第1章 绪论 1
1.1 概论 1
1.1.1 无线电测控技术概述 1
1.1.2 无线电测控功能简介 1
1.1.3 无线电测控特点 3
1.1.4 无线电频率划分 4
1.2 无线电外测 6
1.2.1 概述 6
1.2.2 雷达分类 6
1.2.3 单脉冲雷达 7
1.2.4 连续波雷达 10
1.2.5 相控阵雷达 12
1.2.6 逆合成孔径雷达 14
1.3 无线电遥测遥控 14
1.3.1 概述 14
1.3.2 无线电遥测 15
1.3.3 无线电遥控 16
1.4 综合遥外测系统 16
1.4.1 概述 16
1.4.2 USB微波统一测控系统 17
1.4.3 扩频微波统一测控系统 17
第2章 信号检测 18
2.1 概论 18
2.2 信号检测影响因素 18
2.2.1 概述 18
2.2.2 能量与噪声 20
2.2.3 天线增益 20
2.2.4 直视距离 21
2.2.5 空间衰减 21
2.3 目标特性和噪声特性 22
2.3.1 概述 22
2.3.2 目标特性 22
2.3.3 噪声特性 26
2.4 单次检测和积累检测 31
2.4.1 概述 31
2.4.2 信号检测 32
2.4.3 虚警概率 33
2.4.4 虚警时间 35
2.4.5 单次检测 36
2.4.6 积累检测 36
2.4.7 带宽和信噪比关系 38
2.5 损耗影响 40
2.5.1 概述 40
2.5.2 发射损耗影响 40
2.5.3 接收损耗影响 40
2.5.4 大气吸收损耗影响 41
2.5.5 火焰衰减影响 42
2.5.6 极化损耗影响 43
2.5.7 起伏损耗影响 43
2.5.8 噪声折叠损耗影响 44
2.5.9 其他损耗因子 44
2.6 雷达方程 46
2.6.1 概述 46
2.6.2 反射式雷达方程 47
2.6.3 应答式雷达方程 48
第3章 波形设计 50
3.1 概论 50
3.2 波形匹配滤波器 52
3.2.1 概述 52
3.2.2 匹配滤波器 52
3.2.3 简单脉冲匹配滤波 54
3.2.4 匹配滤波器距离获取 56
3.2.5 匹配滤波器距离分辨率 56
3.2.6 动目标匹配滤波 57
3.3 模糊函数 59
3.3.1 概述 59
3.3.2 模糊函数定义和性质 59
3.3.3 简单脉冲模糊函数 60
3.3.4 矩形包络线性调频信号模糊函数 63
3.3.5 连续简单脉冲信号模糊函数 64
3.3.6 连续线性调频信号模糊函数 64
3.4 潜在精度、分辨力、抗干扰性与信号波形的关系 66
3.4.1 概述 66
3.4.2 距离潜在精度 67
3.4.3 径向速度潜在精度 67
3.4.4 距离和速度联合潜在精度 67
3.4.5 时延分辨常数和多普勒分辨常数 68
3.4.6 测角潜在精度和分辨率 70
3.4.7 典型雷达信号潜在精度 70
3.4.8 抗干扰（杂波抑制）能力 73
3.4.9 信号波形设计与综合 73
第4章 电磁传播与空间环境 76
4.1 概论 76
4.2 空间环境 77
4.2.1 概述 77
4.2.2 临近空间 78
4.2.3 临近空间衰减 79
4.3 反射与散射 80
4.3.1 概述 80
4.3.2 地面反射与散射 82
4.3.3 海面反射与散射 88
4.4 电磁传播 91
4.4.1 概述 91
4.4.2 地球曲率对电磁传播的影响 92
4.4.3 空间环境对电磁传播的影响 95
4.5 黑障效应 101
4.5.1 概述 101
4.5.2 等离子体基本电特性参数 103
4.5.3 电磁波在等离子体的传播特性 103
4.5.4 黑障区电磁传播特性 104
4.5.5 减轻黑障措施分析 105
第5章 天线与馈线 109
5.1 概论 109
5.2 天线参数 110
5.2.1 概述 110
5.2.2 天线效率和增益 110
5.2.3 半功率波束宽度 112
5.2.4 差方向图 113
5.2.5 天线噪声温度 113
5.2.6 天线谐振频率 115
5.2.7 天线带宽 116
5.2.8 驻波比 116
5.3 天线种类 118
5.3.1 概述 118
5.3.2 反射面天线 119
5.3.3 透镜天线 123
5.3.4 阵列天线 125
5.4 天线结构 127
5.4.1 概述 127
5.4.2 天线结构组成及功能 127
5.4.3 天线结构组合 128
5.4.4 天线座结构组合 130
5.5 馈源 131
5.5.1 概述 131
5.5.2 基本组成 132
5.5.3 辐射器 132
5.5.4 耦合跟踪 133
5.5.5 单脉冲馈源 134
5.5.6 阵列馈源 135
5.6 馈线 135
5.6.1 概述 135
5.6.2 馈线基础 136
5.6.3 馈电方式 138
5.6.4 微波网络 142
5.6.5 常用器件 145
第6章 角跟踪系统 151
6.1 概论 151
6.2 几种角跟踪系统简介 152
6.2.1 概述 152
6.2.2 圆锥扫描自动跟踪与测量 152
6.2.3 单脉冲自动跟踪与测量 152
6.2.4 步进自动跟踪与测量 153
6.2.5 相位干涉仪测角 153
6.3 单脉冲角跟踪系统数学模型 153
6.3.1 概述 153
6.3.2 单脉冲复比 153
6.3.3 单脉冲测角方法 157
6.3.4 单脉冲单通道合成 159
6.4 跟踪系统常用参数 163
6.4.1 概述 163
6.4.2 差波束零值深度 163
6.4.3 差增益 163
6.4.4 差斜率 163
6.4.5 角度误差信号 164
6.4.6 角误差灵敏度 164
6.4.7 交叉耦合 164
6.4.8 角误差电压零点漂移 165
6.4.9 接收机解调最大输出误差电压 165
6.4.10 跟踪灵敏度 165
6.4.11 测角归一化 165
6.5 测角系统结构 166
6.5.1 概述 166
6.5.2 三通道单脉冲跟踪接收机 167
6.5.3 有载波二通道单脉冲跟踪接收机 168
6.5.4 单通道单脉冲跟踪接收机 169
6.6 跟踪误差分析 179
6.6.1 概述 179
6.6.2 雷达设备引起的跟踪误差 180
6.6.3 目标噪声引起的跟踪误差 182
6.6.4 目标运动引起的跟踪误差 183
6.6.5 转换误差引起的跟踪误差 183
6.6.6 传播误差引起的跟踪误差 185
6.6.7 角误差实例 186
第7章 发射系统 187
7.1 概论 187
7.2 发射机结构 188
7.2.1 概述 188
7.2.2 单极自激振荡式发射机结构 188
7.2.3 主振放大式发射机结构 188
7.3 主要技术参数 189
7.3.1 概述 189
7.3.2 主要技术参数 189
7.4 信号源 193
7.4.1 概述 193
7.4.2 常见信号形式 193
7.4.3 雷达信号产生技术 194
7.5 调制器 207
7.5.1 概述 207
7.5.2 调制器结构及分类 207
7.5.3 脉冲调制器工作原理 208
7.6 微波功率器件 212
7.6.1 概述 212
7.6.2 振荡器 212
7.6.3 真空管放大器 213
7.6.4 固态功率源 219
7.7 辅助系统 224
7.7.1 概述 224
7.7.2 电源系统 224
7.7.3 散热系统 230
7.7.4 电磁辐射防护系统 233
第8章 接收系统 240
8.1 概论 240
8.2 常用参数 240
8.2.1 概述 240
8.2.2 滤波和接收机带宽 240
8.2.3 品质因数 243
8.2.4 动态范围和增益控制 243
8.2.5 灵敏度和噪声系数 248
8.3 超外差式接收机 249
8.3.1 概述 249
8.3.2 工作原理 249
8.3.3 基本组成 251
8.3.4 中频选择 254
8.4 接收前端 255
8.4.1 概述 255
8.4.2 低噪声放大器 255
8.4.3 混频器 257
8.5 数字接收机 260
8.5.1 概述 260
8.5.2 信号采样定理 260
8.5.3 多速率信号处理 263
8.5.4 高效数字滤波器 266
8.5.5 软件无线电基本结构 270
8.5.6 软件无线电接收机数学模型 272
8.6 系统信道设计计算 275
8.6.1 概述 275
8.6.2 雷达方程 275
8.6.3 上行信道参数设计计算 276
8.6.4 下行信道参数设计计算 277
8.7 锁相环 278
8.7.1 概述 278
8.7.2 工作原理 278
8.7.3 基本组成 279
8.7.4 传递函数 280
8.7.5 环路带宽分析 281
8.7.6 环路误差分析 282
8.8 目标跟踪数学模型 283
8.8.1 概述 283
8.8.2 运动学模型 284
8.8.3 常用跟踪滤波器 287
第9章 测距系统 293
9.1 概论 293
9.2 测距系统常用参数 294
9.2.1 概述 294
9.2.2 等效噪声带宽 294
9.2.3 距离分辨力 296
9.2.4 距离跟踪范围 296
9.2.5 最大跟踪径向速度 298
9.2.6 最大跟踪径向加速度 298
9.3 脉冲法测距 298
9.3.1 概述 298
9.3.2 脉冲测距 299
9.3.3 距离游标测距 309
9.4 连续波法测距 310
9.4.1 概述 310
9.4.2 基本原理 310
9.4.3 侧音测距 314
9.4.4 伪码测距 319
9.4.5 音码混合测距 325
9.5 距离测量误差 326
9.5.1 概述 326
9.5.2 雷达引起的跟踪误差 327
9.5.3 雷达引起的转换误差 329
9.5.4 目标引起的跟踪误差 330
9.5.5 电波传播误差 331
9.5.6 测距误差实例 332
第10章 测速系统 333
10.1 概论 333
10.2 常用参数 334
10.2.1 概述 334
10.2.2 径向速度测量精度与分辨率 334
10.2.3 环路带宽 334
10.2.4 跟踪及捕获速度范围 335
10.3 速度测量原理 335
10.3.1 概述 335
10.3.2 振源固定，仪器运动 335
10.3.3 仪器固定，振源运动 336
10.4 连续波测速 337
10.4.1 概述 337
10.4.2 工作原理 337
10.4.3 基本类型 339
10.4.4 测量方法 342
10.4.5 测量误差 343
10.5 脉冲多普勒测速 344
10.5.1 概述 344
10.5.2 工作原理 345
10.5.3 测量方法 346
10.5.4 速度模糊和消除方法 349
10.5.5 与连续波测速的不同点 349
10.5.6 随机误差 350
10.6 速度测量误差 351
10.6.1 概述 351
10.6.2 雷达相关的跟踪误差 352
10.6.3 雷达相关的转换误差 353
10.6.4 目标相关的跟踪误差 354
10.6.5 电波传输误差 355
10.7 典型测速设备 355
10.7.1 概述 355
10.7.2 脉冲多普勒雷达 356
10.8 多测速定轨体制 357
10.8.1 概述 357
10.8.2 多测速定轨原理 357
10.8.3 多测速逐点定轨 358
10.8.4 多测速样条函数定轨 359
第11章 伺服系统 361
11.1 概论 361
11.2 伺服系统性能指标 361
11.2.1 概述 361
11.2.2 暂态指标 362
11.2.3 频域指标 364
11.2.4 稳态误差 367
11.3 伺服环路 368
11.3.1 概述 368
11.3.2 位置环路 369
11.3.3 速度环路 373
11.3.4 电流环路 374
11.4 伺服系统组成 375
11.4.1 概述 375
11.4.2 天线控制单元 376
11.4.3 天线驱动系统 380
11.4.4 轴角编码器 389
11.5 伺服系统设计 393
11.5.1 概述 393
11.5.2 静态设计 393
11.5.3 动态设计 398
第12章 相控阵雷达 402
12.1 概论 402
12.1.1 概述 402
12.1.2 基本组成 402
12.1.3 主要战术技术指标 403
12.1.4 相控阵雷达主要工作方式 404
12.2 相控阵雷达天线及馈线系统 408
12.2.1 概述 408
12.2.2 相控阵天线基本原理 409
12.2.3 相控阵天线波束特征 411
12.2.4 相控阵天线馈电方式 414
12.2.5 移相器 416
12.2.6 馈线网络幅相特性 421
12.2.7 相控阵天线多波束形成 425
12.3 相控阵雷达波控系统 430
12.3.1 概述 430
12.3.2 波控码计算 431
12.3.3 波控系统组成 433
12.3.4 波控系统响应时间 434
12.3.5 波控电流计算 436
12.4 相控阵雷达发射系统 436
12.4.1 概述 436
12.4.2 集中式大功率发射机 437
12.4.3 分布式子阵发射机 437
12.4.4 有源相控阵发射系统 438
12.4.5 有源相控阵雷达T/R组件 441
12.5 相控阵雷达接收系统 445
12.5.1 概述 445
12.5.2 相控阵雷达接收系统组成方式 446
12.5.3 相控阵接收系统噪声系数计算 452
第13章 遥测遥控系统 455
13.1 概论 455
13.2 常用遥测遥控参数 457
13.2.1 概述 457
13.2.2 遥测工作频段 457
13.2.3 遥测数据格式 458
13.2.4 遥测PCM不同波形及变换 459
13.2.5 遥测传输速率 461
13.2.6 遥测误码率 462
13.2.7 遥测接收灵敏度 463
13.2.8 遥测动态范围 464
13.2.9 遥控指令信息传输可靠性 465
13.2.10 遥控系统保密性 465
13.2.11 遥控纠错体制 465
13.2.12 遥控控制范围 466
13.2.13 遥控控制精度 466
13.2.14 遥控实时性 467
13.3 遥测系统 468
13.3.1 概述 468
13.3.2 遥测系统组成和工作原理 468
13.3.3 遥测体制 469
13.3.4 遥测地面站 484
13.4 遥控系统 490
13.4.1 概述 490
13.4.2 遥控组成和工作原理 491
13.4.3 遥控体制 495
13.4.4 遥控地面站 497
第14章 标校及自检系统 504
14.1 概论 504
14.2 测量误差源 504
14.2.1 概述 504
14.2.2 常见测角误差源 505
14.2.3 常见测距误差源 508
14.2.4 常见的系统误差项目 509
14.2.5 脉冲雷达系统误差处理 511
14.3 常规标校方法 512
14.3.1 概述 512
14.3.2 方位转盘不水平度检测 513
14.3.3 光机偏差检测 513
14.3.4 两轴不正交误差检测 514
14.3.5 光电偏差检测 515
14.3.6 重力下垂误差检测 516
14.3.7 方位角零位标定 518
14.3.8 俯仰角零位标定 519
14.3.9 方位轴角编码器精度检测 519
14.3.10 俯仰轴角编码器精度检测 520
14.3.11 天线定向灵敏度检测 521
14.3.12 主天线与引导天线电轴不平行度标定 522
14.3.13 距离零值标定 524
14.3.14 跟踪接收机相位校准 525
14.4 无塔校相方法 527
14.4.1 概述 527
14.4.2 远场条件和近场影响 528
14.4.3 近场聚焦法 529
14.4.4 射电星标校 531
14.4.5 偏馈振子标校 536
14.4.6 卫星校相 537
14.4.7 太阳校相 538
14.5 测角误差的星体标校法 543
14.5.1 概述 543
14.5.2 星体标校 543
14.5.3 选星 543
14.5.4 跟踪与数据采集 544
14.5.5 误差系数求解 544
14.6 设备自检 545
14.6.1 静态自检 546
14.6.2 动态自检 548
参考文献 552