反导预警雷达探测技术

随着弹道导弹及其突防技术快速发展，反导预警雷达探测技术面临严峻挑战。本书重点论述弹道导弹突防场景下目标探测关键技术，包括目标检测、抗主瓣干扰、群目标跟踪、弹道预报、资源优化调度、弹道目标综合识别等技术的功能、原理和处理流程，同时，面向未来，介绍反导预警雷达探测的新知识、新技术。 本书共6章。第1章为绪论，从弹道导弹突防措施、预警体系协同探测等需求出发，介绍国外典型的反导预警雷达系统、反导预警雷达探测技术面临的挑战和技术发展趋势等，建立反导预警雷达探测技术的整体概念。 第2章为反导预警雷达系统基础知识，介绍反导预警雷达技术体制发展概况、性能指标、系统组成与信号流程、雷达距离方程等，增强学生对反导预警雷达系统及其主要分系统的了解，培养全局观和理论联系实际的科技素养。 第3章为信号处理，主要介绍信号处理、目标检测、参数测量、抗干扰等技术的功能和原理，通过学习，掌握反导预警雷达信号处理的功能和流程，了解先进信号处理技术在雷达中的应用情况。 第4章为数据处理，主要介绍反导预警雷达数据处理系统的特点，以及多目标跟踪、弹道预报等技术的概念、流程，通过学习，了解数据处理系统的组成和功能。 第5章为资源调度与管理，主要介绍资源调度与管理的概念和功能、搜索资源管理方法、跟踪资源管理方法和任务调度方法，通过学习，掌握搜索屏设置、搜索时间、跟踪目标数目的计算方法，了解反导预警雷达的控制器和控制流程，为作战运用打下基础。 第6章为目标识别，重点介绍常用弹道导弹目标特征提取技术、分类器技术、关键事件判别技术、目标综合识别技术，以及目标识别效果评估技术的基本原理，通过学习，掌握常用的弹道导弹目标特征的物理意义，理解综合识别的方法和流程。全书结构完整，概念准确，理论联系实际，适合初学者和科研人员掌握反导预警雷达原理和工作过程。 刘俊凯、吕金建设计了撰写纲目，刘俊凯编写全书，吕金建修订了第3章内容，高婷修订了第6章内容。 本书由陈建文教授主审，刘涛、陈辉、朱新国、金宏斌、孟藏珍、江晶、欧阳琰、李健兵、马梁、任明秋、刘建勋、石斌斌、黄晓斌、王树文等专家和老师提出了宝贵的修改意见。刘俊凯有幸参与王永良院士负责的《空天预警领域信息技术发展研究》等咨询课题和项目，与王永良院士、邵银波等多次讨论使编者准确把握了弹道导弹目标探测面临的挑战、反导预警雷达探测技术发展趋势等关键内容，书中引用了相关研究成果。从讲义编印到教材出版的5年时间里，相关专业学生给予了极大的理解、宽容和支持，教师与学生的课堂时光共同见证了教材乃至学科的发展进步。在此对所有帮助本书编写的专家、老师、学生和工作人员表示衷心感谢！特别感谢华中科技大学出版社对本书高质量出版的大力支持。 本书得到国家自然科学基金重点项目（No.62231026）、相关建设项目和预研项目的支持。 限于作者水平，书中难免存在不当之处，敬请读者批评指正。

本书结合国内外反导预警雷达发展现状，系统讲述了弹道导弹目标检测、参数测量、抗干扰、目标跟踪、弹道预报、资源调度与管理、目标识别等方面的知识，涵盖了反导预警雷达系统组成和工作流程，以及信号处理、数据处理和目标识别等分系统所涉及的关键技术。 本书突出需求牵引，注重知识的系统性、原理性和前沿性，理论联系实际，通俗易懂，为雷达装备的学习和使用奠定坚实的基础，可作为雷达工程相关专业学生的教材和辅导用书，也可作为相控阵雷达及其目标探测方向科研人员的参考书。

本书结合国内外反导预警雷达发展现状，系统讲述了弹道导弹目标检测、参数测量、抗干扰、目标跟踪、弹道预报、资源调度与管理、目标识别等方面的知识，涵盖了反导预警雷达系统组成和工作流程，以及信号处理、数据处理和目标识别等分系统所涉及的关键技术。 本书突出需求牵引，注重知识的系统性、原理性和前沿性，理论联系实际，通俗易懂，为雷达装备的学习和使用奠定坚实的基础，可作为雷达工程相关专业学生的教材和辅导用书，也可作为相控阵雷达及其目标探测方向科研人员的参考书。

2012年毕业于国防科技大学电子科学学院，获博士学位，现任空军预警学院空天预警系教师，副教授资格。长期从事雷达信号处理与目标检测方面的研究，发表20余篇学术论文，获得空军军事理论优秀成果奖一、二、三等奖各1项，参编专著3部，获得学院优秀学术著作奖1项，《反导预警雷达探测技术》教材获学院优秀教材二等奖。主持国家自然科学基金1项，参与科研项目20余项。

第1章 绪论1

1.1美俄典型的反导预警雷达装备简介/1

1.1.1美国典型的反导预警雷达装备/2

1.1.2俄罗斯典型的反导预警雷达装备/17

1.2弹道导弹及其突防措施/22

1.2.1弹道导弹飞行过程/22

1.2.2弹道导弹突防措施/24

1.3反导预警雷达目标探测面临的威胁和挑战/28

1.3.1多样化目标威胁/29

1.3.2弹道导弹目标探测面临的挑战/32

1.4反导预警雷达探测技术发展趋势/33

1.5小结/34

思考题/35

第2章 反导预警雷达系统基础知识/36

2.1反导预警雷达技术体制发展概况/36

2.1.1发展历史/36

2.1.2发展趋势/42

2.2性能指标/44

2.2.1战术性能/44

2.2.2技术性能/48

2.3反导预警雷达系统组成与信号流程/49

2.4雷达距离方程/51

2.4.1雷达视线距离/51

2.4.2噪声环境下的雷达方程/52

2.4.3地海杂波环境下的雷达方程/53

2.4.4箔条杂波环境下的雷达方程/56

2.4.5电子干扰环境下的雷达方程/57

2.4.6相控阵雷达的搜索距离方程/58

2.5小结/60

思考题/61

第3章 信号处理/62

3.1信号处理技术/62

3.1.1数字波束形成/64

3.1.2大时宽带宽信号的脉冲压缩/64

3.1.3步进频率信号的合成处理/65

3.1.4认知探测处理/66

3.1.5雷达发射波形优化设计/68

3.1.6多域联合处理/69

3.2目标检测技术/70

3.2.1反导预警雷达目标检测的特点/70

3.2.2窄带通道目标检测的原理和流程/72

3.2.3检测前跟踪处理/78

3.2.4基于目标和环境信息的目标检测方法/80

3.3参数测量技术/82

3.3.1参数测量的类型/82

3.3.2距离测量/83

3.3.3角度测量/84

3.3.4高度测量/86

3.3.5速度测量/88

3.3.6RCS测量/89

3.3.7提高参数测量精度的措施/90

3.4抗干扰技术/91

3.4.1雷达抗干扰的基本概念和面临的干扰威胁/91

3.4.2干扰侦测和环境感知的原理/92

3.4.3常用抗干扰技术的原理/95

3.4.4电子干扰条件下的雷达探测效能评估/102

3.5小结/104

思考题/105

第4章 数据处理/106

4.1反导预警雷达数据处理系统的概念/106

4.1.1反导预警雷达数据处理系统的主要功能和特点/106

4.1.2数据处理系统的技术指标/109

4.2多目标跟踪技术/109

4.2.1弹道导弹的运动特性及对目标跟踪的影响/109

4.2.2多目标跟踪的概念和处理流程/111

4.2.3点迹航迹关联算法/113

4.2.4跟踪滤波算法/115

4.3群目标跟踪的基本概念/122

4.3.1群目标跟踪面临的挑战/122

4.3.2群目标跟踪方式和群的管理/123

4.4弹道预报技术/124

4.4.1弹道预报的概念和基本流程/124

4.4.2弹道滤波/125

4.4.3弹道导弹轨道根数估算/127

4.4.4解析法落点预报/129

4.4.5数值法落点预报及弹道预报/130

4.5小结/131

思考题/131

第5章 资源调度与管理/132

5.1资源调度与管理的概念/132

5.1.1雷达资源的概念/132

5.1.2资源调度与管理的功能/133

5.1.3研究进展/135

5.1.4资源调度与管理面临的挑战/135

5.2搜索资源管理方法/136

5.2.1搜索工作方式的概念/137

5.2.2搜索方式的控制参数/139

5.2.3搜索屏设置/140

5.2.4波位编排/143

5.2.5基于波形库的搜索波形调度方法/145

5.3跟踪资源管理方法/146

5.3.1跟踪工作方式的概念/147

5.3.2跟踪时间和跟踪目标数目的计算/148

5.3.3目标跟踪状态的划分/149

5.3.4多目标跟踪场景下基于波形库的波形调度方法/150

5.3.5搜索和跟踪工作方式情况下的信号能量管理/151

5.4识别资源管理方法遇到的问题/153

5.5任务调度方法/154

5.5.1任务调度的概念/154

5.5.2调度策略的分类/155

5.5.3影响自适应调度策略的主要因素/157

5.5.4自适应调度程序的设计方法/159

5.6小结/161

思考题/162

第6章 目标识别/163

6.1雷达目标识别的概念和弹道导弹不同飞行阶段的识别对象/163

6.2弹道导弹目标特征提取技术/164

6.2.1弹道特征/165

6.2.2RCS特征/165

6.2.3微动特征/168

6.2.4一维高分辨距离像特征/171

6.2.5ISAR图像特征/172

6.2.6极化特征/174

6.2.7再入特征/175

6.3分类器技术/177

6.3.1模板匹配分类器/177

6.3.2决策树分类器/178

6.3.3模糊函数分类器/178

6.3.4支持向量机/179

6.3.5神经网络分类器/180

6.4关键事件判别技术/181

6.4.1头体分离/181

6.4.2诱饵和子弹头释放/182

6.4.3弹头调姿/182

6.5目标综合识别技术/182

6.6雷达目标识别效果评估技术/183

6.7目标识别技术面临的挑战和技术展望/185

6.8小结/186

思考题/186

附录A 美国战略预警体系发展概况/187

附录B 美国反导预警体系建设大事年表/190

附录C 信息几何在信号与信息处理领域的应用/192

附录D 电子战发展现状/196

附录E 符号索引表/201

附录F 缩略语/203 

本书结合国内外反导预警雷达发展现状，系统讲述了弹道导弹目标检测、参数测量、抗干扰、目标跟踪、弹道预报、资源调度与管理、目标识别等方面的知识，涵盖了反导预警雷达系统组成和工作流程，以及信号处理、数据处理和目标识别等分系统所涉及的关键技术。 本书突出需求牵引，注重知识的系统性、原理性和前沿性，理论联系实际，通俗易懂，为雷达装备的学习和使用奠定坚实的基础，可作为雷达工程相关专业学生的教材和辅导用书，也可作为相控阵雷达及其目标探测方向科研人员的参考书。

2012年毕业于国防科技大学电子科学学院，获博士学位，现任空军预警学院空天预警系教师，副教授资格。长期从事雷达信号处理与目标检测方面的研究，发表20余篇学术论文，获得空军军事理论优秀成果奖一、二、三等奖各1项，参编专著3部，获得学院优秀学术著作奖1项，《反导预警雷达探测技术》教材获学院优秀教材二等奖。主持国家自然科学基金1项，参与科研项目20余项。