序列 399

互补序列 399

二相编码系统的实现 399

多普勒修正 401

多相编码 402

10.7时间－频率编码波形 403

成对回波和加权 404

10.8加权和均衡 404

加权函数的比较 406

泰勒加权与余弦平方加基座加权的比较 407

线性调频的泰勒加权 408

离散时间加权 408

幅度和相位失真 410

均衡 411

参考资料 412

第11章雷达截面积 415

11.1 引言 415

11.2回波功率的概念 416

RCS的定义 416

RCS特性举例 417

11.3 RCS预估方法 430

精确方法 430

11.4 RCS测量技术 441

一般要求 441

室外测试场 444

室内测试场 445

儿.5回波减缩 447

整形 448

雷达吸收体 450

11.6小结 453

参考资料 454

12.1引言 459

第12章地物回波 459

理论和实验的相对重要性 460

有用的散射数据 461

12.2影响地物回波的参数 461

12.3理论模型及其局限性 463

地面描述 463

简化模型 464

物理光学模型 465

小扰动和双尺度（Two-scale）模型 466

其他模型 467

12.4地物回波的衰落 467

衰落速率的计算 468

检波的影响 471

动目标表面 472

12.5地物回波测量技术 472

连续波和调频连续波系统 472

距离测量系统 474

连续波－多普勒散射仪 475

测量精度所要求的独立抽样 476

接近垂直入射的问题 476

地面和直升机载的散射仪和频谱仪 477

由图像测得的散射系数 480

双基地测量 480

12.6散射系数的通用模型（杂波模型） 480

12.7散射系数数据 485

粗糙度、潮湿度和植被覆盖的影响 487

土壤湿度 490

植被 491

雪 492

海面冰层 494

12.8成像雷达判读 496

参考资料 497

第13章海杂波 504

13.1引言 504

13.2海表面的描述 505

海波频谱 505

常用的海表面描述符 507

13.3海杂波的经验特性 508

风速、入射余角和频率间的相互关系 509

海杂波谱 519

影响海杂波的其他因素雨 522

13.4海杂波理论 525

基于球形边界值问题的理论 526

复合表面假说 528

海表面特征的散射 529

13.5总结和结论 531

参考资料 532

14.1 CW雷达的简介及其优点 537

14.2多普勒效应 537

第14章连续波（CW）雷达和调频（FM）雷达 537

14.3非调制的CW雷达 538

频谱展宽 538

微波源的噪声 538

杂波产生的噪声 539

颤噪效应 541

扫描和目标特性 542

14.4微波源 542

主振功放（MOPA）链 542

有源稳定 543

14.5噪声测量方法 545

功率振荡器的稳定 545

14.6接收机 548

射频放大 548

本振信号的产生 548

中频放大器 549

副载波 549

放大 551

多普勒滤波器组 551

多普勒跟踪器 551

恒虚警率（CFAR） 552

14.7将泄漏减至最小 552

CW近炸引信 553

警用雷达 553

14.8各种类型的CW雷达 553

14.9 FM雷达 554

14.10正弦波调制 555

双正弦波调制 557

14.11三角波和锯齿波调制 558

14.12噪声调制 559

1 4.13编码调制 559

14.14双重调制 560

14.15泄漏问题 561

14.16 FM-CW雷达系统的性能 561

14.17短程系统和微波近炸引信 561

14.18高度表 563

14.19多普勒导航仪 566

14.20人身探测雷达和各种FM-CW系统 568

14.21设计FM-CW系统的距离响应 569

参考资料 570

第15章动目标显示（MTI）雷达 575

15.1引言 575

MTI方框图 576

动目标检测器（MTD）方框图 578

15.2动目标杂波滤波器响应 579

15.3杂波特性 580

频谱特性 580

幅度特性 582

信杂比（SCR）改善（ISCR） 584

杂波中可见度（SCV） 584

改善因子（I） 584

15.4定义 584

杂波间可见度（ICV） 585

滤波器失配损耗 585

杂波可见度因子（Voc） 585

15.5改善因子的计算 585

15.6杂波滤波器的最优化设计 590

15.7 MTI系统杂波滤波器设计 592

15.8杂波滤波器组的设计 597

滤波器的经验设计 598

切比雪夫滤波器组 600

参差的设计方法 602

15.9参差脉冲重复频率 602

FFT滤波器组 602

反馈和脉冲间参差 605

参差对改善因子所产生的限制 606

时变加权 607

速度响应曲线第一凹点的深度 608

15.10由限幅引起的改善因子限制 609

15.11雷达系统稳定性和A/D量化要求 612

系统不稳定性 612

量化噪声对改善因子的影响 618

脉冲压缩问题 620

15.12 A/D变换问题 622

I和Q的平衡要求 623

动态范围 623

线性 624

精度 624

定时不稳定性 624

15.13自适应MTI的实现 625

15.14杂波图的实现 628

15.15适用于MTI雷达系统的几点考虑 631

参考资料 633

第16章机载动目标显示（AMTI）雷达 636

16.1采用AMTI技术的系统 636

16.2覆盖范围的考虑 637

16.3平台运动和高度对MTI性能的影响 637

时间平均杂波相参机载雷达（TACCAR） 638

斜距对多普勒偏移的影响 638

平台运动的影响 641

16.4平台运动的侧视补偿 641

物理偏置相位中心天线 642

电子偏置相位中心天线 644

天线副瓣的功率 646

16.5扫描－运动的补偿 646

补偿方向图的选择 648

16.6平台运动与扫描运动同时补偿 649

16.7平台前向运动补偿 651

16.8时空自适应运动补偿 654

时空自适应阵列的性能指标 656

16.9脉冲包络偏移对改善因子的限制 657

16.10多重谱的影响 658

16.11地面运动目标的检测 659

参考资料 660

第17章脉冲多普勒（PD）雷达 662

17.1特性和应用 662

术语 662

应用 662

脉冲重复频率 662

脉冲多普勒频谱 663

模糊和PRF的选择 665

基本组成 667

固定雷达的地物杂波 669

运动雷达的地物杂波 669

17.2 PD杂波 669

概述 669

杂波回波：通用方程 670

副瓣杂波 670

离散副瓣杂波 671

主波束杂波 675

主波束杂波的滤波 676

高度线杂波的滤波 677

17.3时间波门 677

发射脉冲的抑制 677

高PRF测距 678

17.4解距离模糊 678

距离波门 678

中PRF测距 683

17.5 目标跟踪 683

单目标跟踪 683

多目标跟踪 684

17.6动态范围和稳定度要求 684

动态范围 684

稳定度要求 686

寄生调制类型 686

正弦调制 686

17.7测距性能 689

距离方程 689

脉间随机调制 689

系统损耗 690

虚警概率 691

检测概率 692

参考资料 695

第18章跟踪雷达 699

18.1引言 699

18.2扫描和波束转换 701

18.3单脉冲（同时天线波束转换） 705

比幅单脉冲 705

比相单脉冲 713

用相控阵实行单脉冲跟踪 714

单通道和双通道单脉冲 714

18.4跟踪雷达的伺服系统 716

锥脉冲 716

18.5 目标捕获和距离跟踪 719

捕获 720

距离跟踪 720

第n次发射之后返回的距离跟踪 723

18.6特殊单脉冲技术 723

高距离分辨力单脉冲 723

双波段单脉冲 724

镜面天线（逆卡塞格伦） 725

同轴跟踪 725

18.8 目标引起的误差（目标噪声） 726

18.7误差源 726

幅度噪声 727

角度噪声（闪烁） 729

距离噪声（距离闪烁） 734

多普勒闪烁 734

18.9其他外部误差来源 736

多路径 736

由正交极化能量引起的串扰 738

对流层传播 739

18.10内部误差来源 739

接收机热噪声 739

其他内部误差源 740

角度测量误差 741

18.11误差源汇总 741

距离测量误差 743

18.12误差减小技术 744

多路径误差的减小 744

目标角度与距离闪烁的减小 745

内部误差的减小 745

参考资料 745

第19章导弹的雷达制导 749

19.1引言 749

19.2半主动式CW系统简介 750

多普勒频率关系 750

制导的基本原理 753

杂波和馈通考虑 753

目标照射 755

19.3系统的演变 756

基本的半主动式导引头 756

不模糊（偏置视频）接收机 757

倒置接收机 757

角度跟踪：从圆锥扫描到单脉冲 759

脉冲多普勒（PD）模式 760

主动式导引头 761

被动式导引头 762

其他系统结构 765

基准通道工作方式 766

19.4系统功能原理 766

目标信号检测 768

目标信号跟踪 770

性能限制 772

19.5子系统和集成 774

天线罩 775

天线 775

接收机 778

低噪声频率基准 779

信号处理器 779

发射机 780

电源 781

参考资料 782

集成 782

第20章测高和三坐标雷达 786

20.1测高雷达及其技术 786

早期的雷达测高技术 786

20.2从雷达测量值中算出高度 796

平面地表近似 796

球面地表：抛物面近似 796

球面地表：准确的几何图 797

对大气折射的修正 797

地表折射率变化的补偿 800

实际情况下的修正 800

顺序波束转换技术的基本精度 801

20.3测高精度性能的限制 801

同时波束转换技术的基本精度 804

由于地面反射引起的仰角误差 810

低角度相交波束的测高 814

参考资料 816

第21章合成孔径（SAR）雷达 818

21.1基本原理和早期历史 818

21.2影响雷达系统分辨力的因素 820

常规技术 820

非聚焦型合成孔径 821

聚焦型合成孔径 822

21.3雷达系统的初步知识 822

分辨力的详细分析 823

21.4信号处理理论 823

信噪比研究 828

相位误差的影响 830

信号处理 830

21.5系统其他方面的考虑 831

天线 831

接收机和发射机 833

存储和记录 833

运动补偿 833

斜视方式 833

聚束方式 833

ISAR 834

三维频谱 834

多波束雷达 834

运动误差的影响 834

参考资料 835

第22章 天基雷达（SBR）系统和技术 837

22.1引言 837

22.2 SBR系统需要考虑的问题 837

SBR的类型 837

需要考虑的几个问题 840

运载装置性能 846

22.3 SBR系统介绍 848

STS交会雷达 848

Seasat—A合成孔径雷达 849

航天飞机成像雷达 850

GEOS-SBR系统特性 850

前苏联“宇宙”1500侧视雷达 851

22.4技术 852

天线 852

发射／接收模块 857

舱内处理机 857

主电源 857

22.5关键问题 858

SBR系统造价 858

生存性和易损性 859

交会雷达的任务 860

22.6 SBR未来展望 860

遥感任务 861

全球空中交通监视 862

军用SBR系统 863

参考资料 863

第23章气象雷达 867

23.1引言 867

23.2气象目标的雷达距离方程 868

23.3设计所要考虑的因素 870

衰减的影响 870

地杂波的影响 875

典型的气象雷达设计 875

距离—速度模糊 875

23.4信号处理 877

测量精度 878

处理器实现 880

23.5操作应用 880

降雨测量 881

强暴风雪报警 882

23.6研究应用 885

多参数雷达 885

多雷达系统 886

快速扫描 886

机载和天基雷达 888

晴空雷达 889

合成孔径雷达和脉冲压缩 889

参考资料 890

第24章 高频超视距雷达（HFOTHR） 895

24.1引言 895

24.2雷达方程 896

24.3发射机 897

24.4天线 898

24.5杂波：来自地面的回波 899

24.6雷达截面积 902

24.7噪声和干扰 904

24.8频谱的使用 905

24.9天波的传播媒质 906

24.10天波雷达的性能 911

24.11接收机－处理器 925

24.12地波雷达的性能 927

参考资料 929

第25章双基地雷达 932

25.1概念和定义 932

25.2历史 933

25.3坐标系 935

25.4距离关系 936

距离方程 936

卡西尼卵形线 936

工作区 937

距离等值线 938

25.5面积关系 938

定位 938

覆盖范围 939

杂波单元面积 940

25.6多普勒关系 942

目标多普勒 942

多普勒等值线 942

25.7目标截面积 943

伪单基地的RCS区 943

双基地RCS区 945

双基地RCS的闪烁衰减区 945

前向散射RCS区 945

25.8杂波 946

“平面内”地杂波散射系数 948

“平面内”海杂波散射系数 950

脉冲追赶 951

“平面外”散射系数 951

25.9特殊技术、问题和要求 951

波束同步扫描 952

副瓣杂波 953

时间同步 954

相位同步和相位稳定性 954

参考资料 955

附录A缩略语词汇总表 963

附录B雷达型号汇总表 976

附录C雷达技术词汇英汉对照表 981

附录D雷达技术词汇汉英对照表 999

附录E手册中使用的计量单位名称和符号对照表 1017