雷達手冊（第2版）

第1章 雷達概論
1.1 雷達描述
雷達框圖
1.2 雷達方程
跟蹤
立體空域搜索
干擾
雜波
1.3 從雷達回波可獲取的信息
距離
徑向速度
角方向
尺寸
形狀
其他目標測量
1.4 雷達頻率
高頻（HF, 3～30MHz）
甚高頻（VHF, 30～300 MHz）
超高頻（UHF, 300～1000 MHz）
L波段（1.0～2.0GHz）
S波段（2.0～4.0GHz）
C波段（4.0～8.0GHz）
X波段（8～12.5GHz）
Ku, K和Ka波段（12.5～40GHz）
毫米波波段（40 GHz以上）
激光頻率
1.5 雷達命名規(guī)范
參考資料
第2章 雷達距離估算
2.1 引言
定義
約定
距離估算的基本觀點
歷史回顧
2.2 距離方程
雷達傳播方程
最大作用距離方程
脈沖雷達方程
可見度系數(shù)
概率注釋
自動檢測
雙基地雷達方程
實用單位制方程
2.3 距離諸因子的定義及計算
發(fā)射機功率及脈沖寬度
天線增益. 效率和損耗因子
天線波束寬度
目標截面積
波長（頻率）
帶寬及匹配系數(shù)
2.4 最小可檢測信噪比
信號積累
脈沖積累數(shù)
概率的計算
檢波規(guī)律
視覺檢測曲線
其他檢測方法
檢波前積累
2.5 系統(tǒng)噪聲溫度
有效功率. 增益和損耗
噪聲溫度
相關概念
天線噪聲溫度
傳輸線噪聲溫度
接收機噪聲溫度
2.6 方向圖傳播因子
一般闡述
數(shù)學定義
方向圖系數(shù)
反射系數(shù)
總相位差
粗糙球面的反射
鏡面反射粗糙度因子
球面地面反射幾何圖
擴散因子
球面地面方向圖傳播因子
過渡區(qū)
仰角干涉區(qū)的計算
折射和威力圖
2.7 損耗因子
天線方向圖損耗
對流層吸收損耗
透鏡效應損耗
其他對流層損耗
與距離有關的損耗的處理
折疊損耗
信號處理損耗
其他損耗
2.8 干擾及雜波
干擾
雜波
雜波中的目標
2.9 檢測的累積概率
2.10 距離估算的精度
2.11 距離估算步驟
2.12 計算機求解距離方程
參考文獻
第3章 接收機
3.1 雷達接收機的組成
3.2 噪聲和動態(tài)范圍考慮
定義
計算
3.3 帶寬考慮
定義
重要特性
3.4 接收機前端
組成
特性對雷達性能的影響
輻射頻譜的寄生失真
混頻器的寄生響應
放大器和混頻器的特性
3.5 本振
本振的作用
穩(wěn)定本振的不穩(wěn)定性
相參振蕩器和定時的不穩(wěn)定性
雷達整機的不穩(wěn)定性
3.6 增益控制放大器
靈敏度時間控制（STC）
雜波圖自動增益控制
自動噪聲電平控制
3.7 濾波
雷達整機系統(tǒng)的濾波
定義
各種近似的匹配濾波器
與混頻器寄生響應有關的濾波問題
3.8 對數(shù)器件
特性
模擬對數(shù)器件
數(shù)字化對數(shù)處理
數(shù)字對數(shù)功率合成器
3.9 中頻限幅器
應用
特性
3.10 相位檢波器與同步檢波器
定義與特性
應用
相位檢波器舉例
模擬-數(shù)字相位檢波器
數(shù)字相位檢波器
3.11 模擬-數(shù)字轉換器
應用
數(shù)據(jù)格式
同步
性能特性
3.12 I/Q信號失真的影響及補償措施
增益或相位的失衡
時間延遲和脈沖波形失衡
I,Q通路的非線性
直流偏置
3.13 恒虛警率檢測處理
應用
振幅-鑒別CFAR（單元平均CFAR）
相位-鑒別CFAR（CPACS）
對距離分辨力和方位精度的影響
雜波圖CFAR
3.14 雙工工作
優(yōu)點
推薦的實現(xiàn)方法
參考資料
第4章 發(fā)射機
4.1 引言
發(fā)射機是脈沖雷達系統(tǒng)的一個組成部分
為何如此大的功率
為何采用脈沖方式
4.2 磁控管發(fā)射機
局限性
磁控管特性
常見問題
4.3 放大鏈發(fā)射機
振蕩管與放大管
放大鏈：特殊的考慮
4.4 射頻放大管
正交場放大器
速調管
行波管
射頻管的選擇
射頻管功率容量
4.5 合成使用與陣列使用
混合合成（或魔T合成）
相控陣
4.6 對發(fā)射機穩(wěn)定度的要求
脈沖MTI系統(tǒng)
脈沖壓縮系統(tǒng)
后向反饋與前向反饋對穩(wěn)定度的改善
4.7 發(fā)射機頻譜控制
減小寄生信號輸出
減小超過 sinx /x的頻譜振幅
用整形脈沖來改善 sinx /x頻譜
4.8 脈沖調制器
線性調制器
有源開關調制器（Active-switch modulators）
調制陽極脈沖調制器（Mod-anode pulsers）
4.9 高壓消弧電路. 穩(wěn)壓器和電源
消弧電路
穩(wěn)壓器
高壓電源
參考資料
第5章 固態(tài)發(fā)射機
5.1 引言
5.2 固態(tài)微波功率的產(chǎn)生
微波雙極功率晶體管
微波場效應管（FETs）
毫米波固態(tài)功率源
5.3 固態(tài)微波系統(tǒng)設計
高功率放大器設計
模塊設計
相控陣收發(fā)模塊設計
微波單片集成電路（MMIC）
收發(fā)模塊性能特性
5.4 發(fā)射機系統(tǒng)設計
系統(tǒng)的靈敏度
功率合成
參考資料
第6章 反射面天線
6.1 引言
天線的作用
波束掃描與目標跟蹤
測高
天線的分類
6.2 基本原理和參量
互易性
增益. 方向性系數(shù)和有效孔徑
輻射方向圖
6.3 天線的類型
拋物反射面天線
拋物柱面天線
賦形反射體
多波束和增加饋源
單脈沖饋源
多反射面天線
特殊用途的反射面
6.4 饋源
6.5 反射面天線分析
6.6 賦形波束天線
增益估算
賦形波束天線設計
天線尺寸
精度
6.7 設計方面的考慮
饋源遮擋
饋電的溢出和繞射
表面泄漏
6.8 機械方面的考慮
6.9 天線罩
天線罩的種類和一般考慮
環(huán)境的影響
機載和彈載天線罩
地基和艦載天線罩
其他的天線罩效應
6.10 天線的測試
方向圖測試場
高架測試場
地面測試場
緊縮測試場
近場測試場
其他測試
參考資料
第7章 相控陣雷達天線
7.1 引言
相控陣雷達
陣列的掃描
7.2 陣列理論
二元陣
線陣
掃描線陣
單元因子和平面陣的增益
7.3 平面陣列和波束控制
平面陣列
單元配相計算
7.4 孔徑匹配和互耦
孔徑匹配的意義
互耦的影響
單元波瓣
稀疏陣
自由空間的阻抗變化
單元阻抗
分析技術
非獨立饋電
互耦和表面波
陣列模擬器
掃描阻抗變化之補償
小陣列
7.5 低副瓣相控陣
照射函數(shù)
誤差的影響
隨機誤差
7.6 量化效應
相位量化
周期誤差
7.7 相控陣的帶寬
孔徑效應
饋電效應
寬瞬時帶寬
時延網(wǎng)絡
7.8 饋電網(wǎng)絡（波束形成器）
光學饋電系統(tǒng)
強制饋電
串聯(lián)饋電
并聯(lián)饋電
子陣
7.9 移相器
二極管移相器
鐵氧體移相器
7.10 固態(tài)模塊
7.11 相控陣系統(tǒng)
AN/SPY—1
湯姆森CSF圓盤狀天線
愛國者（PATRIOT）
電子捷變雷達（EAR）
機載預警和控制系統(tǒng)（AWACS）
多功能電掃描自適應雷達（MESAR）
AN/TPS—70
AN/TPQ—37
鋪路爪（Pave Paws）
丹麥眼鏡蛇（Cobra Dane）
“朱迪”眼鏡蛇
參考資料
第8章 自動檢測. 自動跟蹤和多傳感器融合
8.1 引言
8.2 自動檢測
最佳檢測器
實用檢測器
虛警控制
目標分辨力
檢測小結
8.3 自動跟蹤
TWS系統(tǒng)
最大似然法
8.4 多傳感器融合
同基地雷達融合
多基地雷達融合
不同傳感器數(shù)據(jù)融合
參考資料
第9章 電子反干擾（ECCM）
9.1 引言
9.2 術語
9.3 電子支援措施（ESM）
9.4 電子干擾措施（ECM）
9.5 ECCM技術的目標及分類法
9.6 與天線有關的ECCM技術
副瓣消隱（SLB）系統(tǒng)
副瓣對消（SLC）系統(tǒng)
自適應陣列天線
9.7 與發(fā)射機有關的ECCM
9.8 與接收機有關的ECCM
9.9 與信號處理有關的ECCM
9.10 操作及部署技術
9.11 ECCM技術的應用
警戒雷達
跟蹤雷達
9.12 ECM和ECCM的效能
干擾和箔條環(huán)境中的雷達方程
參考資料
第10章 脈沖壓縮
10.1 引言
10.2 影響選用脈沖壓縮系統(tǒng)的因素
10.3 線性調頻
10.4 非線性調頻
10.5 脈沖壓縮器件
數(shù)字脈沖壓縮
表面波脈沖壓縮
其他無源線性調頻器件
全通時間延遲網(wǎng)絡
壓控振蕩器
10.6 相位編碼波形
最佳二進制序列
巴克（Barker）碼
同構
其他最佳碼
最大長度序列
平方余數(shù)序列
互補序列
二相編碼系統(tǒng)的實現(xiàn)
多普勒修正
多相編碼
10.7 時間-頻率編碼波形
10.8 加權和均衡
成對回波和加權
加權函數(shù)的比較
泰勒加權與余弦平方加基座加權的比較
線性調頻的泰勒加權
離散時間加權
幅度和相位失真
均衡
參考資料
第11章 雷達截面積
11.1 引言
11.2 回波功率的概念
RCS的定義
RCS特性舉例
11.3 RCS預估方法
精確方法
11.4 RCS測量技術
一般要求
室外測試場
室內測試場
11.5 回波減縮
整形
雷達吸收體
11.6 小結
參考資料
第12章 地物回波
12.1 引言
理論和實驗的相對重要性
有用的散射數(shù)據(jù)
12.2 影響地物回波的參數(shù)
12.3 理論模型及其局限性
地面描述
簡化模型
物理光學模型
小擾動和雙尺度（Two-scale）模型
其他模型
12.4 地物回波的衰落
衰落速率的計算
檢波的影響
動目標表面
12.5 地物回波測量技術
連續(xù)波和調頻連續(xù)波系統(tǒng)
距離測量系統(tǒng)
連續(xù)波-多普勒散射儀
測量精度所要求的獨立抽樣
接近垂直入射的問題
地面和直升機載的散射儀和頻譜儀
由圖像測得的散射系數(shù)
雙基地測量
12.6 散射系數(shù)的通用模型（雜波模型）
12.7 散射系數(shù)數(shù)據(jù)
粗糙度. 潮濕度和植被覆蓋的影響
土壤濕度
植被
雪
海面冰層
12.8 成像雷達判讀
參考資料
第13章 海雜波
13.1 引言
13.2 海表面的描述
海波頻譜
常用的海表面描述符
13.3 海雜波的經(jīng)驗特性
風速. 入射余角和頻率間的相互關系
海雜波譜
影響海雜波的其他因素 雨
13.4 海雜波理論
基于球形邊界值問題的理論
復合表面假說
海表面特征的散射
13.5 總結和結論
參考資料
第14章 連續(xù)波（CW）雷達和調頻（FM）雷達
14.1 CW雷達的簡介及其優(yōu)點
14.2 多普勒效應
14.3 非調制的CW雷達
頻譜展寬
微波源的噪聲
雜波產(chǎn)生的噪聲
顫噪效應
掃描和目標特性
14.4 微波源
主振功放（MOPA）鏈
有源穩(wěn)定
功率振蕩器的穩(wěn)定
14.5 噪聲測量方法
14.6 接收機
射頻放大
本振信號的產(chǎn)生
中頻放大器
副載波
放大
多普勒濾波器組
多普勒跟蹤器
恒虛警率（CFAR）
14.7 將泄漏減至最小
14.8 各種類型的CW雷達
CW近炸引信
警用雷達
14.9 FM雷達
14.10 正弦波調制
雙正弦波調制
14.11 三角波和鋸齒波調制
14.12 噪聲調制
14.13 編碼調制
14.14 雙重調制
14.15 泄漏問題
14.16 FM-CW雷達系統(tǒng)的性能
14.17 短程系統(tǒng)和微波近炸引信
14.18 高度表
14.19 多普勒導航儀
14.20 人身探測雷達和各種FM-CW系統(tǒng)
14.21 設計FM-CW系統(tǒng)的距離響應
參考資料
第15章 動目標顯示（MTI）雷達
15.1 引言
MTI方框圖
動目標檢測器（MTD）方框圖
15.2 動目標雜波濾波器響應
15.3 雜波特性
頻譜特性
幅度特性
15.4 定義
改善因子（I）
信雜比（SCR）改善（ISCR）
雜波中可見度（SCV）
雜波間可見度（ICV）
濾波器失配損耗
雜波可見度因子（Voc）
15.5 改善因子的計算
15.6 雜波濾波器的最優(yōu)化設計
15.7 MTI系統(tǒng)雜波濾波器設計
15.8 雜波濾波器組的設計
濾波器的經(jīng)驗設計
切比雪夫濾波器組
FFT濾波器組
15.9 參差脈沖重復頻率
參差的設計方法
反饋和脈沖間參差
參差對改善因子所產(chǎn)生的限制
時變加權
速度響應曲線第一凹點的深度
15.10 由限幅引起的改善因子限制
15.11 雷達系統(tǒng)穩(wěn)定性和A/D量化要求
系統(tǒng)不穩(wěn)定性
量化噪聲對改善因子的影響
脈沖壓縮問題
15.12 A/D變換問題
動態(tài)范圍
I和Q的平衡要求
定時不穩(wěn)定性
線性
精度
15.13 自適應MTI的實現(xiàn)
15.14 雜波圖的實現(xiàn)
15.15 適用于MTI雷達系統(tǒng)的幾點考慮
參考資料
第16章 機載動目標顯示（AMTI）雷達
16.1 采用AMTI技術的系統(tǒng)
16.2 覆蓋范圍的考慮
16.3 平臺運動和高度對MTI性能的影響
斜距對多普勒偏移的影響
時間平均雜波相參機載雷達（TACCAR）
平臺運動的影響
16.4 平臺運動的側視補償
物理偏置相位中心天線
電子偏置相位中心天線
天線副瓣的功率
16.5 掃描-運動的補償
補償方向圖的選擇
16.6 平臺運動與掃描運動同時補償
16.7 平臺前向運動補償
16.8 時空自適應運動補償
時空自適應陣列的性能指標
16.9 脈沖包絡偏移對改善因子的限制
16.10 多重譜的影響
16.11 地面運動目標的檢測
參考資料
第17章 脈沖多普勒（PD）雷達
17.1 特性和應用
術語
應用
脈沖重復頻率
脈沖多普勒頻譜
模糊和PRF的選擇
基本組成
17.2 PD雜波
概述
固定雷達的地物雜波
運動雷達的地物雜波
雜波回波：通用方程
副瓣雜波
離散副瓣雜波
主波束雜波
主波束雜波的濾波
高度線雜波的濾波
17.3 時間波門
發(fā)射脈沖的抑制
距離波門
17.4 解距離模糊
高PRF測距
中PRF測距
17.5 目標跟蹤
單目標跟蹤
多目標跟蹤
17.6 動態(tài)范圍和穩(wěn)定度要求
動態(tài)范圍
穩(wěn)定度要求
寄生調制類型
正弦調制
脈間隨機調制
17.7 測距性能
距離方程
系統(tǒng)損耗
虛警概率
檢測概率
參考資料
第18章 跟蹤雷達
18.1 引言
18.2 掃描和波束轉換
18.3 單脈沖（同時天線波束轉換）
比幅單脈沖
比相單脈沖
用相控陣實行單脈沖跟蹤
單通道和雙通道單脈沖
錐脈沖
18.4 跟蹤雷達的伺服系統(tǒng)
18.5 目標捕獲和距離跟蹤
捕獲
距離跟蹤
第n次發(fā)射之后返回的距離跟蹤
18.6 特殊單脈沖技術
高距離分辨力單脈沖
雙波段單脈沖
鏡面天線（逆卡塞格倫）
同軸跟蹤
18.7 誤差源
18.8 目標引起的誤差（目標噪聲）
幅度噪聲
角度噪聲（閃爍）
距離噪聲（距離閃爍）
多普勒閃爍
18.9 其他外部誤差來源
多路徑
由正交極化能量引起的串擾
對流層傳播
18.10 內部誤差來源
接收機熱噪聲
其他內部誤差源
18.11 誤差源匯總
角度測量誤差
距離測量誤差
18.12 誤差減小技術
多路徑誤差的減小
目標角度與距離閃爍的減小
內部誤差的減小
參考資料
第19章 導彈的雷達制導
19.1 引言
19.2 半主動式CW系統(tǒng)簡介
多普勒頻率關系
雜波和饋通考慮
制導的基本原理
目標照射
19.3 系統(tǒng)的演變
基本的半主動式導引頭
不模糊（偏置視頻）接收機
倒置接收機
角度跟蹤：從圓錐掃描到單脈沖
脈沖多普勒（PD）模式
主動式導引頭
被動式導引頭
其他系統(tǒng)結構
19.4 系統(tǒng)功能原理
基準通道工作方式
目標信號檢測
目標信號跟蹤
性能限制
19.5 子系統(tǒng)和集成
天線罩
天線
接收機
低噪聲頻率基準
信號處理器
發(fā)射機
電源
集成
參考資料
第20章 測高和三坐標雷達
20.1 測高雷達及其技術
早期的雷達測高技術
20.2 從雷達測量值中算出高度
平面地表近似
球面地表：拋物面近似
球面地表：準確的幾何圖
對大氣折射的修正
地表折射率變化的補償
實際情況下的修正
20.3 測高精度性能的限制
順序波束轉換技術的基本精度
同時波束轉換技術的基本精度
由于地面反射引起的仰角誤差
低角度相交波束的測高
參考資料
第21章 合成孔徑（SAR）雷達
21.1 基本原理和早期歷史
21.2 影響雷達系統(tǒng)分辨力的因素
常規(guī)技術
非聚焦型合成孔徑
聚焦型合成孔徑
21.3 雷達系統(tǒng)的初步知識
21.4 信號處理理論
分辨力的詳細分析
信噪比研究
相位誤差的影響
信號處理
21.5 系統(tǒng)其他方面的考慮
天線
接收機和發(fā)射機
存儲和記錄
運動補償
斜視方式
聚束方式
運動誤差的影響
多波束雷達
ISAR
三維頻譜
參考資料
第22章 天基雷達（SBR）系統(tǒng)和技術
22.1 引言
22.2 SBR系統(tǒng)需要考慮的問題
SBR的類型
需要考慮的幾個問題
運載裝置性能
22.3 SBR系統(tǒng)介紹
STS交會雷達
Seasat—A合成孔徑雷達
航天飛機成像雷達
GEOS—C SBR系統(tǒng)特性
前蘇聯(lián)“宇宙”1500側視雷達
22.4 技術
天線
發(fā)射/接收模塊
艙內處理機
主電源
22.5 關鍵問題
SBR系統(tǒng)造價
生存性和易損性
22.6 SBR未來展望
交會雷達的任務
遙感任務
全球空中交通監(jiān)視
軍用SBR系統(tǒng)
參考資料
第23章 氣象雷達
23.1 引言
23.2 氣象目標的雷達距離方程
23.3 設計所要考慮的因素
衰減的影響
距離—速度模糊
地雜波的影響
典型的氣象雷達設計
23.4 信號處理
測量精度
處理器實現(xiàn)
23.5 操作應用
降雨測量
強暴風雪報警
23.6 研究應用
多參數(shù)雷達
多雷達系統(tǒng)
快速掃描
機載和天基雷達
晴空雷達
合成孔徑雷達和脈沖壓縮
參考資料
第24章 高頻超視距雷達（HFOTHR）
24.1 引言
24.2 雷達方程
24.3 發(fā)射機
24.4 天線
24.5 雜波：來自地面的回波
24.6 雷達截面積
24.7 噪聲和干擾
24.8 頻譜的使用
24.9 天波的傳播媒質
24.10 天波雷達的性能
24.11 接收機-處理器
24.12 地波雷達的性能
參考資料
第25章 雙基地雷達
25.1 概念和定義
25.2 歷史
25.3 坐標系
25.4 距離關系
距離方程
卡西尼卵形線
工作區(qū)
距離等值線
25.5 面積關系
定位
覆蓋范圍
雜波單元面積
25.6 多普勒關系
目標多普勒
多普勒等值線
25.7 目標截面積
偽單基地的RCS區(qū)
雙基地RCS區(qū)
雙基地RCS的閃爍衰減區(qū)
前向散射RCS區(qū)
25.8 雜波
“平面內”地雜波散射系數(shù)
“平面內”海雜波散射系數(shù)
“平面外”散射系數(shù)
25.9 特殊技術. 問題和要求
脈沖追趕
波束同步掃描
副瓣雜波
時間同步
相位同步和相位穩(wěn)定性
參考資料
附錄A 縮略語詞匯總表
附錄B 雷達型號匯總表
附錄C 雷達技術詞匯英漢對照表
附錄D 雷達技術詞匯漢英對照表
附錄E 手冊中使用的計量單位名稱和符號對照表