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![相控阵雷达原理](https://www.shukui.net/cover/22/30239573.jpg)
- 张光义编著 著
- 出版社: 北京市:国防工业出版社
- ISBN:9787118065718
- 出版时间:2009
- 标注页数:511页
- 文件大小:224MB
- 文件页数:545页
- 主题词:相控阵雷达-理论
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图书目录
第1章 概论1
1.1 雷达任务与相控阵雷达发展1
1.1.1 雷达发展简况1
1.1.2 雷达观测任务2
1.1.3 对雷达发展的新需求7
1.2 现代雷达系统概念与相控阵技术9
1.2.1 单部雷达系统9
1.2.2 多部雷达及其他传感器构成的雷达系统11
1.3 相控阵雷达概述13
1.3.1 相控阵天线简介13
1.3.2 相控阵雷达组成13
1.3.3 相控阵雷达技术14
1.4 相控阵雷达的特点15
1.4.1 相控阵天线的主要技术特点15
1.4.2 相控阵雷达的主要工作特点18
1.5 相控阵雷达的发展21
1.5.1 初期发展阶段的主要需求与推动力22
1.5.2 相控阵技术在战术雷达中的应用23
参考文献24
第2章 相控阵雷达天线25
2.1 相控阵雷达天线的类型25
2.2 线性相控阵天线27
2.2.1 线性相控阵天线原理27
2.2.2 线性相控阵天线波束的特性30
2.2.3 相控阵天线波束栅瓣的形成与抑制31
2.2.4 时间延迟器对抑制栅瓣的作用34
2.2.5 宽波束一维相扫雷达中方位与仰角的耦合36
2.3 平面相控阵天线37
2.3.1 平面相控阵天线原理37
2.3.2 平面相控阵天线方向图的分解40
2.3.3 平面相控阵天线波束栅瓣形成条件42
2.3.4 天线单元按三角形排列的平面相控阵天线44
2.3.5 平面相控阵天线的波束宽度与增益46
2.4 共形相控阵天线47
2.4.1 共形相控阵天线的作用48
2.4.2 共形相控阵天线原理50
2.4.3 圆形相控阵天线原理53
2.4.4 共形相控阵天线的应用57
2.5 实现低副瓣相控阵天线的方法60
2.5.1 幅度加权法的系统考虑60
2.5.2 密度加权相控阵天线65
2.5.3 相位加权72
2.6 多极化相控阵天线原理74
2.6.1 多极化相控阵天线单元与不同极化波的形成75
2.6.2 椭圆极化波参数与椭圆极化波的合成与分解81
2.7 相控阵雷达的极化工作状态与多极化相控阵天线的构成87
2.7.1 相控阵雷达的极化工作状态87
2.7.2 圆极化相控阵天线的极化不匹配损失92
2.7.3 多极化相控阵天线的构成96
参考文献99
第3章 相控阵雷达天线的馈线网络101
3.1 馈线网络的主要馈电方式102
3.1.1 强制馈电102
3.1.2 空间馈电105
3.1.3 空间馈电与强制馈电结合的混合馈电方式107
3.2 相控阵天线的馈相原理108
3.2.1 天线波束扫描的相位控制、时间控制及移相器的选择108
3.2.2 实现信号相移的基本原理108
3.2.3 移相器实现相移的工作频率110
3.2.4 MEMS移相器与时间延迟线111
3.3 串行馈电网络113
3.3.1 串行馈电与馈相113
3.3.2 频率扫描天线的馈线网络115
3.3.3 采用串联移相器的相控阵列天线120
3.4 子天线阵划分与馈线网络121
3.4.1 按“馈相矩阵”的子阵划分方法121
3.4.2 按小面阵方式实现的馈线网络123
3.4.3 平面相控阵天线的子阵划分与“块移相器”的原理与应用124
3.5 馈相方式与随机馈相原理126
3.5.1 数字式移相器的位数与天线波束的波束跃度127
3.5.2 数字式移相器的虚位技术129
3.5.3 随机馈相原理131
3.6 馈线网络中信号幅度与相位一致性要求与幅度、相位误差的测量、调整134
3.6.1 相控阵天线信号幅度、相位误差的影响135
3.6.2 馈线网络中节点反射对通道间幅度相位一致性的影响138
3.6.3 馈线网络在放大器输出端的驻波系数计算144
3.6.4 馈线网络的幅度与相位监测方法147
参考文献149
第4章 相控阵雷达天线波束的捷变能力151
4.1 相控阵天线波束指向捷变的实现151
4.1.1 相控阵天线波束指向与波束控制数码的对应关系152
4.1.2 一维相扫雷达波束指向及其对应的波控数码155
4.1.3 天线单元不规则排列相控阵天线的波控数码计算158
4.2 不同工作状态下波控数码的计算161
4.2.1 跟踪状态时波控数码的计算161
4.2.2 跟踪状态对最小波束跃度的要求164
4.2.3 频率捷变时天线波束指向与波控数码的对应关系167
4.3 波控系统的响应时间与天线波束的转换时间168
4.3.1 搜索状态时波控系统的响应时间与天线波束转换时间169
4.3.2 跟踪状态时的波控系统响应时间与波束转换时间170
4.3.3 降低波束系统响应时间的措施170
4.4 波束控制系统的组成172
4.4.1 波束控制系统的结构172
4.4.2 波束控制系统的组成对波束捷变的影响173
4.5 相控阵雷达天线波束形状的捷变能力175
4.5.1 相控阵天线波束形状与口径照射函数的关系175
4.5.2 相控阵天线的副瓣抑制177
4.5.3 用相位加权实现天线波束形状的改变182
4.5.4 天线波束展宽的实现183
参考文献184
第5章 相控阵雷达的多工作方式185
5.1 相控阵雷达的主要性能185
5.1.1 相控阵雷达的主要战术指标185
5.1.2 影响相控阵雷达系统性能的主要技术指标194
5.2 相控阵雷达的搜索方式及其控制参数195
5.2.1 相控阵雷达搜索方式的控制参数196
5.2.2 相控阵雷达搜索数据率计算196
5.2.3 常用搜索方式198
5.3 相控阵雷达的跟踪工作方式201
5.3.1 从搜索到跟踪的过渡过程201
5.3.2 跟踪数据率与目标跟踪状态的划分203
5.3.3 边跟踪边搜索(TWS)与跟踪加搜索(TAS)工作方式204
5.3.4 跟踪时间的计算206
5.3.5 跟踪目标数目的计算207
5.4 搜索与跟踪工作方式下雷达作用距离计算208
5.4.1 脉冲雷达作用距离的形式209
5.4.2 搜索工作模式的作用距离计算210
5.4.3 跟踪工作模式的作用距离计算212
5.5 相控阵雷达工作方式的能量管理214
5.5.1 信号能量管理的调节项目与调节措施215
5.5.2 按目标远近及其目标反射面积大小进行信号能量管理216
5.5.3 搜索与跟踪状态之间的信号能量分配216
5.5.4 波束驻留数的选择与信号能量管理217
参考文献219
第6章 多波束相控阵雷达220
6.1 多波束相控阵天线的应用220
6.1.1 多波束单脉冲测角220
6.1.2 接收多波束对提高雷达抗干扰能力和生存能力的作用221
6.1.3 多波束与雷达数据率225
6.2 相控阵发射天线阵多个波束的形成方法225
6.2.1 利用时间分割原理形成多个发射波束226
6.2.2 并行发射多波束的形成227
6.3 Blass多波束形成229
6.3.1 Blass多波束形成原理229
6.3.2 Blass多波束形成的应用230
6.4 Butler多波束矩阵231
6.4.1 Butler多波束矩阵原理231
6.4.2 Butler多波束方向图的计算与特性233
6.5 接收多波束形成方法236
6.5.1 在高频形成多个接收波束的方法236
6.5.2 在中频形成多个接收波束的方法238
6.5.3 在视频与光频上形成多个接收波束239
6.6 数字多波束形成方法241
6.6.1 接收波束数字形成原理242
6.6.2 数字接收多波束形成算法244
6.6.3 采用数字波束形成时的幅相误差的补偿247
6.6.4 数字接收多波束形成技术的应用248
6.7 发射多波束的数字形成249
6.7.1 在子天线阵级别上实现发射波束的数字形成方法250
6.7.2 在天线单元级别上实现发射波束的数字形式253
6.7.3 同时多发射波束的数字形成方法254
参考文献254
第7章 有源相控阵雷达256
7.1 有源相控阵天线256
7.1.1 有源相控阵天线的应用与发展256
7.1.2 有源相控阵天线的技术特点258
7.2 发射/接收组件的功能与要求260
7.2.1 T/R组件的构成与主要功能260
7.2.2 对T/R组件的主要要求263
7.3 发射接收组件的类型及其应用264
7.3.1 射频T/R组件264
7.3.2 中频T/R组件及其应用265
7.4 数字T/R组件267
7.4.1 接收数字T/R组件268
7.4.2 数字T/R组件及其工作原理268
7.4.3 数字T/R组件的工作特点269
7.4.4 采用数字T/R组件的有源相控阵雷达的工作特点270
7.5 数字式有源相控阵天线的应用与性能272
7.5.1 在子天线阵级别上的数字式有源相控阵天线272
7.5.2 VHF波段有源相控阵雷达273
7.6 有源相控阵发射天线低副瓣性能的实现274
7.6.1 有源相控阵天线密度加权方法274
7.6.2 有源相控阵天线的相位加权方法275
7.6.3 增加发射功率放大器品种的意义275
7.6.4 按作用距离远近分段进行密度加权276
7.6.5 混合馈电结构的有源相控阵天线276
7.7 有源相控阵雷达的功率指标277
7.7.1 有源相控阵天线发射机输出总功率计算277
7.7.2 有源相控阵发射天线初级电源计算279
7.7.3 有源相控阵天线的总效率279
7.7.4 有源相控阵天线阵面散热量的计算280
7.8 有源相控阵接收天线噪声系数计算281
7.8.1 无源相控阵接收通道噪声系数的计算281
7.8.2 有源相控阵接收天线的噪声系数285
7.9 相控阵雷达接收系统动态范围计算287
7.9.1 相控阵雷达接收机动态范围287
7.9.2 相控阵雷达接收系统中各级放大器动态范围290
7.10 采用宽禁带技术的有源相控阵雷达292
7.10.1 对固态T/R组件的一些新要求与宽禁带器件特点292
7.10.2 宽禁带半导体材料在有源相控阵雷达中的应用295
参考文献299
第8章 相控阵雷达信号检测301
8.1 相控阵雷达信号检测的特点301
8.1.1 信号检测问题与相控阵雷达信号检测的灵活性301
8.1.2 相控阵雷达信号检测特点详介303
8.2 大时宽带宽积信号在相控阵雷达中的应用308
8.2.1 相控阵雷达搜索信号波形考虑308
8.2.2 线性频率调制信号的处理310
8.2.3 线性调频信号的模糊函数与时间频率耦合315
8.2.4 大时宽带宽积相位编码信号319
8.3 短脉冲串信号检测328
8.3.1 短脉冲信号序列的非相参积处理方法329
8.3.2 目标速度与信号带宽对短脉冲序列非相参积累的影响335
8.3.3 短脉冲信号序列的相参积累处理336
8.4 多门限检测方法的应用340
8.4.1 双时间门限序列检测方法341
8.4.2 双幅度门限与双时间门限序列检测方法344
8.4.3 先跟踪后检测347
8.5 多通道信号处理353
8.5.1 空间滤波353
8.5.2 空域—时域滤波357
参考文献362
第9章 相控阵雷达角度测量364
9.1 相控阵雷达角度测量方法364
91.1 雷达角度测量364
9.1.2 一维相扫三坐标雷达中的测角方法364
9.1.3 一维相扫三坐标雷达中的相位测角方法368
9.2 相控阵雷达单脉冲测角方法与角度跟踪371
9.2.1 相控阵雷达单脉冲测角的特点371
9.2.2 双波束幅度比较单脉冲测角372
9.2.3 和差波束幅度比较单脉冲测角375
9.2.4 相位比较单脉冲测角方法380
9.2.5 相位和差单脉冲测角382
9.3 相控阵单脉冲测角的精度分析387
9.3.1 双波束幅度比较法测角的精度387
9.3.2 和差波束比幅测角精度391
9.3.3 相位比较测角精度396
9.3.4 相位和差单脉冲测角精度397
9.4 相控阵雷达多通道角度测量400
9.4.1 多通道角度测量400
9.4.2 信号来波方向估计406
参考文献413
第10章 相控阵雷达的距离与速度测量415
10.1 雷达距离测量415
10.1.1 脉冲雷达距离测量415
10.1.2 相控阵雷达距离测量的特点418
10.2 距离测量的相位方法422
10.2.1 在脉冲雷达中采用相位法测距原理423
10.2.2 准连续波信号相位法测距原理424
10.2.3 测相误差对测距误差的影响425
10.3 相控阵雷达中瞬时宽带信号的距离测量426
10.3.1 相控阵天线波束扫描对提高雷达瞬时信号带宽的影响426
10.3.2 宽带信号测距方法430
10.4 相控阵雷达速度测量特点430
10.4.1 相控阵雷达测速的几种工作方式431
10.4.2 脉冲多普勒测速434
10.5 宽带脉冲信号测速441
10.5.1 采用单个宽带脉冲信号进行测速的可能性441
10.5.2 单个宽带脉冲信号的测速精度443
10.5.3 宽带相关脉冲串信号测速444
参考文献446
第11章 目标特征测量与宽带相控阵雷达技术447
11.1 相控阵雷达信息获取447
11.1.1 雷达信息获取的重要性与特点447
11.1.2 对雷达目标分类与识别的需求449
11.2 目标识别要求雷达测量提供的目标特征450
11.2.1 要求雷达提供的主要目标特征450
11.2.2 雷达提取的基本参数与特征454
11.3 相控阵雷达目标特征测量与目标分类识别456
11.3.1 相控阵技术在雷达目标分类、识别过程中的作用456
11.3.2 目标识别方法与相控阵雷达技术应用458
11.3.3 雷达目标识别的难度与相控阵技术的应用461
11.4 对宽带相控阵雷达的需求及其对雷达信号带宽的限制463
11.4.1 对宽带相控阵雷达的需求464
11.4.2 相控阵天线的瞬时带宽性能467
11.4.3 阵列天线对LFM信号调频速率的限制470
11.5 实时延迟控制的宽带相控阵天线472
11.5.1 天线单元级别上实现时间延迟补偿的作用与效果472
11.5.2 子天线阵级别上实现时间延迟补偿474
11.5.3 实时延迟的实现方法478
11.6 宽带信号的产生与处理482
11.6.1 大时宽带乘积信号的产生483
11.6.2 宽带线性调频信号时—频变换处理的原理484
11.7 宽带相控阵雷达的分辨力489
11.7.1 宽带相控阵雷达的纵向距离分辨力489
11.7.2 宽带相控阵雷达的横向距离分辨力489
11.7.3 宽带相控阵雷达的速度分辨491
11.8 相控阵雷达宽带系统的失真与修正494
11.8.1 多普勒频移与距离耦合的修正494
11.8.2 宽带信号高、低端频率的多普勒频移差异及其修正497
11.8.3 宽带高分辨信号电离层电波传播修正498
参考文献501
符号表503
缩略语507