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