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第一章相控阵雷达系统概述1

1.1 现代雷达的主要要求及相控阵技术在现代雷达中的应用2

1.1.1 C3I系统中三坐标雷达的主要要求及相控阵技术在其中的应用3

1.1.2 超远程雷达的主要要求及相控阵技术在其中的应用5

1.1.3 相控阵技术在多目标、多功能雷达中的应用9

1.2 相控阵雷达系统的组成及主要指标10

1.2.1 相控阵雷达系统的组成10

1.2.2 相控阵雷达的主要指标13

1.3.1 常用的雷达方程形式19

1.3 雷达方程和相控阵雷达的优点与潜力19

1.3.2 搜索状态下的雷达方程20

1.3.3 跟踪状态下的雷达方程22

1.4 相控阵雷达的工作方式23

1.4.1 相控阵雷达的数据率23

1.4.2 相控阵雷达的搜索方式26

1.4.3 相控阵雷达的跟踪方式29

2.1 线阵的基本特性36

2.1.1 线阵天线的方向图函数36

第二章相控阵天线原理36

2.1.2 线阵天线的基本特性40

2.2 端射线阵45

2.3 串馈线阵与频率扫描天线46

2.4 平面相控阵天线52

2.4.1 平面相控阵天线的扫描方向图53

2.4.2 平面相控阵天线的栅瓣位置56

2.4.3 阵列单元按三角形排列的相控阵天线特性57

2.5 共形阵列天线59

2.5.1 共形阵列天线的方向图计算60

2.5.2 圆形阵列的波束形成与扫描63

2.6 阵列天线中天线单元之间的互耦及其影响67

第三章相控阵天线的馈电方式72

3.1 平面相控阵天线的馈相方式和子阵划分72

3.2 相控阵天线的馈电方式77

3.2.1 强制馈电78

3.2.2 空间馈电79

3.3 波束跃度与移相器的虚位技术82

3.3.1 移相器简介82

3.3.2 波束跃度83

3.3.3 移相器的虚位技术85

3.4 随机馈相89

3.5 有限扫描阵列天线及其馈电方式93

3.5.1 有限扫描阵列天线的形式93

3.5.2 不规则子阵排列的有限扫描阵列方向图的计算96

第四章相控阵天线的波束控制98

4.1 平面相控阵天线波束控制器的基本功能98

4.2 波控系统的其他功能102

4.2.1 随机馈相对波控系统的要求102

4.2.2 天馈线相位误差的补偿103

4.2.3 频率捷变后天线波束指向的修正104

4.2.4 对移相器工作相位的监测106

4.3 天线波束形状的变化对波控系统的要求106

4.4 天线近场测试对波控系统的要求108

4.5 波控系统的响应时间110

4.6 波控系统的组成及减少设备量的措施113

4.7 波控电流的计算116

4.7.1 波控电流最大值的计算117

4.7.2 波控电流起伏的计算120

4.7.3 阵面相位参考点的选择对波控电流起伏的影响122

4.8 相控阵雷达天线的最小波束跃度125

4.8.1 波束跃度与波控数码的计算位数125

4.8.2 最小波束跃度128

4.8.3 其他情况下的波束跃度计算133

第五章相控阵天线多波束的形成134

5.1 相控阵天线多波束形成的意义134

5.2 发射天线多波束的形成方法137

5.3 两种在高频形成接收多波束的方法139

5.3.1 放大器后形成多波束的方法139

5.3.2 Blass多波束形成法141

5.4 Butler多波束矩阵142

5.4.1 Butler多波束形成原理142

5.1.2 Butler多波束的方向图147

5.4.3 Butler多波束在相控阵雷达系统中的应用150

5.5 中频接收多波束的形成154

5.6 采用光纤的接收多波束形成网络158

5.7 子天线阵级别上接收多波束的形成160

5.8 相控阵雷达接收波束的数字形成方法163

5.8.1 数字波束形成(DBF)原理164

5.8.2 数字配相多波束形成165

5.8.3 用FFT形成数字多波束168

第六章相控阵雷达的发射系统171

6.1 高功率发射信号的功率合成方式171

6.2 发射机功率放大器件的选择180

6.2.1 选择雷达发射机功率放大器件的一般考虑180

6.2.2 固态发射机的优点及其应用183

6.2.3 电真空发射机在相控阵雷达中的应用186

6.3.1 收发组件的组成188

6.3 有源固态相控阵雷达的收发组件188

6.3.2 收发组件在系统中的应用191

6.3.3 双阵面固态有源相控阵天线中的收发组件197

6.4 分布式子阵发射机之间的幅度与相位不一致性的影响199

6.5 发射机输出端馈线系统驻波的计算202

6.5.1 简单馈线系统输入端驻波的计算方法203

6.5.2 多路并联馈线系统输入端驻波的计算方法206

第七章相控阵雷达的接收系统209

7.1 相控阵雷达接收系统的组成方式209

7.1.1 组合馈电接收系统210

7.1.2 空间馈电接收系统214

7.2 相控阵雷达接收系统噪声系数的计算217

7.2.1 基本定义与公式218

7.2.2 由阵列接收系统至普通雷达接收系统的变换219

7.2.3 有一层相加网络的阵列接收系统的噪声温度计算222

7.2.4 有两层相加网络的阵列接收系统的噪声温度的计算225

7.2.5 接收系统中功率分配网络对噪声温度的贡献226

7.2.6 空间馈电接收系统的噪声温度计算227

7.3 相控阵雷达接收系统的动态范围229

7.3.1 接收信号动态范围的计算230

7.3.2 相控阵接收系统中各级放大器的动态范围234

7.4 相控阵雷达的单脉冲测角方法236

7.4.1 比幅法测角在相控阵雷达中的应用237

7.4.2 相位比较法测角及相位和差单脉冲测角239

7.4.3 幅度比较单脉冲测角在空馈阵列天线中的应用243

7.5 相位和差单脉冲接收波束的形成248

7.6 相控阵单脉冲测角的精度253

7.6.1 比幅法测角精度253

7.6.2 比相法测角精度258

7.6.3 相位和差单脉冲测角的噪声误差259

7.6.4 幅度比较单脉冲测角的精度260

7.6.5 相位和差单脉冲测角的网络误差268

第八章相控阵天线的系统性能272

8.1 雷达系统对相控阵天线副瓣的要求272

8.2 相控阵天线低副瓣性能的实现方法276

8.3 幅度加权的实现方法277

8.3.1 发射天线阵的幅度加权277

8.3.2 接收天线阵的幅度加权282

8.4 密度加权相控阵天线283

8.1.1 密度加权天线阵的应用284

8.1.2 密度加权天线阵的性能285

8.5 相位加权的实现方法292

8.6 阵列单元随机幅度与相位误差的影响294

8.6.1 阵列单元幅相误差的统计特性295

8.5.2 阵列天线波瓣的统计特性298

8.6.3 天线主瓣区域场强的概率密度函数300

8.6.4 天线副瓣区域场强的概率密度函数301

8.6.5 单元随机误差对大型阵列天线副瓣的影响302

8.6.6 单元随机误差对天线增益与波束指向的影响306

8.6.7 数字移相器量化误差的影响307

8.7 馈线驻波对幅相一致性的影响308

8.7.1 反射波强度的计算309

8.7.2 反射波对幅相一致性的影响311

8.8 天线单元幅相误差的测量与调整315

8.8.1 幅度与相位的监测方法317

8.8.2 监测系统本身幅相一致性的测试与调整322

8.9 相控阵天线的带宽问题323

8.9.1 相控阵天线对雷达信号瞬时带宽的限制323

8.9.2 实时延迟线在宽带相控阵雷达中的应用330

9.1 短脉冲序列的信号检测334

第九章相控阵雷达信号处理334

9.2 序列检测在相控阵雷达中的应用341

9.3 大时宽带宽信号在相控阵雷达中的应用343

9.3.1 线性调频信号的模糊函数344

9.3.2 相位编码信号在相控阵雷达中的应用350

9.4 脉冲多普勒信号在相控阵雷达中的应用360

9.5 相控阵雷达的多通道信号处理363

9.5.1 空间滤波与时一空二维信号处理363

9.5.2 自适应阵列信号处理370

参考文献372