精密跟蹤測量雷達技術

目 錄

第1章 跟蹤測量雷達系統概論 001
1.1 跟蹤測量雷達及其發展 002
1.1.1 雷達概述 002
1.1.2 雷達目標跟蹤方式 006
1.1.3 跟蹤測量雷達的發展 007
1.2 跟蹤測量雷達應用及原理 015
1.2.1 跟蹤測量雷達的應用和分類 015
1.2.2 跟蹤測量雷達組成 018
1.2.3 單脈沖跟蹤測量雷達原理和主要技術 019
1.2.4 相控陣跟蹤測量雷達原理和主要技術 024
1.3 跟蹤測量雷達目標角度測量與跟蹤方法 027
1.3.1 波束轉換技術 028
1.3.2 圓錐掃描技術 029
1.3.3 單脈沖技術 030
1.4 雷達目標距離測量與跟蹤方法 030
1.4.1 目標距離與回波延遲 031
1.4.2 脈沖法測距 031
1.4.3 頻率法測距 032
1.4.4 相位法測距 033
1.5 目標速度的測量與跟蹤方法 035
1.5.1 連續波多普勒速度測量與跟蹤 036
1.5.2 脈沖多普勒速度測量與跟蹤 036
參考文獻 037
第2章 雷達跟蹤測量理論基礎 038
2.1 跟蹤測量雷達方程 039
2.1.1 概述 039
2.1.2 基本雷達方程 040
2.1.3 反射式跟蹤測量雷達方程 041
2.1.4 應答式跟蹤測量雷達方程 043
2.1.5 信標式跟蹤測量雷達方程 043
2.2 跟蹤測量雷達的基本測量精度 044
2.2.1 探測、分辨與測量 044
2.2.2 跟蹤測量雷達參數測量模型 045
2.2.3 跟蹤測量雷達測量理論與精度 047
2.3 目標截獲與跟蹤 052
2.3.1 搜索截獲 052
2.3.2 引導 057
2.3.3 動態跟蹤 060
2.4 目標特性測量與識別 063
2.4.1 典型目標特性與分類 063
2.4.2 常見目標特性的測量方法 065
2.4.3 目標分類與識別 071
參考文獻 074
第3章 單脈沖技術體制 075
3.1 概述 076
3.2 單脈沖理論 077
3.2.1 單脈沖復比 077
3.2.2 單脈沖復比及數字處理 079
3.2.3 理想單脈沖系統模型 080
3.3 單脈沖系統基本實現形式 081
3.3.1 角度敏感器和角信息變換器 082
3.3.2 角度鑒別器 084
3.3.3 基本實現形式 088
3.4 單脈沖系統其他實現形式 092
3.4.1 誤差通道合並雙通道單脈沖系統 092
3.4.2 和差通道合並雙通道單脈沖系統 093
3.4.3 幅相組合雙通道單脈沖系統 093
3.4.4 圓錐單脈沖系統 094
3.4.5 脈沖多普勒體制下的單通道和雙通道單脈沖系統 095
參考文獻 096
第4章 跟蹤測量雷達測量精度分析 097
4.1 概述 098
4.1.1 一般要求 098
4.1.2 雷達目標的測量誤差 099
4.1.3 測量誤差的一般模型 099
4.1.4 幾種誤差表示形式 100
4.2 角度跟蹤測量誤差 101
4.2.1 與雷達相關的跟蹤誤差 102
4.2.2 與雷達相關的轉換誤差 114
4.2.3 與目標相關的跟蹤誤差 118
4.2.4 電波傳播誤差 121
4.2.5 雷達測角精度計算 125
4.3 距離跟蹤測量誤差 127
4.3.1 與雷達相關的跟蹤誤差 128
4.3.2 與雷達相關的轉換誤差 131
4.3.3 與目標相關的跟蹤誤差 132
4.3.4 電波傳播誤差 134
4.3.5 雷達測距精度計算 135
4.4 速度跟蹤測量誤差 138
4.4.1 與雷達相關的跟蹤誤差 139
4.4.2 與雷達相關的轉換誤差 141
4.4.3 與目標相關的跟蹤誤差 142
4.4.4 電波傳播誤差 143
4.4.5 雷達測速精度計算 143
4.5 RCS測量方法與誤差 145
4.5.1 RCS測量方法 145
4.5.2 RCS測量誤差 147
4.6 極化測量誤差 148
參考文獻 150
第5章 跟蹤測量雷達天線技術 151
5.1 概述 152
5.2 跟蹤測量雷達天線性能 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 單脈沖反射面天線技術 158
5.3.1 概述 158
5.3.2 單脈沖反射面天線的幾種主要形式 158
5.3.3 卡塞格倫天線設計 162
5.3.4 單脈沖拋物面天線設計舉例 170
5.3.5 單脈沖饋源技術 171
5.4 單脈沖空間饋電相控陣天線技術 177
5.4.1 概述 177
5.4.2 單脈沖空間饋電相控陣天線效率 179
5.4.3 單脈沖空間饋電相控陣饋電方式設計 181
5.4.4 單脈沖空間饋電相控陣天線陣面和單元設計 184
5.4.5 單脈沖空間饋電相控陣天線的設計舉例 191
5.5 有源相控陣天線技術 197
5.5.1 概述 198
5.5.2 有源相控陣雷達天線原理 199
5.5.3 有源相控陣天線設計 199
5.5.4 T/R組件技術 202
5.5.5 設計舉例 206
5.5.6 數字陣列天線 207
參考文獻 209
第6章 跟蹤測量雷達接收技術 210
6.1 概述 211
6.1.1 跟蹤測量雷達接收機功能 211
6.1.2 跟蹤測量雷達接收機的基本組成 212
6.1.3 跟蹤測量雷達接收機的主要技術參數 214
6.2 接收機主要指標分析 215
6.2.1 接收機靈敏度、噪聲系數 216
6.2.2 動態範圍 218
6.2.3 接收機混頻器的組合頻率乾擾 220
6.2.4 接收機各級電路增益分配 223
6.3 跟蹤測量雷達接收機測角歸一化 226
6.4 數字化接收機 228
6.4.1 數字化接收機的靈敏度 231
6.4.2 數字化接收機的動態範圍 232
6.5 寬帶接收機 236
6.5.1 寬帶接收機架構 236
6.5.2 寬帶接收機設計 239
6.5.3 寬帶接收機補償原理 240
參考文獻 246
第7章 距離跟蹤測量技術 247
7.1 概述 248
7.1.1 距離跟蹤測量原理 248
7.1.2 目標檢測原理 251
7.1.3 測距機的特點及發展 253
7.2 測距機功能、指標及組成 255
7.2.1 測距機功能 255
7.2.2 測距機指標 257
7.2.3 測距機組成 258
7.3 距離跟蹤流程設計 260
7.3.1 距離跟蹤處理流程 260
7.3.2 回波數據預處理 261
7.3.3 航跡處理 261
7.3.4 基於?-? 濾波器的距離跟蹤迴路 262
7.3.5 卡爾曼濾波器 263
7.4 距離模糊與避盲 264
7.4.1 距離模糊與距離盲區 264
7.4.2 用M序列消除距離模糊 266
7.4.3 避盲 267
7.5 應答反射轉換和多站工作 269
7.5.1 應答反射轉換和多站工作原理 269
7.5.2 應答反射轉換方法 270
7.5.3 多站工作原理 270
7.6 波束內多目標檢測與跟蹤技術 271
7.6.1 群目標檢測 272
7.6.2 多目標跟蹤 275
參考文獻 277
第8章 角度精密跟蹤伺服技術 278
8.1 概述 279
8.1.1 伺服系統作用與特點 279
8.1.2 伺服系統組成與工作原理 280
8.1.3 伺服系統技術發展 282
8.1.4 伺服系統主要技術指標 283
8.2 伺服系統設計 287
8.2.1 伺服系統靜態設計 287
8.2.2 伺服系統動態設計 298
8.2.3 船載跟蹤測量雷達伺服系統的設計 318
8.2.4 數字伺服系統 332
8.2.5 伺服系統對天線座的要求 341
8.3 伺服系統誤差分析 342
8.3.1 伺服系統穩態誤差分析 342
8.3.2 伺服系統跟蹤誤差分析 347
8.3.3 結構因素對伺服系統的影響 350
8.3.4 提高伺服系統性能的措施 353
8.4 伺服系統性能測試 359
參考文獻 363
第9章 脈沖多普勒速度跟蹤測量技術 364
9.1 概述 365
9.1.1 脈沖多普勒測速功能及原理 365
9.1.2 測速系統構成框圖 367
9.1.3 脈沖多普勒測速主要性能指標 368
9.2 脈沖多普勒跟蹤迴路及其組成 370
9.3 脈沖多普勒測速的幾個問題 373
9.3.1 高加速度運動目標的捕獲 373
9.3.2 脈沖多普勒測速模糊產生的原因 374
9.3.3 脈沖多普勒測速模糊的消除 375
9.4 其他脈沖多普勒測速方法 376
9.4.1 單載頻測速 376
9.4.2 脈沖多普勒測速 379
參考文獻 383
第10章 雷達目標特性測量技術 384
10.1 概述 385
10.2 跟蹤測量雷達運動特性測量及應用 385
10.2.1 軌道特徵測量及應用 385
10.2.2 質阻比測量及應用 387
10.2.3 微動特性測量及應用 391
10.3 跟蹤測量雷達RCS特性測量及應用 394
10.3.1 RCS測量 394
10.3.2 RCS標定 396
10.3.3 RCS特徵提取及識別應用 398
10.4 跟蹤測量雷達極化特性測量及應用 410
10.4.1 窄帶極化特性 410
10.4.2 寬帶極化特性 411
10.4.3 極化測量 412
10.4.4 極化標定 414
10.4.5 極化特性應用 422
10.5 跟蹤測量雷達寬帶特性測量及應用 426
10.5.1 目標寬帶特性表徵 426
10.5.2 高分辨率一維距離像特徵 427
10.5.3 二維ISAR像特徵 431
10.5.4 寬帶標定 434
10.5.5 寬帶特徵提取及應用 435
參考文獻 451
第11章 單脈沖精密跟蹤測量雷達系統 455
11.1 概述 456
11.2 單脈沖跟蹤測量雷達主要功能和性能 457
11.2.1 單脈沖跟蹤測量雷達的特點 457
11.2.2 單脈沖跟蹤測量雷達的主要應用 457
11.2.3 單脈沖跟蹤測量雷達的主要功能 458
11.2.4 單脈沖跟蹤測量雷達的主要性能 459
11.3 單脈沖跟蹤測量雷達系統的組成與工作原理 461
11.3.1 系統框圖與工作原理 461
11.3.2 單脈沖天線與天線座 463
11.3.3 發射機 465
11.3.4 相參頻率源與接收機 467
11.3.5 信號處理機 468
11.3.6 距離跟蹤系統（測距機） 469
11.3.7 角跟蹤伺服及傳感系統 469
11.3.8 速度跟蹤系統 470
11.3.9 數據採集與處理機 471
11.4 單脈沖跟蹤測量雷達的工作方式 471
11.4.1 截獲 471
11.4.2 跟蹤 472
11.4.3 回波選擇 473
11.4.4 多站工作 474
11.4.5 雜波對消 474
11.4.6 寬窄帶測量 474
11.5 單脈沖跟蹤測量雷達的系統設計 474
11.5.1 概述 474
11.5.2 工作頻段的選擇 475
11.5.3 雷達跟蹤距離的設計 476
11.5.4 雷達跟蹤測量精度的設計 478
11.5.5 極化選擇 485
11.5.6 信號形式的設計 485
參考文獻 487
第12章 連續波跟蹤測量雷達系統 488
12.1 概述 489
12.2 連續波跟蹤測量雷達系統主要類型 490
12.3 連續波跟蹤測量雷達系統總體設計 491
12.3.1 總體設計原則 491
12.3.2 測量體制 492
12.3.3 射頻頻段（率） 493
12.3.4 載頻調制方式 494
12.3.5 測量站站址布設 494
12.4 連續波跟蹤測量雷達系統主要組成 495
12.4.1 合作目標 495
12.4.2 地面設備 495
12.4.3 系統軟件 496
12.5 連續波跟蹤測量雷達系統基本原理 496
12.5.1 目標的捕獲與跟蹤 496
12.5.2 連續波測速原理 497
12.5.3 連續波測距原理 500
12.5.4 目標彈道解算處理 507
12.6 連續波乾涉儀跟蹤測量雷達系統設計 513
12.6.1 連續波乾涉儀跟蹤測量雷達系統的組成 513
12.6.2 測量體制選擇 514
12.6.3 載頻調制方式選擇 514
12.6.4 基帶信號設計 514
12.6.5 距離零值校準 516
12.6.6 基線傳輸 517
12.6.7 測量信息的錄取和記錄 518
12.6.8 測量準確度 518
12.7 連續波測速跟蹤測量雷達系統 519
12.7.1 連續波測速跟蹤測量雷達系統的組成 519
12.7.2 測量體制 520
12.7.3 射頻頻率選擇 520
12.7.4 信號體制 520
12.7.5 測量站布站優化 520
12.7.6 測量精度 521
參考文獻 522
第13章 相控陣跟蹤測量雷達系統 523
13.1 概述 524
13.2 相控陣跟蹤測量雷達的主要功能與性能 525
13.2.1 特點 525
13.2.2 主要應用 528
13.2.3 主要功能 528
13.2.4 主要性能 529
13.3 相控陣跟蹤測量雷達系統組成與工作原理 534
13.3.1 相控陣跟蹤測量雷達系統框圖與工作原理 534
13.3.2 相控陣天線陣面和電掃描波束控制器 537
13.3.3 收/發組件 539
13.3.4 天線座和角伺服系統 540
13.3.5 信號處理 541
13.3.6 數據處理 541
13.4 相控陣跟蹤測量雷達多目標跟蹤測量性能 542
13.4.1 電掃描範圍 542
13.4.2 多目標跟蹤數量 543
13.4.3 相控陣跟蹤測量雷達的跟蹤測量與成像 544
13.4.4 多目標跟蹤測量精度 545
13.5 相控陣跟蹤測量雷達系統工作方式 547
13.5.1 單脈沖機械跟蹤方式與電掃描跟蹤方式 547
13.5.2 相控陣雷達的跟蹤過程 548
13.5.3 多任務工作方式 550
13.5.4 信號形式設計 550
參考文獻 553