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第一章 空间探测与相控阵雷达 1
1.1 空间技术的发展与对天探测的要求 1
1.1.1 前言 1
1.1.2 空间航天器类别与作用 1
1.1.3 空间技术发展概况 2
1.1.4 军用航天器发展概况 3
1.1.5 探测的需求 5
1.2.1 任务 6
1.2 卫星目标监视相控阵雷达 6
1.2.2 军事卫星特性 7
1.2.3 雷达设计考虑 8
1.3 弹道导弹预警相控阵雷达 9
1.3.1 弹道导弹预警系统 9
1.3.2 弹道导弹预警相控阵雷达 11
1.4 空间目标探测相控阵雷达发展现状 12
1.4.1 美国、前苏联的空间探测雷达系统 12
1.4.2 美国、前苏联空间探测相控阵雷达技术现状 14
2.1 空间探测相控阵雷达的主要战术指标 20
2.1.1 雷达观测空域 20
第二章 相控阵雷达的战术技术指标与工作方式 20
2.1.2 处理多目标的能力 24
2.1.3 雷达的分辨率 25
2.1.4 雷达测量参数 25
2.1.5 雷达测量精度 26
2.1.6 雷达在复杂电磁环境条件下的工作能力与雷达的生存能力 27
2.1.7 雷达的使用环境及使用性能 27
2.2 空间探测相控阵雷达的主要技术指标 27
2.2.1 波段选择 27
2.2.2 相控阵天线方案的选择 29
2.2.3 雷达信号波形的选择 33
2.2.4 雷达发射机型式的选择 34
2.2.5 测角方法 35
2.3 空间探测相控阵雷达的搜索与跟踪工作方式 35
2.3.1 空间探测相控阵雷达的数据率 35
2.3.2 相控阵雷达的搜索方式 36
2.3.3 相控阵雷达的跟踪工作方式 39
2.4 空间探测相控阵雷达信号的能量管理 44
2.4.1 按目标远近及其RCS大小的信号能量管理 45
2.4.2 搜索和跟踪状态之间的信号能量分配 45
2.4.3 波束驻留数目N的选择与信号能量管理 46
2.5 空间探测相控阵雷达的测速工作方式 48
2.6.1 宽带信号工作方式的应用 51
2.6.2 宽带信号工作方式的关键技术 51
2.6 空间探测相控阵雷达的宽带信号工作方式 51
2.6.3 高分辨相控阵雷达的分辨率 52
2.6.4 宽带高分辨信号的系统补偿问题 52
第三章 空间目标特征测量和识别技术 53
3.1 概述 53
3.1.1 雷达目标识别的一般原理 53
3.1.2 雷达目标特征识别的一般方法 55
3.2.1 空间目标的轨道及动力学特性 57
3.2 空间目标的雷达特性 57
3.2.2 空间目标的电磁散射特性 60
3.3 卫星目标的特征测量与识别 63
3.3.1 窄带雷达的目标特征测量与识别 63
3.3.2 宽带雷达的特征测量与分类技术 67
3.4 弹道导弹的特性测量与识别技术 69
第四章 空间探测相控阵雷达数据处理 72
4.1 空间探测相控阵雷达数据处理的任务 72
4.2 参考系及卫星运动方程 73
4.2.2 时间系统 74
4.2.1 惯性坐标系 74
4.2.3 卫星运动的微分方程 76
4.3 椭圆轨道的特征——轨道根数 78
4.3.1 微分方程的解(1)——轨道平面参数与面积速度 78
4.3.2 微分方程的解(2)——轨道椭圆参数 81
4.3.3 微分方程的解(3)——过近地点的时刻参数 85
4.4 用相控阵雷达的测量数据确定卫星轨道 89
4.4.1 雷达测量数据与惯性坐标 89
4.4.2 惯性坐标与轨道根数 91
4.5.1 预测未来某一时刻卫星相对于雷达站的位置 95
4.5 卫星运动的预测 95
4.5.2 预测未来某一时刻卫星所处位置的经度、纬度和高度 97
4.5.3 卫星预报 99
4.5.4 导弹预报 100
4.6 消除雷达的测量误差 101
4.6.1 数据的合理性检验 101
4.6.2 数据平滑 103
第五章 有源相控阵雷达技术 106
5.1 有源相控阵雷达 106
5.1.1 有源相控阵雷达概述 106
5.1.2 有源相控阵雷达的组成特点 108
5.1.3 有源相控阵雷达试验系统 111
5.2 有源相控阵雷达关键部件——T/R组件 118
5.2.1 有源相控阵与T/R组件 118
5.2.2 T/R组件的基本组成和工作原理 119
5.2.3 T/R组件研制类型与实例 120
5.2.4 T/R组件的工程设计 124
5.2.5 T/R组件相关设计技术的实践与结论 125
5.3 T/R组件制造工艺 127
5.3.1 T/R组件制造工艺简述 127
5.3.2 基板制造技术 128
5.3.3 电路组装 131
5.3.4 测试及调试 135
5.3.5 T/R组件制造新技术 139
5.4 空间探测相控阵雷达接收机 140
5.4.1 空间探测相控阵雷达接收机的特点和组成 140
5.4.2 接收机的主要性能指标分析和参数优化 143
第六章 空间探测相控阵雷达天线馈线技术 159
6.1 天线技术 159
6.1.1 引言 159
6.1.2 相控阵天线辐射单元设计 160
6.1.3 密度加权相控阵天线设计 163
6.1.4 密度加权相控阵关键技术 169
6.2.1 概述 176
6.2.2 移相器技术 176
6.2 馈线技术 176
6.2.3 驻波副瓣与馈线系统匹配技术 184
6.3 幅相测量与校正技术 190
6.4 有源相控阵天馈系统中的一体化设计 193
7.1.1 接收阵天线增益与副瓣电平调整 199
7.1.2 发射波束内信号能量的充分利用 199
7.1 引言 199
第七章 自适应数字波束形成 199
7.2 自适应数字波束形成 200
7.2.1 自适应数字波束形成基本原理 200
7.2.2 自适应方法及自适应准则 202
7.2.3 部分自适应阵方法 205
7.3 系统误差对自适应数字波束形成性能的影响 207
7.3.1 通道之间的幅相不一致性对DBF副瓣性能的影响 207
7.3.2 系统误差的校正 208
7.3.3 幅相不一致性对自适应阵列输出信干噪比(SINR)的影响 210
7.3.4 通道频响不一致性对系统性能的影响 213
7.3.5 通道冲激响应误差与频率响应误差之间的关系 214
7.3.6 通道失配对自适应阵列输出信干噪比(SINR)的影响 215
7.3.8 交叉极化对自适应阵列性能的影响 217
7.3.7 全数字控制的发射波束形成 217
7.4 空间谱估计 220
7.4.1 信号模型 221
7.4.2 Capon法 222
7.4.3 MUSIC法 222
7.4.4 线性预测 223
7.5 线阵实验床 225
8.1.1 概述 228
8.1.2 宽带系统失真和均衡 228
8.1 宽带雷达 228
第八章 宽带相控阵雷达技术 228
8.1.3 宽带信号产生与处理 229
8.1.4 宽带信号的多普勒耦合与修正 232
8.1.5 宽带信号的电离层传播及修正 233
8.2 宽带相控阵雷达 234
8.2.1 相控阵对瞬时带宽的限制 234
8.2.2 实时延迟线补偿 239
8.3 宽带相控阵雷达系统 241
8.3.1 概述 241
8.3.2 宽带相控阵雷达系统组成 242
8.3.3 宽带相控阵雷达系统工作原理 243
8.3.4 宽带相控阵雷达的目标一维、二维成像 243
第九章 空间探测相控阵雷达的发展趋势 248
9.1 对空间探测相控阵雷达的一些新要求 248
9.2 向微波波段高端及毫米波波段的发展趋势 249
9.2.1 目标RCS与雷达工作波长的关系 249
9.2.2 微波波段高端空间目标探测相控阵雷达的应用 251
9.2.3 大型毫米波相控阵雷达 252
9.3.1 有源相控阵雷达的一些关键技术 253
9.3 高功率有源相控阵雷达的一些关键技术 253
9.3.2 有源相控阵雷达馈线系统的设计 256
9.3.3 采用光电子技术的有源相控阵天线技术 256
9.4 多频段与宽带相控阵雷达技术 257
9.4.1 双频/多频相控阵天线 257
9.4.2 宽带相控阵雷达技术 257
9.5 高性能相控阵天线技术 258
9.5.1 多波束相控阵天线 258
9.5.2 共形相控阵天线 261
9.5.3 低/超低副瓣有源相控阵天线 262
参考文献 265