雷达原理 第五版

雷达原理 第五版
作　者： 丁鹭飞
出版时间： 2014
内容简介
　　本书分为雷达主要分机及测量方法两大部分。前者包括雷达发射机、雷达接收机及雷达终端，书中阐述了它们的组成、工作原理和质量指标；后者包括经典的测距、测角和测速的基本原理和各种实现途径，并相应地讨论了多种雷达体制的基本工作原理，如连续波、三坐标、精密跟踪等。对日益受到重视的相控阵雷达也有详尽的阐述。运动目标检测部分对强杂波中提取运动目标信号的基本工作原理、精巧的信号处理技术及实现方法均有较深入的讨论，并涉及动目标显示（MTI）及脉冲多普勒（PD）体制的基本原理。高分辨力雷达部分讨论了雷达分辨理论、高距离分辨力信号以及成像雷达SAR及ISAR的基本工作原理。书中对雷达方程也做了全面的研讨，说明了探测距离和内外诸因素的关联。全书较好地体现了当前雷达技术的状况和新发展。
目 录



第1章 绪论 （1）

1 1 雷达的任务 （1）

1 1 1 雷达回波中的可用信息 （1）
目 录

第1章 绪论 （1）
1 1 雷达的任务 （1）
1 1 1 雷达回波中的可用信息 （1）
1 1 2 雷达探测能力——基本雷达
方程 （3）
1 2 雷达的基本组成 （4）
1 3 雷达的工作频率 （6）
1 4 雷达的应用和发展 （7）
1 4 1 应用情况 （7）
1 4 2 雷达的发展 （8）
*1 4 3 目标识别 （10）
*1 5 电子战与军用雷达 （13）
1 5 1 电子战的科学定义 （13）
1 5 2 雷达反干扰 （14）
1 5 3 隐身和反隐身的斗争 （16）
1 5 4 反侦察和反摧毁 （20）
参考文献 （20）
第2章 雷达发射机 （21）
2 1 概述 （21）
2 1 1 雷达发射机的任务和功能 （21）
2 1 2 单级振荡发射机和主振放大式
发射机 （21）
2 1 3 现代雷达对发射机的主要
要求 （22）
2 2 雷达发射机的主要质量指标 （24）
2 2 1 工作频率和瞬时带宽 （24）
2 2 2 输出功率 （25）
2 2 3 信号形式和脉冲波形 （25）
2 2 4 信号的稳定度和频谱纯度 （26）
2 2 5 发射机的效率 （29）
2 3 雷达发射机的主要部件和各种应用 （29）
2 3 1 概述 （29）
2 3 2 发射机的主要部件 （30）
2 3 3 几种典型的雷达发射机 （31）
2 3 4 全固态雷达发射机 （33）
2 3 5 国内外典型雷达发射机概况 （34）
2 4 真空管雷达发射机 （35）
2 4 1 概述 （35）
2 4 2 真空微波管的选择 （35）
2 4 3 线性注管（O型管） （37）
2 4 4 正交场微波管（M型管） （39）
2 4 5 真空微波管的性能比较和
展望 （40）
2 4 6 几种典型的真空管发射机 （41）
2 4 7 微波功率模块（MPM）及空间
功率合成方法 （44）
2 5 固态雷达发射机 （44）
2 5 1 概述 （44）
2 5 2 微波晶体管及其发展概况 （45）
2 5 3 固态发射机的分类和特点 （46）
2 5 4 几种典型的全固态雷达发射机 （47）
2 5 5 有源相控阵雷达全固态发射机及
其特点 （49）
2 5 6 有源相控阵雷达的T/R组件 （50）
2 5 7 有源相控阵雷达全固态
发射机 （52）
2 6 脉冲调制器 （54）
2 6 1 概述 （54）
2 6 2 线型脉冲（软性开关）
调制器 （54）
2 6 3 刚性开关脉冲调制器 （58）
2 6 4 浮动板调制器 （59）
2 6 5 脉冲调制器的性能比较 （62）
参考文献 （63）
第3章 雷达接收机 （64）
3 1 雷达接收机的基本原理和组成 （64）
3 1 1 概述 （64）
3 1 2 雷达接收机的基本原理 （64）
3 1 3 雷达接收机的基本组成 （66）
3 2 雷达接收机的主要质量指标 （68）
3 3 常规雷达接收机和现代雷达接收机 （71）
3 3 1 雷达接收机的分类 （71）
3 3 2 常规雷达接收机 （72）
3 3 3 现代雷达接收机 （72）
3 4 接收机的噪声系数和灵敏度 （77）
3 4 1 接收机的噪声 （77）
3 4 2 噪声系数和噪声温度 （79）
3 4 3 级联电路的噪声系数 （81）
3 4 4 接收机灵敏度 （82）
3 5 接收机的高频部分 （84）
3 5 1 概述 （84）
3 5 2 高频低噪声放大器的种类和
特点 （85）
*3 5 3 混频器的变频特性及其分类 （86）
3 6 接收机的动态范围和增益控制 （88）
3 6 1 动态范围 （88）
3 6 2 接收机的增益控制 （89）
3 6 3 对数放大器 （93）
3 7 自动频率控制 （94）
3 7 1 概述 （94）
3 7 2 自动频率控制（AFC）的
原理 （94）
*3 7 3 AFC的几种应用 （97）
3 8 匹配滤波器和相关接收机 （98）
3 8 1 匹配滤波器基本概念 （98）
3 8 2 匹配滤波器的频率响应函数 （99）
3 8 3 匹配滤波器的脉冲响应函数 （101）
3 8 4 相关接收机及其应用 （102）
3 8 5 准匹配滤波器 （103）
3 8 6 接收机带宽的选择 （104）
3 9 频率源及其应用 （105）
3 9 1 概述 （105）
3 9 2 直接频率合成器和间接频率
合成器 （105）
3 9 3 直接数字频率合成器及其应用 （107）
3 10 波形产生方法及其应用 （110）
3 10 1 概述 （110）
3 10 2 信号波形的模拟产生方法 （111）
3 10 3 信号波形的数字产生方法 （115）
3 10 4 宽带和超宽带信号的产生
方法 （117）
3 11 数字雷达接收机 （121）
3 11 1 数字雷达接收机的组成 （121）
3 11 2 带通信号采样 （122）
3 11 3 数字正交鉴相（数字下
变频） （123）
3 11 4 S波段射频数字接收机 （125）
3 11 5 数字雷达系统 （125）
3 12 数字阵列雷达接收机 （126）
3 13 软件无线电在雷达接收机中的
应用 （130）
3 13 1 软件无线电的基本结构 （130）
*3 13 2 软件雷达发射机和接收机 （131）
参考文献 （132）
第4章 雷达终端 （134）
4 1 概述 （134）
4 2 传统雷达显示器的类型及质量指标 （134）
4 2 1 主要类型 （134）
4 2 2 雷达显示器的质量指标 （136）
4 3 距离显示器 （137）
4 3 1 A型显示器 （137）
4 3 2 A/R型显示器 （139）
4 4 平面位置显示器 （140）
4 4 1 概述 （140）
4 4 2 动圈式PPI （140）
4 4 3 定圈式PPI （141）
4 5 数字式雷达显示技术 （143）
4 5 1 概述 （143）
4 5 2 计算机及智能图形显示 （143）
4 5 3 字符产生器 （144）
4 5 4 矢量产生器 （146）
4 5 5 数字式扫描变换 （150）
4 5 6 雷达图像的展开 （152）
4 5 7 视频处理器 （154）
4 6 随机扫描雷达显示系统 （155）
4 6 1 概述 （155）
4 6 2 随机扫描原理及显示系统
构成 （156）
*4 6 3 随机扫描雷达显示系统举例——
形势显示器 （157）
4 7 光栅扫描雷达显示系统 （159）
4 7 1 概述 （159）
4 7 2 光栅显示原理及主要质量
指标 （159）
4 7 3 CRT光栅扫描显示系统构成 （160）
4 7 4 LCD光栅扫描显示系统的
构成 （162）
4 7 5 光栅扫描雷达显示系统 （163）
4 8 雷达点迹录取 （166）
4 8 1 概述 （166）
4 8 2 目标距离数据的录取 （167）
4 8 3 目标角坐标数据的录取 （169）
4 8 4 天线轴角数据的录取 （169）
4 9 雷达数据处理 （174）
4 9 1 概述 （174）
4 9 2 目标运动与量测模型 （175）
4 9 3 跟踪滤波算法 （178）
4 9 4 航迹相关 （182）
4 9 5 测量与跟踪坐标系 （185）
参考文献 （185）
第5章 雷达作用距离 （187）
5 1 雷达方程 （187）
5 1 1 基本雷达方程 （187）
5 1 2 目标的雷达截面积（RCS） （188）
5 2 最小可检测信号 （189）
5 2 1 最小可检测信噪比 （189）
5 2 2 门限检测 （191）
5 2 3 检测性能和信噪比 （192）
5 3 脉冲积累对检测性能的改善 （195）
5 3 1 积累的效果 （196）
5 3 2 积累脉冲数的确定 （197）
5 4 目标截面积及其起伏特性 （198）
5 4 1 点目标特性与波长的关系 （198）
5 4 2 简单形状目标的雷达截面积 （199）
5 4 3 目标特性与极化的关系 （199）
5 4 4 复杂目标的雷达截面积 （201）
5 4 5 目标起伏模型 （202）
5 5 系统损耗 （206）
5 5 1 射频传输损耗 （206）
5 5 2 天线波束形状损失 （206）
5 5 3 叠加损失（collapsing loss） （207）
5 5 4 设备不完善的损失 （207）
5 5 5 其他损失 （208）
5 6 传播过程中各种因素的影响 （208）
5 6 1 大气传播影响 （209）
5 6 2 地面或水面反射对作用距离的
影响 （212）
5 7 雷达方程的几种形式 （214）
5 7 1 二次雷达方程 （215）
5 7 2 双基地雷达方程 （215）
5 7 3 用信号能量表示的雷达方程 （216）
5 7 4 搜索雷达方程 （217）
5 7 5 跟踪雷达方程 （217）
5 7 6 干扰环境下的雷达方程 （218）
参考文献 （221）
第6章 目标距离的测量 （222）
6 1 脉冲法测距 （222）
6 1 1 基本原理 （222）
6 1 2 影响测距精度的因素 （223）
6 1 3 测距的理论精度（极限
精度） （225）
6 1 4 距离分辨力和测距范围 （226）
6 1 5 判测距模糊的方法 （227）
6 2 调频法测距 （229）
6 2 1 调频连续波测距 （229）
6 2 2 脉冲调频测距 （232）
6 3 距离跟踪原理 （234）
6 3 1 人工距离跟踪 （234）
6 3 2 自动距离跟踪 （236）
6 4 数字式自动测距器 （239）
6 4 1 数字式测距的基本原理 （239）
6 4 2 数字式自动跟踪 （240）
6 4 3 自动搜索和截获 （242）
参考文献 （244）
第7章 角度测量 （245）
7 1 概述 （245）
7 2 测角方法及其比较 （246）
7 2 1 相位法测角 （246）
7 2 2 振幅法测角 （248）
7 3 天线波束的扫描方法 （251）
7 3 1 波束形状和扫描方法 （251）
7 3 2 天线波束的扫描方法 （252）
7 3 3 相位扫描法 （253）
7 3 4 频率扫描 （258）
7 4 相控阵雷达 （261）
7 4 1 概述 （261）
7 4 2 相控阵天线和相控阵雷达的
特点 （261）
7 4 3 平面相控阵天线 （263）
7 4 4 相控阵雷达的馈电和馈相
方式 （265）
7 4 5 平面相控阵天线馈电网络及其
波束控制数码 （269）
7 4 6 移相器 （271）
7 4 7 T/R组件的组成与主要功能 （273）
7 4 8 有源相控阵雷达发展概况与
应用 （275）
7 5 数字阵列雷达 （278）
7 5 1 概述 （278）
7 5 2 数字阵列雷达的组成和工作
原理 （278）
7 5 3 数字T/R组件的组成和特点 （279）
7 5 4 数字波束形成DBF的原理 （281）
7 5 5 接收数字波束形成 （283）
7 5 6 发射数字波束形成 （284）
7 5 7 基本数字阵列雷达 （286）
7 6 三坐标雷达 （287）
7 6 1 概述 （287）
7 6 2 三坐标雷达的数据率 （287）
7 6 3 单波束三坐标雷达 （288）
7 6 4 多波束三坐标雷达 （290）
7 6 5 多波束形成技术 （292）
7 6 6 仰角测量范围和高度测量 （296）
7 7 自动测角的原理 （297）
7 7 1 概述 （297）
7 7 2 圆锥扫描自动测角系统 （298）
7 7 3 振幅和差单脉冲雷达 （300）
7 7 4 相位和差单脉冲雷达 （306）
7 7 5 单通道和双通道单脉冲雷达 （307）
7 8 角跟踪精度 （308）
7 8 1 影响测角精度的诸因素 （308）
*7 8 2 对角跟踪误差的综合讨论 （311）
参考文献 （312）
第8章 运动目标检测 （313）
8 1 多普勒效应及其在雷达中的应用 （313）
8 1 1 多普勒效应 （313）
8 1 2 多普勒信息的提取 （314）
8 1 3 盲速和频闪 （317）
8 2 动目标显示雷达的工作原理及主要
组成 （319）
8 2 1 基本工作原理 （319）
8 2 2 获得相参振荡电压的方法 （320）
8 2 3 消除固定目标回波 （321）
8 3 盲速、盲相的影响及其解决途径 （324）
8 3 1 盲速 （324）
8 3 2 盲相 （327）
8 4 回波和杂波的频谱及动目标显示
滤波器 （330）
8 4 1 目标回波和杂波的频谱特性 （330）
8 4 2 动目标显示滤波器 （333）
8 4 3 MTI的数字实现技术 （337）
8 5 动目标显示雷达的工作质量及质量
指标 （339）
8 5 1 质量指标 （339）
8 5 2 影响系统工作质量的因素 （340）
8 6 动目标检测（MTD） （345）
8 6 1 限幅的影响和线性MTI （345）
8 6 2 多普勒滤波器组 （347）
8 6 3 目标检测（MTD）处理器
举例 （350）
8 7 自适应动目标显示系统 （352）
8 7 1 自适应速度补偿 （352）
8 7 2 自适应最佳滤波 （354）
8 8 脉冲多普勒雷达 （359）
8 8 1 脉冲多普勒雷达的特点及其
应用 （360）
8 8 2 机载下视雷达的杂波谱 （361）
8 8 3 典型脉冲多普勒雷达的组成和
原理 （364）
8 8 4 脉冲重复频率的选择 （368）
8 9 速度测量 （371）
8 9 1 连续波雷达测速 （371）
8 9 2 脉冲雷达测速 （373）
参考文献 （375）
第9章 高分辨力雷达 （376）
9 1 雷达分辨力 （376）
9 1 1 距离和速度分辨力 （376）
9 1 2 模糊函数及其性质 （381）
9 1 3 几种典型信号的模糊函数 （385）
9 2 高距离分辨力信号及处理 （390）
9 2 1 线性调频脉冲压缩信号的匹配
滤波器 （392）
9 2 2 编码信号及其匹配滤波器 （409）
9 2 3 时间-频率码波形 （412）
9 3 合成孔径雷达（SAR） （414）
9 3 1 引言 （414）
9 3 2 SAR的基本工作原理 （416）
9 3 3 SAR的参数 （422）
9 3 4 SAR的信号处理 （425）
9 4 逆合成孔径雷达（ISAR） （428）
9 4 1 引言 （428）
9 4 2 转台目标成像 （429）
*9 4 3 运动目标的平动补偿 （430）
*9 5 阵列天线的角度高分辨力 （432）
参考文献 （436）