第1章 引论 1
1.1 雷达的概念 1
1.2 电磁波谱及雷达频段 1
1.2.1 电磁波谱 1
1.2.2 雷达频段的特性 2
1.3 雷达系统的分类 3
1.4 雷达的起源和发展 4
1.4.1 雷达的起源 4
1.4.2 雷达的发展 8
1.5 雷达的应用 11
1.5.1 民用雷达的应用 11
1.5.2 军用雷达的应用 13
1.6 雷达系统及其同目标与环境的相互作用 18
1.6.1 最基本的雷达系统 18
1.6.2 雷达系统同目标与环境的相互作用模型 19
参考文献 20
第2章 电磁场与电磁波基础 22
2.1 麦克斯韦方程 22
2.1.1 麦克斯韦方程及其物理意义 22
2.1.2 电磁场的基本性质 24
2.1.3 电磁场的边界条件 24
2.1.4 坡印亭定理 25
2.2 时谐场 27
2.2.1 相量形式的麦克斯韦方程 27
2.2.2 相量形式的边界条件 28
2.2.3 相量形式的坡印亭定理 28
2.3 球面波和平面波 29
2.4 电磁波的极化 30
2.4.1 线极化 30
2.4.2 圆极化 31
2.4.3 椭圆极化 31
2.4.4 场的极化分解 32
2.5 平面波的传播 33
2.6 平面波的反射、折射、绕射和散射 34
2.6.1 惠更斯原理 34
2.6.2 平面波的反射 35
2.6.3 平面波的折射 37
2.6.4 平面波的绕射 37
2.6.5 平面波的散射 38
参考文献 38
第3章 雷达发射和接收 40
3.1 雷达信号及其表示方式 40
3.2 脉冲雷达与目标距离测量 42
3.2.1 雷达脉冲 42
3.2.2 目标距离的测量 43
3.3 相参雷达与多普勒频率测量 43
3.3.1 相参雷达的概念 43
3.3.2 目标多普勒频率的测量 45
3.4 雷达天线 46
3.4.1 天线的主要参数 46
3.4.2 孔径天线 48
3.4.3 相控阵列天线 49
3.5 雷达发射机 52
3.5.1 雷达发射机的分类及特点 52
3.5.2 雷达发射机的主要技术指标 54
3.5.3 射频功率源 55
3.5.4 脉冲调制器 56
3.6 雷达接收机 56
3.6.1 雷达接收机的组成 56
3.6.2 超外差接收机的主要技术指标 57
3.6.3 接收机的噪声系数和灵敏度 58
3.7 相参雷达系统 61
3.7.1 振荡频率源 62
3.7.2 波形调制 63
3.7.3 混频器 63
3.7.4 限幅器 64
3.7.5 信号解调与正交检波 64
3.7.6 I/Q通道失真及其校正技术 66
3.7.7 相参雷达各点信号波形小结 67
参考文献 68
第4章 雷达方程与目标检测 69
4.1 基本雷达方程 69
4.1.1 雷达方程的推导 69
4.1.2 雷达方程的讨论 71
4.2 噪声中的信号检测 73
4.2.1 信号检测基本原理 74
4.2.2 门限检测 75
4.2.3 雷达脉冲的积累 76
4.3 检测概率和虚警概率 77
4.3.1 虚警概率 77
4.3.2 检测概率 78
4.3.3 提高检测概率的方法 79
4.4 恒虚警检测 79
4.5 对雷达方程的进一步讨论 81
4.5.1 用检测因子和能量表示的雷达方程 81
4.5.2 双站雷达方程 82
4.5.3 雷达方程的使用 83
参考文献 84
第5章 雷达波形与信号处理 85
5.1 匹配滤波器 85
5.1.1 匹配滤波器的响应 85
5.1.2 匹配滤波器对延时和多普勒频移信号的响应 87
5.2 雷达模糊度函数 88
5.2.1 雷达模糊度函数的定义 88
5.2.2 雷达模糊度函数的性质 89
5.2.3 模糊度函数的时延和多普勒切片 90
5.3 雷达的分辨率 90
5.3.1 雷达波形与径向距离分辨率 91
5.3.2 信号带宽与距离分辨率 92
5.3.3 多普勒频率分辨率 93
5.4 典型雷达波形及其模糊度函数 94
5.4.1 单频脉冲 94
5.4.2 线性调频脉冲 96
5.4.3 相干脉冲串 100
5.4.4 相位编码信号 103
5.4.5 模糊函数轮廓图 107
5.5 数字脉冲压缩 109
5.5.1 脉冲压缩的概念 109
5.5.2 线性调频信号的数字脉冲压缩 110
5.5.3 线性调频信号的加权处理 111
5.5.4 相位编码信号的数字脉冲压缩 112
5.5.5 二相巴克码信号的加权处理 113
5.6 雷达自适应信号处理的概念 115
5.6.1 有噪声参考信道的自适应处理 116
5.6.2 无噪声参考信道的自适应处理 116
5.6.3 空时自适应信号处理 117
参考文献 118
第6章 雷达目标 120
6.1 概述 120
6.2 雷达散射截面的定义 121
6.3 雷达目标的三个散射区 123
6.3.1 瑞利区 124
6.3.2 谐振区 124
6.3.3 光学区 124
6.4 目标散射的极化特性 125
6.4.1 极化散射矩阵 125
6.4.2 线-圆极化散射矩阵变换 127
6.5 目标散射中心的概念 128
6.5.1 散射中心的概念 128
6.5.2 散射中心的带通滤波解释 130
6.6 复杂目标的高频散射机理 132
6.7 几种简单目标的RCS 134
6.7.1 完纯导体球 134
6.7.2 矩形金属平板 135
6.7.3 球头锥 137
6.8 目标RCS起伏的统计模型 139
6.8.1 RCS起伏的物理解释 139
6.8.2 x平方分布和Swerling模型 140
6.8.3 Rice分布模型 142
6.8.4 对数正态分布模型 142
参考文献 143
第7章 雷达系统与外部环境的相互作用 145
7.1 大气传播衰减 145
7.1.1 地球大气层 145
7.1.2 传播衰减 146
7.2 大气折射的影响 149
7.3 地球曲率的影响 150
7.3.1 雷达直视距离 150
7.3.2 擦地角的计算 152
7.3.3 地球曲率产生的发散 152
7.4 粗糙表面的反射和散射 153
7.4.1 粗糙表面的反射 153
7.4.2 郎伯反射体 154
7.5 多路径效应 154
7.6 地杂波 156
7.6.1 散射系数 156
7.6.2 照射面积A的计算 157
7.6.3 地面后向散射系数与表面粗糙度的关系 158
7.6.4 地面后向散射系数随擦地角的变化 158
7.6.5 地面后向散射系数随频率的变化 159
7.6.6 地面后向散射系数的极化特性 159
7.6.7 半经验模型 160
7.7 海杂波 160
7.7.1 海面后向散射系数随擦地角及条件变化 160
7.7.2 海面后向散射系数的极化特性 161
7.7.3 海面后向散射系数与风速及风向的关系 161
7.7.4 海杂波散射系数半经验模型 162
7.8 体散射杂波 164
7.9 杂波的内部调制谱 165
7.9.1 高斯频谱模型 165
7.9.2 幂次律模型 165
7.9.3 指数律模型 166
7.10 外部噪声 167
7.10.1 大气噪声 167
7.10.2 宇宙噪声 168
参考文献 168
第8章 雷达尺度测量和目标跟踪 170
8.1 雷达测距 170
8.1.1 目标距离测量 170
8.1.2 最大不模糊距离 171
8.1.3 测距精度 172
8.2 雷达测速 174
8.2.1 多普勒频率及速度的测量 174
8.2.2 机载雷达目标的多普勒频率分析 175
8.2.3 最大不模糊多普勒频率（速度） 177
8.2.4 雷达测频（测速）精度 178
8.3 雷达“测不准”原理 178
8.3.1 雷达时间信号同其频谱之间的关系 178
8.3.2 雷达“测不准”原理 180
8.4 雷达测角 181
8.4.1 波束切换和圆锥扫描 181
8.4.2 单脉冲雷达 182
8.4.3 雷达测角精度 183
8.4.4 雷达测距、测速和测角的共同点 184
8.5 雷达跟踪 184
8.5.1 雷达跟踪的分类 184
8.5.2 距离跟踪 185
8.5.3 角度跟踪 186
8.5.4 目标噪声对测量和跟踪的影响 187
参考文献 188
第9章 脉冲多普勒雷达与处理 190
9.1 基本概念 190
9.2 运动平台和目标的多普勒特性 191
9.2.1 PD雷达的多普勒频移 191
9.2.2 PD雷达的回波 192
9.2.3 杂波对消 195
9.2.4 多普勒滤波器组 195
9.3 测距和测速模糊的解算 197
9.3.1 测距模糊的解算 198
9.3.2 “幻影”问题 199
9.3.3 测速模糊的解算 200
9.3.4 遮挡的消除 201
9.4 延时线对消器 202
9.4.1 延时线对消器的响应 203
9.4.2 杂波衰减因子 203
9.4.3 MTI改善因子 205
9.4.4 杂波中的可见度（SCV） 205
9.4.5 多级延时线对消器及其实现结构 205
9.5 MTI雷达 206
9.5.1 MTI雷达工作原理 206
9.5.2 “盲相”问题 206
9.5.3 数字MTI处理器 207
9.5.4 运动平台的MTI雷达 208
9.5.5 杂波多普勒中心频率的补偿 209
9.5.6 杂波多普勒展宽的补偿 209
9.6 PD雷达低重频方式 211
9.6.1 低重频PD雷达的回波 211
9.6.2 低重频PD雷达的目标检测 212
9.6.3 最佳滤波器 213
9.6.4 PD雷达低重频方式的信号处理 214
9.7 PD雷达中重频方式 215
9.7.1 中重频PD雷达的回波 215
9.7.2 中重频PD雷达的目标检测 215
9.7.3 中重频PD雷达的信号处理 216
9.7.4 PD雷达中重频方式的一些说明 216
9.8 PD雷达高重频方式 217
9.8.1 高重频PD雷达的回波 218
9.8.2 高重频PD雷达的目标检测 218
9.8.3 高重频PD雷达的信号处理 219
9.8.4 PD雷达高重频方式的一些说明 220
9.8.5 PD雷达不同重频工作方式的比较 220
参考文献 221
第10章 高分辨率雷达成像与处理 222
10.1 雷达的径向距离高分辨率 222
10.1.1 步进频率波形与合成高分辨率距离像 223
10.1.2 LFM波形和展宽处理 225
10.2 雷达的横向距离分辨率 229
10.2.1 旋转目标的多普勒 230
10.2.2 横向距离分辨率 230
10.3 转台目标的距离—多普勒成像 232
10.3.1 目标复反射率函数 232
10.3.2 旋转目标的距离—多普勒二维成像 233
10.3.3 二维FFT算法 235
10.3.4 滤波—逆投影算法 235
10.4 逆合成孔径雷达成像及其运动补偿 236
10.5 合成孔径雷达成像 239
10.5.1 实孔径雷达（RAR）和合成孔径雷达（SAR）的比较 239
10.5.2 SAR成像模式 240
10.5.3 SAR成像雷达的参数选择问题 242
10.6 干涉合成孔径雷达成像 244
10.6.1 InSAR高程测量的基本原理 245
10.6.2 InSAR高程测量的过程 246
参考文献 250