第1章 绪论 1
1-1 雷达探测原理 1
1-2 船用雷达基本组成 2
1-2-1 船用雷达基本组成及原理 3
1-2-2 现代船用雷达的组成及特点 5
1-3 雷达工作波段及特点 6
1-3-1 微波工作波段 6
1-3-2 微波工作波段的特点 6
1-4 雷达测量原理 6
1-4-1 测距原理 7
1-4-2 测方位原理 9
1-4-3 测速原理 10
1-4-4 目标高度测量 11
1-5 现代雷达工作体制 11
1-5-1 常规脉冲雷达 11
1-5-2 脉冲压缩雷达 12
1-5-3 单脉冲雷达 12
1-5-4 相控阵雷达 13
1-5-5 脉冲多普勒雷达 14
1-5-6 合成孔径雷达 14
1-6 雷达分类及用途 15
1-6-1 军用 15
1-6-2 民用 16
1-6-3 科研 16
1-7 雷达发展简史 16
第2章 船用雷达发射机 18
2-1 概述 18
2-1-1 发射机任务 18
2-1-2 基本组成 18
2-2 主要技术指标 19
2-3 磁控管振荡器 21
2-3-1 多腔磁控管的结构及特点 21
2-3-2 磁控管振荡器工作原理 22
2-3-3 磁控管的使用与维护 24
2-4 脉冲调制器 26
2-4-1 任务及主要技术指标 26
2-4-2 软性开关脉冲调制器 28
2-4-3 刚性开关脉冲调制器 30
2-4-4 固态刚管脉冲调制器 32
2-4-5 磁开关脉冲调制器 34
2-4-6 发射机技术现状与趋势 39
2-5 雷达发射机技术指标测试 40
2-5-1 各类真空管发射机和全固态高功率发射机技术参数的测试 40
2-5-2 船用雷达发射机主要技术参数的测试 41
第3章 微波传输线及天线系统 45
3-1 概述 45
3-2 波导与同轴电缆 46
3-2-1 波导 46
3-2-2 同轴电缆 50
3-2-3 微波传输中波导与同轴电缆的比较 51
3-3 雷达天线 51
3-3-1 主要技术指标 51
3-3-2 天线结构、原理分类及特点比较 53
3-3-3 辐射电磁波的极化类型及特点比较 57
3-4 天线收发转换开关 58
3-4-1 收发开关的作用 58
3-4-2 收发开关的分类及原理 58
3-5 天线及馈线系统的参数测试 61
3-5-1 驻波系数S的测试 62
3-5-2 天线方向图的测试 62
3-5-3 天线增益的测试 66
3-6 船用雷达隙缝波导天线新技术及趋势 67
3-6-1 天线技术的发展现状 67
3-6-2 天线技术的发展趋势 68
第4章 船用雷达接收机 69
4-1 船用雷达接收机的组成 69
4-1-1 收发开关 69
4-1--2 高频放大器 71
4-1-3 混频器 73
4-1-4 微波固态本机振荡器 77
4-1-5 中频放大器 82
4-1-6 检波和视频放大器 85
4-2 船用雷达接收机的主要技术指标 85
4-2-1 灵敏度 85
4-2-2 工作频带宽度 86
4-2-3 增益 88
4-2-4 工作稳定性 88
4-2-5 抗干扰性 88
4-2-6 恢复时间 88
4-2-7 动态范围 88
4-3 接收机的噪声系数及灵敏度 89
4-3-1 接收机噪声系数 89
4-3-2 噪声系数和噪声温度 90
4-3-3 接收机灵敏度 94
4-4 最佳通频带和通频带的选择 96
4-4-1 最佳通频带 96
4-4-2 接收机通频带的选择 96
4-5 混频器 97
4-5-1 混频器构成原理 97
4-5-2 混频器的参数测量 101
4-6 中频放大器 104
4-6-1 任务及主要技术指标 104
4-6-2 中频放大器电路构成及特性 106
4-6-3 按振幅特性分类 111
4-6-4 中频放大器的结构、调试 117
4-7 脉冲检波器与视频放大器 122
4-7-1 脉冲检波器 122
4-7-2 前置视频放大器 125
4-8 接收机的功能控制电路 126
4-9 接收机参数测试 129
4-9-1 接收机噪声系数的测试 129
4-9-2 接收机灵敏度的测试 130
4-9-3 接收机恢复时间 131
4-10 雷达接收机的发展现状及未来展望 132
4-10-1 雷达接收机发展现状 132
4-10-2 雷达接收机未来展望 133
第5章 雷达信号处理 135
5-1 雷达信息处理综述 135
5-1-1 雷达信号、数据的三级处理 136
5-1-2 雷达信息的数字化终端设备 137
5-1-3 雷达信号、数据处理的任务、技术指标与组成 138
5-2 雷达杂波模型 141
5-3 雷达杂波处理 149
5-3-1 接收机内部噪声的处理 149
5-3-2 雨雪干扰抑制处理 149
5-3-3 同频雷达干扰解相关处理 151
5-3-4 海杂波处理 152
5-3-5 接收与信号处理系统 161
第6章 雷达信号自动检测 163
6-1 概述 163
6-2 数字式自动检测原理 163
6-2-1 组成原理框图 163
6-2-2 自动检测原理 164
6-3 滑窗检测器 167
6-4 小滑窗检测器 169
6-4-1 小滑窗检测器的结构特征 170
6-4-2 小滑窗加计数检测器的原理结构 170
6-5 最佳自动检测技术 171
6-5-1 最佳检测器 171
6-5-2 最小可检测信噪比 174
第7章 雷达目标数据录取 177
7-1 雷达目标数据录取的基本原理 177
7-2 目标数据的录取 177
7-2-1 目标距离数据的录取 177
7-2-2 目标方位数据的录取 178
7-2-3 方位数据的录取 180
7-2-4 录取目标数据的传送方式 180
7-2-5 人工录取 180
7-2-6 全自动录取 182
7-2-7 自动录取的辅助控制 183
7-2-8 自动录取的优缺点 184
7-2-9 自动录取目标的主要技术指标 185
7-3 计算机目标录取处理 186
7-3-1 录取处理流程 186
7-3-2 影响目标位置参数录取精度的诸因素 186
第8章 雷达目标自动跟踪 193
8-1 概述 193
8-2 航迹相关与航迹外推 193
8-2-1 航迹相关 194
8-2-2 航迹外推 196
8-3 滤波与跟踪 196
8-4 运用变增益α-β滤波器实现目标自动跟踪 198
8-4-1 引言 198
8-4-2 滤波方程与预测方程 199
8-4-3 运算流程与滤波跟踪 201
8-5 运用常增益?β滤波器实现目标自动跟踪 208
8-5-1 引言 208
8-5-2 滤波与预测方程的矩阵表达式及运算流程 208
8-5-3 等效传递函数 209
8-5-4 系统稳定性 210
8-5-5 暂态特性 211
8-5-6 滤波估值精度 211
8-5-7 滤波系数α、β值的确定 214
8-5-8 相关波门尺寸的计算与自适应调整 218
8-5-9 α-β-γ滤波器简介 224
8-5-10 卡尔曼滤波 225
8-5-11 船用雷达ARPA存在的局限性 227
第9章 雷达目标参数计算与危险判断 232
9-1 目标运动参数的计算 232
9-1-1 目标航向、航速的计算 232
9-1-2 目标真航速、真航向的计算 234
9-1-3 各种显示形式的矢量换算 235
9-2 危险预测参数的计算 236
9-2-1 碰撞参数CPA、TCPA的计算 237
9-2-2 可能碰撞点PPC的计算 237
9-3 危险判断与报警 241
9-3-1 利用CPA、TCPA进行危险判断与报警 242
9-3-2 利用警戒环进行危险判断与报警 243
9-3-3 利用ppC、PAD进行人工危险判断 244
9-3-4 目标跟踪丢失的危险判断与报警 244
第10章 船用雷达终端显示器 245
10-1 概述 245
10-2 船用雷达显示器件 245
10-2-1 阴极射线管CRT 245
10-2-2 液晶显示器LCD 249
10-2-3 LCD液晶显示与CRT显示技术特点的比较 251
10-3 径向圆扫描平面位置显示器 252
10-3-1 动圈式PPI 253
10-3-2 定圈式平面显示器 267
10-3-3 视频再定时显示 271
10-4 光栅扫描显示系统 275
10-4-1 概述 275
10-4-2 光栅显示原理及主要质量指标 275
10-4-3 CRT光栅扫描显示系统 278
10-4-4 LCD光栅扫描显示系统 280
10-4-5 雷达接口信息处理原理 282
10-4-6 光栅扫描现实的优点及局限性 284
10-4-7 雷达/ARPA数字信号与液晶显示器LCD之间的连接 285
10-5 基于通用计算机与显示卡的船用雷达光栅扫描显示器 287
10-6 真运动显示系统 288
10-6-1 真运动显示原理 289
10-6-2 数字式真运动显示系统 293
第11章 船用雷达性能 296
11-1 雷达使用性能 296
11-1-1 用途 296
11-1-2 探测范围 297
11-1-3 最大作用距离 299
11-1-4 最小作用距离 322
11-1-5 测距误差 324
11-1-6 测方位误差 333
11-1-7 距离分辨率 338
11-1-8 方位分辨率 339
11-2 雷达技术性能 341
11-2-1 工作波长λ的选择 341
11-2-2 脉冲宽度τ的选择 344
11-2-3 脉冲重复频率f的选择 345
11-2-4 发射脉冲功率Pt的选择 346
11-2-5 天线波束宽度θH0.5 346
11-2-6 天线增益GA的选择 348
11-2-7 天线转速nA的选择 349
11-2-8 天线极化形式 351
11-3 雷达性能监视器 352
11-3-1 辐射、接收总性能监视器 352
11-3-2 收发机监视器 353
11-4 船用雷达技术现状及发展趋势 355
11-4-1 隙缝波导天线技术现状与发展趋势 355
11-4-2 发射机技术现状与趋势 357
11-4-3 接收与信号处理系统 357
11-4-4 数据处理与显示系统 358
11-4-5 船用雷达的局限性及未来展望 360
第12章 雷达在航海中的应用 362
12-1 雷达定位 362
12-1-1 正确选择物标的原则 362
12-1-2 回波识别和物标辨认 362
12-1-3 准确测距与测方位的要领 364
12-1-4 雷达定位方法及精度 364
12-2 雷达导航 365
12-2-1 距离避险线 366
12-2-2 方位避险线 366
12-2-3 雷达导航的注意事项 367
12-3 影响雷达回波正图像正常观测的诸因素 367
12-3-1 扇形阴影区 367
12-3-2 各种假回波 368
12-3-3 干扰杂波 370
12-4 雷达航标 372
12-4-1 雷达角反射器 372
12-4-2 雷达方位信标 373
12-4-3 雷达应答标 374
12-5 船舶交通管理（VTS）雷达 375
12-5-1 VTS发展概况 375
12-5-2 新型VTS构成系统 375
12-5-3 VTS系统中的雷达子系统的基本功能 376
12-5-4 VTS的AIS岸基 377
12-6 其他辅助设备 377
12-6-1 回波增幅器 377
12-6-2 雷达救生火箭 378
12-6-3 搜救雷达应答器 378
第13章 船载自动雷达标绘仪（ARPA） 379
13-1 普通船用雷达用于船舶避碰及其局限性 379
13-1-1 普通船用雷达在船舶避碰中的应用 379
13-1-2 普通船用雷达用于船舶避碰时的局限性 383
13-2 基本ARPA系统的构成原理 383
13-2-1 传感器 384
13-2-2 ARPA系统的组成及各部分作用 384
13-2-3 ARPA系统的分类及特点 386
13-2-4 按显示器扫描方式不同分类 387
13-3 船用雷达/ARPA系统的性能要求及标准 388
13-3-1 船用雷达使用性能要求及标准 388
13-3-2 ARPA显示系统主要性能要求及标准 389
13-4 图像图形信息处理 392
13-4-1 主要功能 392
13-4-2 原理框图 393
13-4-3 工作原理 393
13-4-4 一次图像信息的处理 394
13-4-5 二次图像信息的处理 395
13-4-6 图像图形信息的叠加与显示 396
13-5 各种传感信号预处理 396
13-5-1 雷达信号预处理 396
13-5-2 罗经信号处理 409
13-5-3 计程仪信号的处理 413
13-6 自动报警与系统测试 416
13-6-1 自动报警系统 416
13-6-2 系统测试功能 418
13-7 试操船 419
13-7-1 概述 419
13-7-2 试操船的显示特征 420
13-7-3 试操船的方法 420
13-7-4 使用试操船功能应注意的事项 421
13-8 ARPA的外围设备及要求 422
13-8-1 外围设备 422
13-8-2 要求 422
13-9 ARPA的优点及局限性 423
13-9-1 ARPA的优点 423
13-9-2 ARPA系统误差源及其影响 424
13-9-3 ARPA系统的局限性 430
13-10 ARPA的功能键及运用 433
13-10-1 ARPA的功能键 433
13-10-2 正确开机及初始数据的设置方法 434
13-10-3 ARPA的基本功能 434
13-10-4 ARPA的附加功能 435
13-10-5 ARPA的避碰应用 436
13-10-6 ARPA用于碰撞危险估计 437
13-10-7 ARPA用于求取避让措施 437
13-10-8 利用ARPA协助避让应注意的事项 438
13-10-9 ARPA发展新技术 438
13-11 AIS和ECDIS综合显示 438
13-11-1 概述 438
13-11-2 AIS在雷达中的应用 439
13-12 雷达/ARPA与AIS综合应用的实例 443
13-12-1 AIS显示功能 443
13-12-2 激活AIS目标 443
13-12-3 取消AIS目标 444
13-12-4 显示AIS信息 444
13-12-5 AIS短信息功能 446
13-12-6 显示本船信息 446
13-12-7 设置AIS过滤区 446
13-12-8 设置AIS报警条件 446
第14章 ARPA信息的终端显示 448
14-1 ARPA系统综合信息的显示 448
14-1-1 概述 448
14-1-2 数据显示器 448
14-1-3 综合信息显示器 449
14-1-4 各种显示方式、特点 452
14-2 显示控制 456
第15章 船用多传感器信息的融合及应用 463
15-1 概述 463
15-2 多传感器信息融合原理 464
15-2-1 多传感器信息的融合概述 464
15-2-2 多传感器信息的融合处理的基本原理 465
15-3 多传感器信息的融合系统的功能和结构模式 466
15-3-1 系统功能模型 466
15-3-2 检测级结构 468
15-3-3 分布式CFAR检测与融合 469
15-4 多传感器信息融合处理技术在航海中的应用 473
15-4-1 船用雷达与船载AIS的目标信息特征 474
15-4-2 船载AIS和船用雷达/ARPA性能特点比较及目标数据融合处理 478
15-4-3 多传感信息融合技术在船舶交通管理系统中的应用 485
15-4-4 多传感信息融合技术在船舶避碰中的应用 489
15-4-5 AIS信息在电子海图背景上显示 491
15-5 对异构系统多传感信息融合的若干要求 496
15-5-1 对各异构系统多传感信息在一个系统中进行信息融合的要求 496
15-5-2 船用导航仪器的接口标准 497
附录 船用雷达设备性能标准（修订） 498
参考文献 513