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雷达原理(第4版) [平装] |  |
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雷达原理(第4版) [平装] | |
《雷达原理(第4版)》由电子工业出版社出版。
第1章 绪论
1.1 雷达的任务
1.1.1 雷达回波中的可用信息
1.1.2 雷达探测能力——基本雷达方程
1.2 雷达的基本组成
1.3 雷达的工作频率
1.4 雷达的应用和发展
1.4.1 应用情况
1.4.2 雷达的发展
1.4.3 目标识别
1.5 电子战与军用雷达的发展
1.5.1 电子战的科学定义
1.5.2 雷达反干扰
1.5.3 隐身和反隐身的斗争
1.5.4 反侦察和反摧毁
参考文献
第2章 雷达发射机
2.1 概述
2.1.1 雷达发射机的任务和功能
2.1.2 单级振荡发射机和主振放大式发射机
2.1.3 现代雷达对发射机的主要要求
2.2 雷达发射机的主要质量指标
2.2.1 工作频率和瞬时带宽
2.2.2 输出功率
2.2.3 信号形式和脉冲波形
2.2.4 信号的稳定度和频谱纯度
2.2.5 发射机的效率
2.3 雷达发射机的主要部件和各种应用
2.3.1 概述
2.3.2 发射机的主要部件
2.3.3 几种典型的雷达发射机
2.3.4 全固态雷达发射机
2.3.5 国内外典型雷达发射机概况
2.4 真空管雷达发射机
2.4.1 概述
2.4.2 真空微波管的选择
2.4.3 线性注管(0型管)
2.4.4 正交场微波管(M型管)
2.4.5 真空微波管的性能比较和展望
2.4.6 几种典型的真空管发射机
2.4.7 微波功率模块(MPM)及空间功率合成方法
2.5 固态雷达发射机
2.5.1 概述
2.5.2 微波晶体管及其发展概况
2.5.3 固态发射机的分类和特点
2.5.4 几种典型的全固态雷达发射机
2.5.5 有源相控阵雷达全固态发射机及其特点
2.5.6 有源相控阵雷达的T／R组件
2.5.7 有源相控阵雷达全固态发射机
2.6 脉冲调制器
2.6.1 概述
2.6.2 线型脉冲(软性开关)调制器
2.6.3 刚性开关脉冲调制器
2.6.4 浮动板调制器
2.6.5 脉冲调制器的性能比较
参考文献
第3章 雷达接收机
3.1 雷达接收机的基本原理和组成
3.1.1 概述
3.1.2 雷达接收机的基本原理
3.1.3 雷达接收机的基本组成
3.2 雷达接收机的主要质量指标
3.2.1 灵敏度和噪声系数
3.2.2 接收机的工作频带宽度和滤波特性
3.2.3 动态范围和增益
3.2.4 频率源的频率稳定性和频谱纯度
3.2.5 幅度和相位的稳定性
3.2.6 正交鉴相器的正交度
3.2.7 A／D变换器的技术参数
3.2.8 抗干扰能力
3.2.9 频率源和发射激励性能
3.2.10 微电子化、模块化和系列化
3.3 常规雷达接收机和现代雷达接收机
3.3.1 雷达接收机的分类
3.3.2 常规雷达接收机
3.3.3 现代雷达接收机
3.4 接收机的噪声系数和灵敏度
3.4.1 接收机的噪声
3.4.2 噪声系数和噪声温度
3.4.3 级联电路的噪声系数
3.4.4 接收机灵敏度
3.5 接收机的高频部分
3.5.1 概述
3.5.2 高频低噪声放大器的种类和特点
3.5.3 混频器的变频特性及其分类
3.6 接收机的动态范围和增益控制
3.6.1 动态范围
3.6.2 接收机的增益控制
3.6.3 对数放大器
3.7 自动频率控制
3.7.1 概述
3.7.2 自动频率控制(AFC)的原理
3.7.3 AFC的几种应用
3.8 滤波和接收机的带宽
3.8.1 匹配滤波器基本概念
3.8.2 匹配滤波器的频率响应函数
3.8.3 匹配滤波器的脉冲响应函数
3.8.4 相关接收机及其应用
3.8.5 准匹配滤波器
3.8.6 接收机带宽的选择
3.9 频率源及其应用
3.9.1 概述
3.9.2 直接频率合成器和间接频率合成器
3.9.3 直接数字频率合成器及其应用
3.10 波形产生方法及其应用
3.10.1 概述
3.10.2 信号波形的模拟产生方法
3.10.3 信号波形的数字产生方法
3.10.4 宽带和超宽带信号的产生方法
3.11 数字雷达接收机
3.11.1 数字雷达接收机的组成
3.11.2 带通信号采样
3.11.3 数字正交鉴相(数字下变频)
3.11.4 S波段射频数字接收机
3.11.5 数字雷达系统
3.12 数字阵列雷达接收机
3.12.1 概述
3.12.2 数字阵列雷达的组成和基本原理
3.12.3 数字T／R模块
3.12.4 数字波束形成
3.12.5 大容量高速数据传输技术
3.12.6 基本DAR的概念结构和原理
3.12.7 光纤(FO)上／下链高速数据传输
3.13 软件无线电在雷达接收机中的应用
3.13.1 软件无线电的基本结构
3.13.2 软件雷达发射机和接收机
参考文献
第4章 雷达终端
4.1 概述
4.2 传统雷达显示器的类型及质量指标
4.2.1 主要类型
4.2.2 雷达显示器的质量指标
4.3 距离显示器
4.3.1 A型显示器
4.3.2 A／R型显示器
4.4 平面位置显示器
4.4.1 概述
4.4.2 动圈式PPI
4.4.3 定圈式PPI
4.5 数字式雷达显示技术
4.5.1 概述
4.5.2 计算机及智能图形显示
4.5.3 字符产生器
4.5.4 矢量产生器
4.5.5 数字式扫描变换
4.5.6 雷达图像的展开
4.5.7 视频处理器
4.6 随机扫描雷达显示系统
4.6.1 概述
4.6.2 随机扫描原理及显示系统构成
4.6.3 随机扫描雷达显示系统举例——形势显示器
4.7 光栅扫描雷达显示系统
4.7.1 概述
4.7.2 光栅显示原理及主要质量指标
4.7.3 CRT光栅扫描显示系统构成
4.7.4 LCD光栅扫描显示系统的构成
4.7.5 光栅扫描雷达显示系统
4.8 雷达点迹录取和数据处理
4.8.1 概述
4.8.2 目标距离数据的录取
4.8.3 目标角坐标数据的录取
4.8.4 天线轴角数据的录取
4.8.5 数据处理
参考文献
第5章 雷达作用距离
5.1 雷达方程
5.1.1 基本雷达方程
5.1.2 目标的雷达截面积(RCS)
5.2 最小可检测信号
5.2.1 最小可检测信噪比
5.2.2 门限检测
5.2.3 检测性能和信噪比
5.3 脉冲积累对检测性能的改善
5.3 1积累的效果
5.3.2 积累脉冲数的确定
5.4 目标截面积及其起伏特性
5.4.1 点目标特性与波长的关系
5.4.2 简单形状目标的雷达哉面积
5.4.3 目标特性与极化的关系
5.4.4 复杂目标的雷达截面积
5.4.5 目标起伏模型
5.5 系统损耗
5.5.1 射频传输损耗
5.5.2 天线波束形状损失
5.5.3 叠加损失(collapsingloss)
5.5.4 设备不完善的损失
5.5.5 其他损失
5.6 传播过程中各种因素的影响
5.6.1 大气传播影响
5.6.2 地面或水面反射对作用距离的影响
5.7 雷达方程的几种形式
5.7.1 二次雷达方程
5.7.2 双基地雷达方程
5.7.3 用信号能量表示的雷达方程
5.7.4 搜索雷达方程
5.7.5 跟踪雷达方程
5.7.6 干扰环境下的雷达方程
参考文献
第6章 目标距离的测量
6.1 脉冲法测距
6.1.1 基本原理
6.1.2 影响测距精度的因素
6.1.3 测距的理论精度(极限精度)
6.1.4 距离分辨力和测距范围
6.1.5 判测距模糊的方法
6.2 调频法测距
6.2.1 调频连续波测距
6.2.2 脉冲调频测距
6.3 距离跟踪原理
6.3.1 人工距离跟踪
6.3.2 自动距离跟踪
6.4 数字式自动测距器
6.4.1 数字式测距的基本原理
6.4.2 数字式自动跟踪
6.4.3 自动搜索和截获
参考文献
第7章 角度测量
7.1 概述
7.2 测角方法及其比较
7.2.1 相位法测角
7.2.2 振幅法测角
7.3 天线波束的扫描方法
7.3.1 波束形状和扫描方法
7.3.2 天线波束的扫描方法
7.3.3 相位扫描法
7.3.4 频率扫描
7.4 相控阵雷达
7.4.1 概述
7.4.2 相控阵天线和相控阵雷达的特点
7.4.3 平面相控阵天线
7.4.4 相控阵雷达的馈电和馈相方式
7.4.5 平面相控阵天线馈电网络及其波束控制数码
7.4.6 移相器
7.4.7 T／R组件的组成与主要功能
7.4.8 有源相控阵雷达发展概况与应用
7.5 数字阵列雷达
7.5.1 概述
7.5.2 数字阵列雷达的组成和工作原理
7.5.3 数字T／R组件的组成和特点
7.5.4 数字波束形成DBF的原理
7.5.5 接收数字波束形成
7.5.6 发射数字波束形成
7.5.7 基本数字阵列雷达
7.6 三坐标雷达
7.6.1 概述
7.6.2 三坐标雷达的数据率
7.6.3 单波束三坐标雷达
7.6.4 多波束三坐标雷达
7.6.5 多波束形成技术
7.6.6 仰角测量范围和高度测量
7.7 自动测角的原理和测角精度
7.7.1 概述
7.7.2 圆锥扫描自动测角系统
7.7.3 振幅和差单脉冲雷达
7.7.4 相位和差单脉冲雷达
7.7.5 圆锥扫描系统与单脉冲系统的比较
7.7.6 影响测角精度的诸因素
7.7.7 对角跟踪误差的综合讨论
参考文献
第8章 运动目标检测
8.1 多普勒效应及其在雷达中的应用
8.1.1 多普勒效应
8.1.2 多普勒信息的提取
8.1.3 盲速和频闪
8.2 动目标显示雷达的工作原理及主要组成
8.2.1 基本工作原理
8.2.2 获得相参振荡电压的方法
8.2.3 消除固定目标回波
8.3 盲速、盲相的影响及其解决途径
8.3.1 盲速
8.3.2 盲相
8.4.回波和杂波的频谱及动目标显示滤波器
8.4.1 目标回波和杂波的频普特性
8.4.2 动目标显示滤波器
8.4.3 TITI的数字实现技术
8.5 动目标显示雷达的工作质量及质量指标
8.5.1 质量指标
8.5.2 影响系统工作质量的因素
8.6 动目标检测(MTD)
8.6.1 限幅的影响和线性NTI
8.6.2 多普勒滤波器组
8.6.3 目标检测(NTD)处理器举例
8.7 自适应动目标显示系统
8.7.1 自适应速度补偿
8.7.2 自适应最佳滤波
8.8 脉冲多普勒雷达
8.8.1 脉冲多普勒雷达的特点及其应用
8.8.2 机载下视雷达的杂波谱
8.8.3 典型脉冲多普勒雷达的组成和原理
8.8.4 脉冲重复频率的选择
8.9 速度测量
8.9.1 连续波雷达测速
8.9.2 脉冲雷达测速
8.9.3 四维分辨
附录相关型杂波回波的计算机仿真
参考文献
第9章 高分辨力雷达
9.1 雷达分辨力
9.1.1 距离和速度分辨力
9.1.2 模糊函数及其性质
9.1.3 几种典型信号的模糊函数
9.2 高距离分辨力信号及处理
9.2.1 线性调频脉冲压缩信号的匹配滤波器
9.2.2 编码信号及其匹配滤波器
9.2.3 时间频率码波形
9.3 合成孔径雷达(SAR)
9.3.1 引言
9.3.2 SAR的基本工作原理
9.3.3 SAR的参数
9.3.4 SAR的信号处理
9.4 逆合成孔径雷达(ISAR)
9.4.1 引言
9.4.2 转台目标成像
9.4.3 运动目标的平动补偿
9.5 阵列天线的角度高分辨力
参考文献
本书是在2002年出版《雷达原理》（第三版）的基础上全面修编而成。
雷达是集中现代电子科学技术先进成果的一个电子系统。20世纪80年代以来，由于微电子技术及各种电子器件的迅猛发展，使雷达的各分机及体系结构不断更新，雷达的数字化推进迅猛并将继续向雷达前端推进。雷达技术及其应用持续向前发展，极大地提高了雷达的性能并显著扩展了它的应用范围。
雷达技术发展值得提出的几个方面如下：
雷达的信号处理机可以做得更为精巧、复杂，再加上对杂波和环境的深人研究，目前雷达可以明显改善严重杂波背景下检测小运动目标的性能。因而动目标显示（MTI）及脉冲多普勒（PD）体制雷达获得比较普遍的应用。
数字技术和新型器件的应用紧密结合，可以比较方便地产生和处理各类复杂信号波形，从而使雷达能同时获取高的目标分辨性能和好的目标探测能力。数据处理也获得相应的快速发展，从而能在目标数据中提取更多的有用信息。在发射、接收和天线分系统中也不断引入了数字技术及采用新型固态器件而使分机有了新面貌。例如，直接数字频率合成器（DDS）的应用、复杂波形产生器、数字接收机（中频正交采样、数字正交鉴相等）、数字波束形成（DBF）及数字阵列等。
相控阵雷达已批量生产和广泛使用，从早期的战略防御到目前的战术使用，包括地面、舰载和机载雷达。因为相控阵雷达的天线波束形状和扫描方式可以灵活、快速形成和变化，再加上数据处理、计算机管理和控制，使相控阵雷达具有多功能、多目标、高数据率和高可靠性等优点。微波固态器件的发展和多个波段T／R组件的日趋成熟，加速了有源相控阵雷达的发展和应用。本书的第2章“雷达发射机”和第7章“角度测量”对此均有深入讨论。
早期的雷达分辨力较低，将普通目标视为“点”目标而只测量其空间坐标及运动参数。从雷达遥感成像、目标识别等用途来讲，需要将目标看得更清楚，即必须明显提高雷达的分辨能力。第9章“高分辨力雷达”讨论了雷达分辨理论、具有高距离分辨力的宽频带信号以及提高横向分辨力的综合孔径雷达（SAR）和逆合成孔径雷达（ISAR）的基本工作原理。
雷达作用距离是原理课必须学习的专业内容，它揭示了雷达探测目标的能力与内部及外部各种因素之间的关系，并可作为系统设计的工具。
插图：
1.2 雷达的基本组成
以典型单基地脉冲雷达为例来说明雷达的基本组成及其作用。如图1．5所示，它主要由天线、发射机、接收机、信号处理机和终端设备等组成。雷达发射机产生辐射所需强度的脉冲功率，其波形是脉冲宽度为t而重复周期为T的高频脉冲串。发射机现有两种类型：一种是直接振荡式（如磁控管振荡器），它在脉冲调制器控制下产生的高频脉冲功率被直接馈送到天线；另一种是功率放大式（主振放大式），它是由高稳定度的频率源（频率综合器）作为频率基准，在低功率电平上形成所需波形的高频脉冲串作为激励信号，在发射机中予以放大并驱动末级功放而获得大的脉冲功率来馈给天线的。功率放大式发射机的优点是频率稳定度高且每次辐射是相参的，这便于对回波信号进行相参处理，同时也可以产生各种所需的复杂脉压波形。
发射机输出的功率馈送到天线，而后经天线辐射到空间。
脉冲雷达天线一般具有很强的方向性，以便集中辐射能量来获得较大的观测距离。同时，天线的方向性越强，天线波瓣宽度越窄，雷达测向的精度和分辨力就越高。常用的微波雷达天线是抛物面反射体，馈源放置在焦点上，天线反射体将高频能量聚成窄波束。天线波束在空间的扫描常采用机械转动天线来得到，由天线控制系统来控制天线在空间的扫描，控制系统同时将天线的转动数据送到终端设备，以便取得天线指向的角度数据。根据雷达用途的不同，波束形状可以是扇形波束，也可以是针状波束。天线波束的空间扫描也可以采用电子控制的办法，它比机械扫描的速度快，灵活性好，这就是20世纪末开始日益广泛使用的平面相控阵天线和电子扫描的阵列天线。前者在方位和仰角两个角度上均实行电扫描；后者是一维电扫，另一维为机械扫描。
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