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第1章 导论1

1.1 现代雷达发展史上的一些重大事件1

1.2 雷达技术发展现状3

1.3 雷达的主要性能指标和技术参数5

1.3.1 概述5

1.3.2 主要战术性能指标和技术参数6

1.3.3 雷达战术、技术性能与技术参数的关系13

1.4 雷达的威力范围与低被截获概率性能20

1.4.1 雷达的威力范围20

1.4.2 低（被）截获概率雷达及其关键技术21

1.5 电子战及有关雷达对抗概述25

1.5.1 电子战名称内涵25

1.5.2 雷达干扰和抗干扰的若干领域简介26

1.5.3 对雷达的侦察与干扰27

1.5.4 雷达的反侦察和反干扰28

1.5.5 对雷达的隐身和雷达的反隐身技术30

1.6 未来雷达新概念和雷达系统功能发展趋势31

1.6.1 未来雷达新概念31

1.6.2 雷达系统功能发展趋势34

第2章 雷达中信号检测的过程36

2.1 概述36

2.2 单样本检测概述37

2.2.1 对一个数据样本设定门限38

2.2.2 单样本检测的检测概率39

2.2.3 单样本检测的例子40

2.3 多样本检测概述41

2.3.1 基于多个数据样本点的检测41

2.3.2 多样本检测方案（表决法）42

2.3.3 多样本（表决法）检测的例子42

2.3.4 基于取总和的多样本检测44

2.3.5 N个样本检测的例子（总和法）44

2.4 多脉冲积累45

2.4.1 雷达脉冲的积累方法简述45

2.4.2 相参积累45

2.4.3 非相参积累46

2.4.4 二进制积累器48

2.4.5 累积积累器（批积累器）52

2.4.6 反馈积累器52

2.4.7 其他类型的积累器／检测器52

2.5 两种实用的二进制检测器53

2.5.1 指向检测器53

2.5.2 滑窗检测器（积累器）54

2.6 恒虚警率检测处理55

2.6.1 概述55

2.6.2 瑞利分布的参量型恒虚警率处理57

2.6.3 非瑞利分布的参量型恒虚警率处理（双参量CFAR）64

第3章 连续波雷达和单脉冲雷达67

3.1 距离—延时和速度—多普勒的基本关系67

3.2 简单连续波雷达系统68

3.3 调频连续波雷达69

3.4 调相连续波雷达71

3.4.1 二进制相位编码调制概念71

3.4.2 相位编码调制连续波雷达72

3.5 圆锥扫描（顺序天线波束转换）雷达简介74

3.6 单脉冲（同时天线波束转换）雷达76

3.6.1 振幅和差单脉冲雷达76

3.6.2 相位和差单脉冲雷达84

3.6.3 单通道和双通道单脉冲雷达85

3.6.4 锥脉冲雷达86

3.7 特殊单脉冲技术87

3.7.1 高距离分辨力单脉冲87

3.7.2 双波段单脉冲雷达88

3.8 跟踪精度88

3.8.1 距离跟踪精度89

3.8.2 角度跟踪精度90

第4章 边扫描边跟踪雷达93

4.1 概述93

4.2 雷达信息二次处理的任务95

4.3 目标航迹的外推与滤波原理97

4.3.1 二次处理系统输入信号的统计特性97

4.3.2 常规的目标坐标和运动参数的外推与滤波原理98

4.3.3 匀速直线运动目标航迹的外推101

4.4 航迹参数的递推式滤波（平滑）103

4.4.1 卡尔曼滤波104

4.4.2 卡尔曼一步预测107

4.4.3 用于雷达跟踪的卡尔曼滤波算法108

4.4.4 α-β滤波器110

4.5 航迹建立与航迹相关112

4.5.1 航迹的建立和终止112

4.5.2 目标航迹的相关114

4.5.3 二次处理的典型算法流程119

第5章 脉冲多普勒雷达121

5.1 脉冲多普勒雷达基本概念121

5.1.1 PD雷达的定义121

5.1.2 PD雷达的分类121

5.2 脉冲多普勒雷达的杂波123

5.2.1 PD雷达的性能指标123

5.2.2 机载下视PD雷达的杂波谱124

5.2.3 三种PD雷达脉冲重复频率选择的比较131

5.3 脉冲多普勒雷达的基本组成135

5.4 脉冲多普勒雷达的信号处理136

5.4.1 概述136

5.4.2 抑制各种杂波的滤波器和恒虚警处理（CFAR）138

5.4.3 滤波器组的具体处理方法141

5.5 脉冲多普勒雷达的数据处理145

5.5.1 脉冲多普勒雷达的跟踪145

5.5.2 测距和测速模糊的解算151

5.6 脉冲多普勒雷达的距离性能158

5.6.1 影响PD雷达距离方程的主要因素158

5.6.2 PD雷达的距离方程160

5.6.3 PD雷达与常规脉冲雷达距离性能的比较161

第6章 相控阵雷达162

6.1 相控阵列的基本原理162

6.2 相控阵雷达的基本组成167

6.3 相位扫描系统的组成及工作原理168

6.3.1 阵列的组态和馈电方式168

6.3.2 移相器171

6.3.3 波束指向控制器175

6.3.4 波束形成网络179

6.3.5 雷达管理器190

6.4 有源相控阵雷达191

6.4.1 概述191

6.4.2 固态T／R组件的基本组成193

6.4.3 有源阵列的结构体系195

6.4.4 T／R组件与馈电网络的统一设计及设计中参考架构的应用198

6.5 有源相控阵雷达在第四代战斗机中的应用202

6.5.1 有源相控阵技术204

6.5.2 天线配置分布情况205

6.5.3 火控雷达技术208

6.5.4 综合系统设计技术208

6.6 有源相控阵雷达在弹道导弹防御系统中的应用210

6.6.1 陆基弹道导弹预警相控阵雷达（UEWR）简介210

6.6.2 陆基雷达（GBR）212

6.7 陆基监视和跟踪相控阵雷达的观测空域和搜索与跟踪方式215

6.7.1 雷达观测空域215

6.7.2 陆基空间相控阵雷达的搜索方式219

6.7.3 相控阵雷达的跟踪工作方式221

6.8 相控阵雷达技术的优缺点及发展趋势225

第7章 数字阵列雷达231

7.1 概述231

7.2 数字阵列雷达的主要组成231

7.2.1 主要组成231

7.2.2 一部数字阵列雷达实验样机233

7.3 数字阵列雷达的阵列数字化要求240

7.3.1 数字阵列雷达的4种工作模式简介240

7.3.2 数字阵列雷达的动态范围242

7.4 数字阵列雷达中的一些关键器件简介245

7.5 数字波束形成251

7.5.1 接收数字波束形成251

7.5.2 FPGA数字波束形成器的实现概念252

7.5.3 一个由FPGA结合DSP实现8个阵元的数字波束形成器的例子253

7.5.4 一部32个通道的即插即用X波段数字波束形成接收阵列的例子256

7.5.5 发射数字波束形成259

7.6 数字雷达接收机和发射机原理260

7.6.1 数字接收机的组成260

7.6.2 几种数字接收机方案简介262

7.6.3 基于Xilinx FPGA的数字接收机简介262

7.6.4 雷达数字发射机原理简介263

7.7 分集的MIMO数字阵列雷达概念264

7.7.1 概述264

7.7.2 一种采用并置天线和编码信号的MIMO雷达264

7.7.3 分集的（或称统计的）MIMO雷达266

第8章 脉冲压缩雷达271

8.1 概述271

8.2 线性调频脉冲压缩275

8.2.1 线性调频脉冲压缩的基本原理275

8.2.2 线性调频脉冲压缩的频谱特性278

8.2.3 线性调频脉冲信号数字产生及时域压缩处理286

8.2.4 线性调频脉冲压缩信号的频域数字压缩处理288

8.3 非线性调频脉冲压缩291

8.3.1 非线性调频292

8.3.2 步进频率调频292

8.3.3 步进相位调频292

8.4 相位编码脉冲压缩294

8.4.1 概述294

8.4.2 二相编码信号295

8.4.3 二元伪随机码信号297

8.4.4 二相编码系统的实现303

8.4.5 多相编码（Polyphase Code）信号305

8.4.6 一种相位编码脉冲压缩雷达的信号处理简介313

第9章 天基雷达（SBR）系统和技术315

9.1 概述315

9.2 SBR的类型315

9.3 星载监视雷达设计的基本概念和要求318

9.4 综合分析319

9.4.1 系统最佳轨道要求319

9.4.2 天线要求320

9.4.3 扫描方式设计考虑321

9.4.4 一次雷达的总体设计考虑322

9.4.5 二次雷达的总体设计考虑322

9.4.6 旁瓣抑制问题323

9.4.7 频率选择324

9.4.8 轨道及高度选择324

9.4.9 信息处理327

9.4.10 雷达信号的星上处理与地面处理327

9.4.11 综合考虑和选择328

9.5 天基雷达的若干例子330

9.5.1 SDI天基雷达330

9.5.2 一种低成本的空基雷达系统概念设计331

9.5.3 STS交会雷达332

第10章 合成孔径雷达334

10.1 概述334

10.2 合成孔径雷达原理的直观解释335

10.3 合成孔径雷达原理的另一种解释343

10.3.1 回波信号的特性343

10.3.2 从频谱分析、相关、匹配滤波角度解释合成孔径原理347

10.4 合成孔径雷达的工作模式350

10.4.1 概述350

10.4.2 常用的SAR工作模式简介[35]353

10.5 SAR处理算法357

10.5.1 距离徙动概念357

10.5.2 距离—多普勒（RD）算法358

10.5.3 Chirp Scaling（CS）算法360

10.5.4 波数域ωK算法363

10.5.5 频谱分析（SPECAN）算法364

10.6 常规SAR数字信号处理器365

10.6.1 SAR成像处理器概述365

10.6.2 设计SAR数字信号处理器例子367

10.7 合成孔径雷达的系统考虑371

10.7.1 信号强度考虑371

10.7.2 主要参数间的互相制约关系372

10.7.3 相位误差375

10.8 SAR全系统组成376

10.8.1 系统概述376

10.8.2 数字联机预处理377

10.8.3 天线378

10.8.4 控制计算机378

10.8.5 数据处理机378

10.9 SAR的发展趋势379

10.9.1 SAR技术现状379

10.9.2 机载SAR的关键技术和发展趋势380

10.10 逆合成孔径雷达的基本原理简介382

10.10.1 概述382

10.10.2 ISAR成像的机理383

10.10.3 ISAR成像关键技术简述386

10.10.4 ISAR成像技术的优缺点391

第11章 双基地雷达392

11.1 概述392

11.2 双基地雷达的若干基本关系393

11.2.1 基本要求393

11.2.2 距离关系394

11.2.3 面积关系396

11.2.4 多普勒关系398

11.3 双基地雷达的应用399

11.3.1 概述399

11.3.2 空基有源双基地雷达400

11.3.3 潜水艇上部署双基地雷达404

11.3.4 无源双基地雷达404

11.4 地面和空间动目标监视用空间双基地雷达的设计考虑404

第12章 超视距雷达408

12.1 概述408

12.2 超视距雷达的工作原理408

12.3 （天波）超视距雷达（OTHR）411

12.4 超视距雷达方程和主要分系统简介414

12.4.1 HF频段的雷达方程414

12.4.2 发射机415

12.4.3 天线415

12.4.4 接收机—处理器416

12.5 一部可重定位短波超视距雷达417

12.5.1 简述417

12.5.2 ROTHR系统组成及其基本性能417

12.5.3 天波超视距雷达系统面临的挑战419

12.6 海基微波超视距雷达和高频表面波雷达技术421

12.6.1 海基微波超视距雷达421

12.6.2 舰载“地”波超视距雷达421

第13章 超宽带雷达技术422

13.1 概述422

13.2 超宽带雷达信号及产生方法422

13.3 超宽带信号的接收机428

13.4 超宽带天线430

13.4.1 自由空间中单个阵列单元的辐射431

13.4.2 自由空间中多个单元的阵列的辐射433

13.5 超宽带信号的处理技术434

13.5.1 UWB雷达信号的相干处理434

13.5.2 UWB信号检测440

13.6 UVVB雷达应用的几个例子446

13.6.1 用高距离分辨力雷达实现一维成像446

13.6.2 探地雷达（GPR）446

13.6.3 一种UWB透墙成像雷达450

13.6.4 机载地面透视雷达453

13.6.5 一种探测掠海式导弹的微波UWB雷达453

13.6.6 高功率微波UWB防空雷达454

第14章 毫米波雷达455

14.1 毫米波频段划分455

14.2 毫米波雷达的特性455

14.2.1 天线的波束宽度窄456

14.2.2 多普勒频移宽458

14.2.3 可用带宽大458

14.3 传播效应459

14.3.1 衰减和反射（或散射）459

14.3.2 多径效应461

14.4 毫米波雷达系统的静目标探测性能462

14.4.1 毫米波雷达的一次雷达方程462

14.4.2 用信噪比（S／N）表示雷达方程463

14.5 若干毫米波雷达的应用例子466

14.5.1 Mini-PRV毫米波监视雷达466

14.5.2 高精度35GHz跟踪雷达EAGLE467

14.5.3 机载多传感器中的毫米波雷达469

14.5.4 俄罗斯和美国的毫米波大型空间监视相控阵雷达470

14.5.5 美国AH-64“阿帕奇”和RAH-66“科曼奇”直升机载8毫米波火控相控阵雷达473

14.5.6 高分辨力机载毫米波FM-CM SAR474

14.6 毫米波雷达的发展趋势475

参考文献477