精密跟踪测量雷达技术

目 录

第1章 跟踪测量雷达系统概论 001

1.1 跟踪测量雷达及其发展 002

1.1.1 雷达概述 002

1.1.2 雷达目标跟踪方式 006

1.1.3 跟踪测量雷达的发展 007

1.2 跟踪测量雷达应用及原理 015

1.2.1 跟踪测量雷达的应用和分类 015

1.2.2 跟踪测量雷达组成 018

1.2.3 单脉冲跟踪测量雷达原理和主要技术 019

1.2.4 相控阵跟踪测量雷达原理和主要技术 024

1.3 跟踪测量雷达目标角度测量与跟踪方法 027

1.3.1 波束转换技术 028

1.3.2 圆锥扫描技术 029

1.3.3 单脉冲技术 030

1.4 雷达目标距离测量与跟踪方法 030

1.4.1 目标距离与回波延迟 031

1.4.2 脉冲法测距 031

1.4.3 频率法测距 032

1.4.4 相位法测距 033

1.5 目标速度的测量与跟踪方法 035

1.5.1 连续波多普勒速度测量与跟踪 036

1.5.2 脉冲多普勒速度测量与跟踪 036

参考文献 037

第2章 雷达跟踪测量理论基础 038

2.1 跟踪测量雷达方程 039

2.1.1 概述 039

2.1.2 基本雷达方程 040

2.1.3 反射式跟踪测量雷达方程 041

2.1.4 应答式跟踪测量雷达方程 043

2.1.5 信标式跟踪测量雷达方程 043

2.2 跟踪测量雷达的基本测量精度 044

2.2.1 探测、分辨与测量 044

2.2.2 跟踪测量雷达参数测量模型 045

2.2.3 跟踪测量雷达测量理论与精度 047

2.3 目标截获与跟踪 052

2.3.1 搜索截获 052

2.3.2 引导 057

2.3.3 动态跟踪 060

2.4 目标特性测量与识别 063

2.4.1 典型目标特性与分类 063

2.4.2 常见目标特性的测量方法 065

2.4.3 目标分类与识别 071

参考文献 074

第3章 单脉冲技术体制 075

3.1 概述 076

3.2 单脉冲理论 077

3.2.1 单脉冲复比 077

3.2.2 单脉冲复比及数字处理 079

3.2.3 理想单脉冲系统模型 080

3.3 单脉冲系统基本实现形式 081

3.3.1 角度敏感器和角信息变换器 082

3.3.2 角度鉴别器 084

3.3.3 基本实现形式 088

3.4 单脉冲系统其他实现形式 092

3.4.1 误差通道合并双通道单脉冲系统 092

3.4.2 和差通道合并双通道单脉冲系统 093

3.4.3 幅相组合双通道单脉冲系统 093

3.4.4 圆锥单脉冲系统 094

3.4.5 脉冲多普勒体制下的单通道和双通道单脉冲系统 095

参考文献 096

第4章 跟踪测量雷达测量精度分析 097

4.1 概述 098

4.1.1 一般要求 098

4.1.2 雷达目标的测量误差 099

4.1.3 测量误差的一般模型 099

4.1.4 几种误差表示形式 100

4.2 角度跟踪测量误差 101

4.2.1 与雷达相关的跟踪误差 102

4.2.2 与雷达相关的转换误差 114

4.2.3 与目标相关的跟踪误差 118

4.2.4 电波传播误差 121

4.2.5 雷达测角精度计算 125

4.3 距离跟踪测量误差 127

4.3.1 与雷达相关的跟踪误差 128

4.3.2 与雷达相关的转换误差 131

4.3.3 与目标相关的跟踪误差 132

4.3.4 电波传播误差 134

4.3.5 雷达测距精度计算 135

4.4 速度跟踪测量误差 138

4.4.1 与雷达相关的跟踪误差 139

4.4.2 与雷达相关的转换误差 141

4.4.3 与目标相关的跟踪误差 142

4.4.4 电波传播误差 143

4.4.5 雷达测速精度计算 143

4.5 RCS测量方法与误差 145

4.5.1 RCS测量方法 145

4.5.2 RCS测量误差 147

4.6 极化测量误差 148

参考文献 150

第5章 跟踪测量雷达天线技术 151

5.1 概述 152

5.2 跟踪测量雷达天线性能 152

5.2.1 和波束性能 153

5.2.2 差波束性能 156

5.2.3 其他性能 157

5.3 单脉冲反射面天线技术 158

5.3.1 概述 158

5.3.2 单脉冲反射面天线的几种主要形式 158

5.3.3 卡塞格伦天线设计 162

5.3.4 单脉冲抛物面天线设计举例 170

5.3.5 单脉冲馈源技术 171

5.4 单脉冲空间馈电相控阵天线技术 177

5.4.1 概述 177

5.4.2 单脉冲空间馈电相控阵天线效率 179

5.4.3 单脉冲空间馈电相控阵馈电方式设计 181

5.4.4 单脉冲空间馈电相控阵天线阵面和单元设计 184

5.4.5 单脉冲空间馈电相控阵天线的设计举例 191

5.5 有源相控阵天线技术 197

5.5.1 概述 198

5.5.2 有源相控阵雷达天线原理 199

5.5.3 有源相控阵天线设计 199

5.5.4 T/R组件技术 202

5.5.5 设计举例 206

5.5.6 数字阵列天线 207

参考文献 209

第6章 跟踪测量雷达接收技术 210

6.1 概述 211

6.1.1 跟踪测量雷达接收机功能 211

6.1.2 跟踪测量雷达接收机的基本组成 212

6.1.3 跟踪测量雷达接收机的主要技术参数 214

6.2 接收机主要指标分析 215

6.2.1 接收机灵敏度、噪声系数 216

6.2.2 动态范围 218

6.2.3 接收机混频器的组合频率干扰 220

6.2.4 接收机各级电路增益分配 223

6.3 跟踪测量雷达接收机测角归一化 226

6.4 数字化接收机 228

6.4.1 数字化接收机的灵敏度 231

6.4.2 数字化接收机的动态范围 232

6.5 宽带接收机 236

6.5.1 宽带接收机架构 236

6.5.2 宽带接收机设计 239

6.5.3 宽带接收机补偿原理 240

参考文献 246

第7章 距离跟踪测量技术 247

7.1 概述 248

7.1.1 距离跟踪测量原理 248

7.1.2 目标检测原理 251

7.1.3 测距机的特点及发展 253

7.2 测距机功能、指标及组成 255

7.2.1 测距机功能 255

7.2.2 测距机指标 257

7.2.3 测距机组成 258

7.3 距离跟踪流程设计 260

7.3.1 距离跟踪处理流程 260

7.3.2 回波数据预处理 261

7.3.3 航迹处理 261

7.3.4 基于?-? 滤波器的距离跟踪回路 262

7.3.5 卡尔曼滤波器 263

7.4 距离模糊与避盲 264

7.4.1 距离模糊与距离盲区 264

7.4.2 用M序列消除距离模糊 266

7.4.3 避盲 267

7.5 应答反射转换和多站工作 269

7.5.1 应答反射转换和多站工作原理 269

7.5.2 应答反射转换方法 270

7.5.3 多站工作原理 270

7.6 波束内多目标检测与跟踪技术 271

7.6.1 群目标检测 272

7.6.2 多目标跟踪 275

参考文献 277

第8章 角度精密跟踪伺服技术 278

8.1 概述 279

8.1.1 伺服系统作用与特点 279

8.1.2 伺服系统组成与工作原理 280

8.1.3 伺服系统技术发展 282

8.1.4 伺服系统主要技术指标 283

8.2 伺服系统设计 287

8.2.1 伺服系统静态设计 287

8.2.2 伺服系统动态设计 298

8.2.3 船载跟踪测量雷达伺服系统的设计 318

8.2.4 数字伺服系统 332

8.2.5 伺服系统对天线座的要求 341

8.3 伺服系统误差分析 342

8.3.1 伺服系统稳态误差分析 342

8.3.2 伺服系统跟踪误差分析 347

8.3.3 结构因素对伺服系统的影响 350

8.3.4 提高伺服系统性能的措施 353

8.4 伺服系统性能测试 359

参考文献 363

第9章 脉冲多普勒速度跟踪测量技术 364

9.1 概述 365

9.1.1 脉冲多普勒测速功能及原理 365

9.1.2 测速系统构成框图 367

9.1.3 脉冲多普勒测速主要性能指标 368

9.2 脉冲多普勒跟踪回路及其组成 370

9.3 脉冲多普勒测速的几个问题 373

9.3.1 高加速度运动目标的捕获 373

9.3.2 脉冲多普勒测速模糊产生的原因 374

9.3.3 脉冲多普勒测速模糊的消除 375

9.4 其他脉冲多普勒测速方法 376

9.4.1 单载频测速 376

9.4.2 脉冲多普勒测速 379

参考文献 383

第10章 雷达目标特性测量技术 384

10.1 概述 385

10.2 跟踪测量雷达运动特性测量及应用 385

10.2.1 轨道特征测量及应用 385

10.2.2 质阻比测量及应用 387

10.2.3 微动特性测量及应用 391

10.3 跟踪测量雷达RCS特性测量及应用 394

10.3.1 RCS测量 394

10.3.2 RCS标定 396

10.3.3 RCS特征提取及识别应用 398

10.4 跟踪测量雷达极化特性测量及应用 410

10.4.1 窄带极化特性 410

10.4.2 宽带极化特性 411

10.4.3 极化测量 412

10.4.4 极化标定 414

10.4.5 极化特性应用 422

10.5 跟踪测量雷达宽带特性测量及应用 426

10.5.1 目标宽带特性表征 426

10.5.2 高分辨率一维距离像特征 427

10.5.3 二维ISAR像特征 431

10.5.4 宽带标定 434

10.5.5 宽带特征提取及应用 435

参考文献 451

第11章 单脉冲精密跟踪测量雷达系统 455

11.1 概述 456

11.2 单脉冲跟踪测量雷达主要功能和性能 457

11.2.1 单脉冲跟踪测量雷达的特点 457

11.2.2 单脉冲跟踪测量雷达的主要应用 457

11.2.3 单脉冲跟踪测量雷达的主要功能 458

11.2.4 单脉冲跟踪测量雷达的主要性能 459

11.3 单脉冲跟踪测量雷达系统的组成与工作原理 461

11.3.1 系统框图与工作原理 461

11.3.2 单脉冲天线与天线座 463

11.3.3 发射机 465

11.3.4 相参频率源与接收机 467

11.3.5 信号处理机 468

11.3.6 距离跟踪系统（测距机） 469

11.3.7 角跟踪伺服及传感系统 469

11.3.8 速度跟踪系统 470

11.3.9 数据采集与处理机 471

11.4 单脉冲跟踪测量雷达的工作方式 471

11.4.1 截获 471

11.4.2 跟踪 472

11.4.3 回波选择 473

11.4.4 多站工作 474

11.4.5 杂波对消 474

11.4.6 宽窄带测量 474

11.5 单脉冲跟踪测量雷达的系统设计 474

11.5.1 概述 474

11.5.2 工作频段的选择 475

11.5.3 雷达跟踪距离的设计 476

11.5.4