機(jī)載雷達(dá)原理與系統(tǒng)

前言

　　機(jī)載雷達(dá)是作戰(zhàn)飛機(jī)探測(cè)目標(biāo)參數(shù)的重要傳感器，戰(zhàn)爭(zhēng)的需要推動(dòng)了雷達(dá)理論和技術(shù)的快速發(fā)展。世界上第一部雷達(dá)是一種米波雷達(dá)，能探測(cè)空中飛機(jī)；世界上第一部機(jī)載預(yù)警雷達(dá)是一部200MHz的雷達(dá)，用來(lái)監(jiān)視入侵飛機(jī)；1940年英國(guó)人又首先制造出了能產(chǎn)生3000MHz、1kW功率的磁控管，雷達(dá)進(jìn)入了微波時(shí)代。早期的機(jī)載雷達(dá)一般采用脈沖體制，沒有下視能力，也限制了飛機(jī)作戰(zhàn)效能的發(fā)揮。　　20世紀(jì)50～60年代雷達(dá)理論有了重大發(fā)展，提出了單脈沖、相控陣、脈沖壓縮、合成孔徑、脈沖多普勒概念，建立了匹配濾波器理論、統(tǒng)計(jì)檢測(cè)理論。美國(guó)發(fā)明了柵控行波管，多種型號(hào)PD火控雷達(dá)開始研制。70-80年代美國(guó)成功研制和裝備了多種機(jī)載脈沖多普勒火控雷達(dá)。機(jī)載雷達(dá)由單脈沖雷達(dá)發(fā)展到脈沖多普勒體制雷達(dá)是一種質(zhì)的飛躍，在這些雷達(dá)中廣泛采用了數(shù)字總線技術(shù)及高效平板縫隙陣列天線、大功率低噪聲行波管放大器、高精度頻率綜合器、DBS波束銳化、卡爾曼濾波、恒虛警處理等現(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)，大大提高了機(jī)載雷達(dá)的探測(cè)性能。相控陣體制雷達(dá)具有同時(shí)多目標(biāo)、大功率口徑積、反應(yīng)時(shí)間快和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，是機(jī)載雷達(dá)的發(fā)展方向?！　”緯ɡ走_(dá)原理、雷達(dá)測(cè)量方法及雷達(dá)系統(tǒng)三大部分。全書共分15章。第1章介紹了機(jī)載雷達(dá)的基本原理和基本概念，第2～6章介紹了機(jī)載雷達(dá)的發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、微波饋電與天線、顯示系統(tǒng)等雷達(dá)原理部分的內(nèi)容；第7～10章介紹了雷達(dá)的測(cè)距、測(cè)角、測(cè)速等雷達(dá)測(cè)量方法；第11～14章介紹了脈沖多普勒雷達(dá)、相控陣?yán)走_(dá)、合成孔徑雷達(dá)、連續(xù)波雷達(dá)、調(diào)頻雷達(dá)、脈沖壓縮雷達(dá)等新體制雷達(dá)，最后介紹了雷達(dá)抗干擾的有關(guān)原理。為了方便讀者學(xué)習(xí)，本教材對(duì)雷達(dá)工作原理涉及到的微波技術(shù)、天線和微波電子線路的基礎(chǔ)知識(shí)也進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，此部分內(nèi)容可根據(jù)實(shí)際課時(shí)需要選用。　　本書是一本適合初、中級(jí)技術(shù)人員閱讀的雷達(dá)原理教材或技術(shù)指導(dǎo)手冊(cè)，是作者多年來(lái)從事機(jī)載雷達(dá)教學(xué)科研工作的總結(jié)，旨在從最基本的概念上對(duì)機(jī)載雷達(dá)原理加以闡述，著重物理概念的分析，為讀者提供一種淺顯易懂的機(jī)載雷達(dá)原理入門手段。其特點(diǎn)是：內(nèi)容系統(tǒng)化、綜合化，知識(shí)覆蓋全面，表述通俗易懂。本書既可作為雷達(dá)專業(yè)的原理與系統(tǒng)課程教材，也可作為雷達(dá)工程技術(shù)人員的參考書。由于編者水平有限，不足之處在所難免，希望讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　《機(jī)載雷達(dá)原理與系統(tǒng)》包括雷達(dá)原理、雷達(dá)測(cè)量方法及雷達(dá)系統(tǒng)三大部分。雷達(dá)原理部分包括發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、微波饋電與天線、顯示和天線伺服驅(qū)動(dòng)等內(nèi)容；雷達(dá)測(cè)量方法部分包括雷達(dá)的測(cè)距、測(cè)角及測(cè)速的基本原理和各種實(shí)現(xiàn)方法；雷達(dá)系統(tǒng)部分包括脈沖多普勒雷達(dá)、相控陣?yán)走_(dá)、合成孔徑雷達(dá)及其他體制雷達(dá)系統(tǒng)的原理。并且詳細(xì)討論了雷達(dá)作用距離方程，并增加了雷達(dá)抗干擾原理內(nèi)容?！　”窘滩膬?nèi)容刪除了以往雷達(dá)原理教材中一些陳舊的內(nèi)容，較好地體現(xiàn)了20世紀(jì)80年代以來(lái)雷達(dá)技術(shù)的新發(fā)展?！　　稒C(jī)載雷達(dá)原理與系統(tǒng)》可作為雷達(dá)專業(yè)的原理與系統(tǒng)課程教材，也可作為雷達(dá)工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第1章 雷達(dá)概述1.1 雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)的基本原理1.1.1 雷達(dá)目標(biāo)回波攜帶的目標(biāo)信息1.1.2 目標(biāo)位置參數(shù)的測(cè)量原理1.2 脈沖雷達(dá)的基本組成及工作原理1.2.1 雷達(dá)的基本組成1.2.2 雷達(dá)的基本工作原理1.3 雷達(dá)的工作頻率1.4 雷達(dá)的應(yīng)用及發(fā)展1.4.1 雷達(dá)的應(yīng)用類型及特點(diǎn)1.4.2 現(xiàn)代雷達(dá)的特點(diǎn)及發(fā)展第2章 雷達(dá)發(fā)射機(jī)2.1 概述2.1.1 脈沖雷達(dá)發(fā)射機(jī)的類型2.1.2 脈沖雷達(dá)發(fā)射機(jī)的主要技術(shù)性能2.2 磁控管振蕩器2.2.1 磁控管的結(jié)構(gòu)2.2.2 磁控管的工作原理2.2.3 磁控管電路2.2.4 磁控管振蕩器使用注意問題2.3 行波管放大器2.3.1 行波管的基本結(jié)構(gòu)2.3.2 行波管放大器的工作原理2.3.3 行波管放大器的主要性能2.3.4 行波管放大器使用注意事項(xiàng)2.4 大功率脈沖調(diào)制器2.4.1 概述2.4.2 線性調(diào)制器2.5 固態(tài)發(fā)射機(jī)2.5.1 固態(tài)高功率放大器模塊2.5.2 微波單片集成（MMIC）收發(fā)模塊2.5.3 固態(tài)發(fā)射機(jī)的應(yīng)用第3章 微波饋電與天線3.1 微波饋電器件3.1.1 微波連接裝置3.1.2 改發(fā)開關(guān)(雙工器)3.1.3 其他微波饋電器件3.2 雷達(dá)天線3.2.1 電磁波的輻射和接收3.2.2 天線的方向性3.2.3 機(jī)載雷達(dá)常用天線及特點(diǎn)第4章 雷達(dá)接收機(jī)4.1 概述4.1.1 雷達(dá)接收機(jī)的組成和性能指標(biāo)4.1.2 雷達(dá)接收機(jī)的噪聲及噪聲系數(shù)和噪聲溫度4.1.3 雷達(dá)接收機(jī)的靈敏度和通頻帶4.2 混頻器4.2.1 微波混頻晶體二極管4.2.2 單端式晶體混頻器4.2.3 平衡式晶體混頻器4.3 高放、中放及增益控制4.3.1 高放(高增益、低噪聲射頻放大器)4.3.2 中頻放大器4.3.3 接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍和增益控制4.4 信號(hào)檢波及視頻放大器4.4.1 包絡(luò)檢波器(峰值包絡(luò)檢波器)4.4.2 相位檢波器(同步檢波器)4.4.3 視頻放大器4.5 本振及自動(dòng)頻率調(diào)整電路(AFC)4.5.1 本振4.5.2 自動(dòng)頻率調(diào)整電路(AFC)第5章 雷達(dá)目標(biāo)的顯示5.1 概述5.1.1 雷達(dá)目標(biāo)顯示器的主要類型5.1.2 對(duì)雷達(dá)目標(biāo)顯示器的主要要求5.2 示波管顯示器原理5.2.1 電偏式示波管5.2.2 距離顯示器(A顯)5.2.3 極坐標(biāo)平面位置顯示器(P顯)5.2.4 方位一距離顯示器(B顯)5.3 電視光柵型顯示器5.3.1 電視光柵掃描原理5.3.2 電視光柵型顯示器5.3.3 雷達(dá)目標(biāo)顯示電視圖像信號(hào)形成原理第6章 雷達(dá)天線伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)6.1 概述6.1.1 雷達(dá)天線伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的任務(wù)6.1.2 組成及基本關(guān)系6.1.3 性能要求6.2 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要器件6.2.1 雷達(dá)伺服驅(qū)動(dòng)器件的分類6.2.2 雷達(dá)伺服驅(qū)動(dòng)主要器件6.3 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作原理6.3.1 機(jī)電伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)6.3.2 電液伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)第7章 雷達(dá)的性能及信號(hào)檢測(cè)7.1 雷達(dá)的最大探測(cè)距離7.1.1 雷達(dá)方程7.1.2 雷達(dá)方程的討論7.2 雷達(dá)回波信號(hào)檢測(cè)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)7.2.1 門限檢測(cè)7.2.2 虛警概率和發(fā)現(xiàn)概率7.2.3 脈沖積累對(duì)檢測(cè)性能的改善7.2.4 雷達(dá)信號(hào)檢測(cè)的恒虛警處理(CFAR)7.3 脈沖雷達(dá)的主要性能參數(shù)7.3.1 雷達(dá)的主要戰(zhàn)術(shù)(應(yīng)用)性能參數(shù)7.3.2 雷達(dá)的主要技術(shù)性能參數(shù)第8章 雷達(dá)目標(biāo)的距離測(cè)量方法8.1 脈沖延時(shí)測(cè)距8.1.1 基本原理8.1.2 距離分辨力和測(cè)距范圍8.1.3 測(cè)距模糊及其解決辦法8.2 調(diào)頻法測(cè)距8.2.1 調(diào)頻連續(xù)波測(cè)距8.2.2 脈沖調(diào)頻測(cè)距8.3 距離跟蹤(自動(dòng)測(cè)距)原理8.3.1 模擬式自動(dòng)測(cè)距系統(tǒng)基本原理8.3.2 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理控制的測(cè)距系統(tǒng)基本原理8.3.3 數(shù)字式自動(dòng)測(cè)距系統(tǒng)基本原理第9章 雷達(dá)目標(biāo)的角度測(cè)量方法9.1 雷達(dá)目標(biāo)的角度測(cè)量基本方法9.1.1 相位法測(cè)角9.1.2 振幅法測(cè)角9.2 角度跟蹤原理9.2.1 圓錐掃描角度跟蹤系統(tǒng)9.2.2 單脈沖角度跟蹤系統(tǒng)第10章 雷達(dá)目標(biāo)相對(duì)速度的測(cè)量方法10.1 多普勒效應(yīng)及目標(biāo)回波的頻譜10.1.1 多普勒效應(yīng)10.1.2 目標(biāo)回波的頻譜10.2 多普勒頻率的檢測(cè)方法10.2.1 窄帶濾波器組10.2.2 數(shù)字窄帶多普勒濾波器組10.2.3 速度模糊和盲速及其解決方法10.3 速度跟蹤原理10.3.1 連續(xù)波測(cè)速雷達(dá)速度跟蹤原理10.3.2 脈沖雷達(dá)速度跟蹤原理第11章 脈沖多普勒雷達(dá)原理11.1 概述11.1.1 PD雷達(dá)的基本原理11.1.2 PD雷達(dá)技術(shù)的主要特點(diǎn)11.2 PD雷達(dá)地面雜波的多普勒頻譜11.2.1 地面雜波的多普勒頻譜11.2.2 地面雜波頻譜與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)頻譜的關(guān)系11.2.3 地面雜波的射頻信號(hào)頻譜11.2.4 距離模糊和多普勒模糊對(duì)地面雜波的影響11.3 PD雷達(dá)的三種PRF工作模式11.3.1 PD雷達(dá)脈沖重復(fù)頻率的分類及特點(diǎn)11.3.2 低PRF工作模式11.3.3 中PRF工作模式11.3.4 高PRY工作模式11.4 PD雷達(dá)的信號(hào)與數(shù)據(jù)處理11.4.1 概述11.4.2 PD雷達(dá)信號(hào)的數(shù)字處理11.4.3 跟蹤技術(shù)11.4.4 PD雷達(dá)信號(hào)與數(shù)據(jù)處理方法及過程舉例11.5 PD雷達(dá)的距離性能11.5.1 PD雷達(dá)的工作特點(diǎn)11.5.2 PD雷達(dá)的距離方程11.5.3 PD雷達(dá)的平均距離性能11.5.4 PD雷達(dá)與常規(guī)脈沖雷達(dá)距離性能比較11.5.5 中PRFPD雷達(dá)的距離性能……第12章 相控陣?yán)走_(dá)原理第13章 合奄孔徑（SAR）雷達(dá)原理第14章 其他體制雷達(dá)原理簡(jiǎn)介第15章 雷達(dá)抗干擾（ECCM）原理參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　而且，隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的問世和廣泛應(yīng)用，使雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展日臻完善，許多新技術(shù)、多功能、自適應(yīng)、高性能得到了實(shí)現(xiàn)。　　從技術(shù)上講，包括脈沖壓縮、頻率分集／頻率捷變、有源／無(wú)源相控陣、雜波抑制、多普勒測(cè)速、恒虛警、目標(biāo)參數(shù)自動(dòng)錄取、航跡處理、目標(biāo)識(shí)別、目標(biāo)成像、多目標(biāo)跟蹤、合成孔徑、多站探測(cè)定位、自適應(yīng)和機(jī)內(nèi)自檢測(cè)等技術(shù)都可以得到實(shí)現(xiàn)。從結(jié)構(gòu)工藝上講，包括微組裝工藝、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計(jì)，使雷達(dá)設(shè)計(jì)更加靈活，結(jié)構(gòu)更加合理?？傊?，當(dāng)今雷達(dá)的戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)性能、工藝結(jié)構(gòu)均達(dá)到相當(dāng)成熟的階段?！　±走_(dá)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的作用和地位越來(lái)越高，研究對(duì)付雷達(dá)的手段也越來(lái)越充分。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)對(duì)抗戰(zhàn)越演越烈。當(dāng)前雷達(dá)面臨著所謂“四大”威脅，即快速應(yīng)變的電子偵察及強(qiáng)烈的電子干擾；具有掠地、掠海能力的低空、超低空飛機(jī)和巡航導(dǎo)彈；使雷達(dá)散射面積成百上千倍減小的隱身飛行器；快速反應(yīng)自主式高速反輻射導(dǎo)彈。因此，對(duì)雷達(dá)的要求越來(lái)越高。首先它應(yīng)減少雷達(dá)信號(hào)被電子環(huán)境監(jiān)測(cè)器（ESM）、反輻射導(dǎo)彈（ARM）截獲的概率，使雷達(dá)信號(hào)更難于被這些裝置發(fā)現(xiàn)和跟蹤。同時(shí)，雷達(dá)應(yīng)保證實(shí)時(shí)、可靠地從極強(qiáng)的自然干擾（雜波）和人為干擾中檢測(cè)大量目標(biāo)。由于目標(biāo)的雷達(dá)截面積從很低值（“隱身”目標(biāo)）到相當(dāng)高值（大艦只、大飛機(jī)或強(qiáng)雜波）的范圍內(nèi)變化，所以還要求雷達(dá)有很大的工作動(dòng)態(tài)范圍和很高的虛警鑒別力，即使在多目標(biāo)（如群目標(biāo)襲擊）環(huán)境中亦如此。此外，還應(yīng)當(dāng)采用目標(biāo)分類和威脅估計(jì)，并將被處理的數(shù)據(jù)有效地傳送給電子計(jì)算機(jī)和終端錄取及顯示裝置。

圖書封面

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