监视雷达技术

监视雷达主要指地面对空监事雷达，是应用最早、使用最广泛的雷达。是国土防空系统的主要装备，发挥对空探测、警戒引导、航路监视等作用。本书系统介绍监视雷达基本理论、系统设计、关键技术和典型应用，基于工程实践整理和选编了大量具有参考价值的设计理念和实例分析。

王小谟(1938年11月11日-2023年3月6日)，上海市金山区金山卫镇人，中国著名雷达专家，中国现代预警机事业的开拓者和奠基人，被誉为"中国预警机之父"。1961年毕业于北京工业学院(现北京理工大学)，1995年当选中国工程院院士，2009年获国家科技进步特等奖。2010年获全国百名优秀共产党员称号， 2011年荣获五一劳动奖章; 2013年1月18日荣获2012年度国家最高科学技术奖。王小谟从事雷达研制工作50余年，先后主持研制过中国第一部三坐标雷达等多部世界先进雷达，在国内率先力主发展国产预警机装备，提出中国预警机技术发展路线图，构建预警机装备发展体系，主持研制中国第一代机载预警系统，引领中国预警机事业实现跨越式、系列化发展，并迈向国际先进水平。2023年3月6日14时06分，王小谟因病医治无效在北京逝世，享年84岁。

目 录 

第1章 概论 001 
1.1 概述 002 
1.1.1 监视雷达的概念 002 
1.1.2 监视雷达的发展历程 004 
1.1.3 中国监视雷达的发展 005 
1.2 监视雷达的工作原理与系统组成 009 
1.2.1 监视雷达的工作原理 009 
1.2.2 监视雷达的系统组成 012 
1.3 监视雷达的主要性能指标 017 
1.3.1 工作频率 017 
1.3.2 威力覆盖范围 023 
1.3.3 分辨率和精度 027 
1.3.4 数据率 031 
1.3.5 抗干扰能力 032 
1.3.6 目标容量 032 
1.3.7 目标识别能力 032 
1.3.8 雷达可使用度 034 
1.4 监视雷达的使命任务 034 
参考文献 034 
第2章 监视雷达作用距离计算 036 
2.1 雷达方程 037 
2.1.1 单基地雷达方程 037 
2.1.2 单基地雷达方程修正因子 039 
2.1.3 单基地搜索雷达方程 042 
2.1.4 单基地跟踪雷达方程 043 
2.1.5 有源干扰下的单基地雷达方程 043 
2.1.6 无源干扰下的单基地雷达方程 046 
2.1.7 组合干扰下的单基地雷达方程 050 
2.1.8 双基地雷达方程 051 
2.1.9 外辐射源雷达方程 052 
2.1.10 多输入多输出雷达方程 055 
2.1.11 无源雷达方程 056 
2.2 工程计算方法 057 
2.2.1 常用工程计算方法 057 
2.2.2 系统噪声功率计算 064 
2.2.3 系统损失计算 070 
参考文献 087 
第3章 监视雷达信号检测与跟踪 088 
3.1 信号检测基础 089 
3.1.1 匹配滤波器 090 
3.1.2 虚警概率与检测概率 093 
3.1.3 脉冲串积累检测 098 
3.1.4 目标RCS起伏 103 
3.2 自动检测处理 113 
3.2.1 概述 113 
3.2.2 非相参积累检测 118 
3.2.3 滑窗检测 122 
3.2.4 序贯检测 127 
3.2.5 恒虚警率检测 129 
3.2.6 检测前跟踪 135 
3.2.7 宽带检测技术 139 
3.3 目标跟踪 142 
3.3.1 多目标跟踪 142 
3.3.2 机动目标跟踪 151 
3.3.3 慢速目标跟踪 154 
3.3.4 杂波区目标跟踪 155 
参考文献 157 
第4章 监视雷达的杂波抑制 158 
4.1 概述 159 
4.2 杂波类型及其特性 160 
4.2.1 地杂波 162 
4.2.2 海杂波 168 
4.2.3 气象杂波 175 
4.2.4 箔条杂波 182 
4.2.5 仙波 185 
4.3 杂波抑制处理 188 
4.3.1 杂波抑制基本方法 188 
4.3.2 杂波抑制性能指标 190 
4.3.3 CFAR处理 193 
4.4 改善因子的计算及其限制 197 
4.4.1 杂波内部起伏对改善因子的限制 198 
4.4.2 雷达参数对改善因子的限制 200 
4.4.3 系统改善因子的计算 209 
4.5 监视雷达杂波抑制设计 210 
4.5.1 天线波束设计 210 
4.5.2 系统动态范围 212 
4.5.3 杂波图和系统虚警的控制 213 
4.5.4 切向运动和慢速目标的处理 214 
4.5.5 监视雷达杂波抑制设计实例 215 
参考文献 220 
第5章 监视雷达反对抗技术 221 
5.1 概述 222 
5.1.1 现代战争的特点 222 
5.1.2 雷达面临的对抗威胁 223 
5.2 监视雷达的ECCM设计 237 
5.2.1 ECCM总体设计 238 
5.2.2 天线ECCM设计 238 
5.2.3 发射机ECCM设计 239 
5.2.4 接收机ECCM设计 239 
5.2.5 信号处理ECCM设计 240 
5.2.6 数据处理ECCM设计 243 
5.2.7 雷达组网ECCM技术 244 
5.3 监视雷达ECCM效能评估 244 
5.3.1 抗干扰改善因子 245 
5.3.2 综合抗干扰能力 245 
5.3.3 抗干扰品质因素 246 
5.3.4 压制系数 247 
5.3.5 自卫距离 247 
5.4 监视雷达的反隐身技术 248 
5.4.1 目标的雷达隐身技术 249 
5.4.2 反隐身技术 250 
5.5 监视雷达的反ARM技术 255 
5.5.1 ARM简介 255 
5.5.2 雷达的反截获技术 259 
5.5.3 雷达反ARM技术 262 
5.5.4 雷达诱饵技术 263 
5.5.5 ARM告警技术 270 
参考文献 272 
第6章 监视雷达系统设计 273 
6.1 空域覆盖设计 274 
6.1.1 能量优化配置 274 
6.1.2 能量利用因子 277 
6.1.3 空域覆盖设计 281 
6.2 时间资源设计 286 
6.2.1 雷达资源的约束关系 286 
6.2.2 驻留时间与搜索波束数 287 
6.2.3 数据率与波束宽度 289 
6.3 精度设计与误差分析 291 
6.3.1 基本概念 291 
6.3.2 测距误差 294 
6.3.3 方位误差 296 
6.3.4 仰角误差 298 
6.3.5 测速误差 305 
6.4 工作频率选择 307 
参考文献 309 
第7章 三坐标监视雷达 310 
7.1 概述 311 
7.1.1 三坐标雷达的概念 311 
7.1.2 三坐标雷达的高度计算 313 
7.2 频率扫描三坐标雷达 314 
7.2.1 频率扫描原理 315 
7.2.2 单波束脉间频率扫描三坐标雷达 319 
7.2.3 多波束脉内频率扫描三坐标雷达 320 
7.2.4 多波束脉间频率扫描三坐标雷达 322 
7.3 堆积多波束三坐标雷达 323 
7.3.1 堆积多波束原理 324 
7.3.2 抛物面堆积多波束三坐标雷达 326 
7.3.3 阵列多波束三坐标雷达 330 
7.4 相位扫描三坐标雷达 333 
7.4.1 相位扫描原理 333 
7.4.2 单波束相位扫描三坐标雷达 334 
7.4.3 多波束相位扫描三坐标雷达 337 
7.4.4 频率相位扫描三坐标雷达 340 
7.5 数字波束形成三坐标雷达 341 
7.5.1 数字波束形成原理 341 
7.5.2 数字波束形成三坐标雷达 342 
7.6 发展前景 346 
参考文献 348 
第8章 数字阵列监视雷达 349 
8.1 概述 350 
8.1.1 数字阵列雷达基本原理 350 
8.1.2 数字阵列雷达技术的特点 352 
8.2 系统设计 354 
8.2.1 系统组成 354 
8.2.2 主要工作模式的波束设计 355 
8.2.3 关键技术 358 
8.3 波束形成技术 360 
8.3.1 接收DBF技术 360 
8.3.2 发射DBF技术 364 
8.4 有源阵面技术 368 
8.4.1 数字阵列雷达天线设计技术 369 
8.4.2 数字收/发系统与DAM设计 375 
8.4.3 通道幅/相校正技术 384 
8.5 先进设计与处理技术 389 
8.5.1 系统能量分布与多功能模式设计 390 
8.5.2 先进处理技术 395 
8.6 发展前景 400 
参考文献 401 
第9章 双基地和MIMO监视雷达 403 
9.1 双基地监视雷达 404 
9.1.1 双基地雷达基本原理 405 
9.1.2 双基地雷达的电子对抗能力 417 
9.2 目标的双基地RCS 422 
9.2.1 点目标的双基地RCS 422 
9.2.2 隐身目标的双基地RCS 424 
9.3 双基地雷达的关键技术 427 
9.3.1 时间、相位和空间同步技术 427 
9.3.2 显示校正技术 433 
9.3.3 数据融合处理技术 435 
9.4 双基地雷达的应用 438 
9.4.1 区域防御双/多基地雷达 438 
9.4.2 反隐身栅栏雷达 439 
9.4.3 分布式协同探测双基地雷达 440 
9.5 MIMO监视雷达 441 
9.5.1 典型MIMO雷达系统 442 
9.5.2 正交编码 442 
9.5.3 脉冲与孔径综合 443 
9.5.4 系统分辨性能 446 
9.6 SIAR系统的组成与性能 446 
9.6.1 SIAR的系统组成 447 
9.6.2 SIAR的基本性能 448 
9.7 SIAR信号处理分系统 450 
9.7.1 处理方案 451 
9.7.2 幅/相校正 451 
9.7.3 距离模糊函数 453 
9.7.4 长时间相干积累 454 
9.7.5 自适应数字波束形成 456 
9.8 SIAR系统和发展前景 458 
9.8.1 试验系统 458 
9.8.2 发展前景 462 
参考文献 463 
第10章 外辐射源监视雷达 464 
10.1 目标定位原理 465 
10.1.1 单源目标定位原理 465 
10.1.2 多源目标定位原理 466 
10.1.3 距离和的测量 467 
10.1.4 角度测量 468 
10.2 可用外辐射源分析 469 
10.2.1 调频广播信号 469 
10.2.2 模拟电视信号 474 
10.2.3 OFDM调制数字广播电视信号 478 
10.3 系统组成 483 
10.4 关键技术 484 
10.4.1 直达波与多径干扰抑制技术 484 
10.4.2 弱信号相干检测技术 492 
10.5 参数测量精度 493 
10.5.1 距离和测量精度 493 
10.5.2 角度测量精度 494 
10.5.3 接收距离测量精度 494 
10.6 发展前景 495 
参考文献 497 
第11章 监视雷达总体工程设计 498 
11.1 总体工程设计 499 
11.1.1 雷达系统框图的拟定 499 
11.1.2 各分系统方案和指标的确定 500 
11.1.3 全机主要时序的确定 504 
11.1.4 全机控制关系的确定 505 
11.1.5 全机接口关系的约定 507 
11.1.6 通信和外部接口设计 509 
11.1.7 连接线缆设计 510 
11.2 可靠性和维修性设计 512 
11.2.1 可靠性的基本概念 512 
11.2.2 可靠性模型 514 
11.2.3 可靠性预计和指标分配 516 
11.2.4 可靠性设计 520 
11.2.5 维修性设计 524 
11.3 BITE设计 526 
11.3.1 BITE的意义和作用 526 
11.3.2 BIT的基本方法 528 
11.3.3 性能监视内容 530 
11.3.4 故障的诊断和隔离 530 
11.3.5 监测点的设置 532 
11.4 供配电设计 533 
11.4.1 供电分配 534 
11.4.2 初级电源的选择 534 
11.4.3 低压电源的选择 535 
参考文献 536 
缩略语 538

监视雷达主要指地面对空监事雷达，是应用最早、使用最广泛的雷达。是国土防空系统的主要装备，发挥对空探测、警戒引导、航路监视等作用。本书系统介绍监视雷达基本理论、系统设计、关键技术和典型应用，基于工程实践整理和选编了大量具有参考价值的设计理念和实例分析。

王小谟(1938年11月11日-2023年3月6日)，上海市金山区金山卫镇人，中国著名雷达专家，中国现代预警机事业的开拓者和奠基人，被誉为"中国预警机之父"。1961年毕业于北京工业学院(现北京理工大学)，1995年当选中国工程院院士，2009年获国家科技进步特等奖。2010年获全国百名优秀共产党员称号， 2011年荣获五一劳动奖章; 2013年1月18日荣获2012年度国家最高科学技术奖。王小谟从事雷达研制工作50余年，先后主持研制过中国第一部三坐标雷达等多部世界先进雷达，在国内率先力主发展国产预警机装备，提出中国预警机技术发展路线图，构建预警机装备发展体系，主持研制中国第一代机载预警系统，引领中国预警机事业实现跨越式、系列化发展，并迈向国际先进水平。2023年3月6日14时06分，王小谟因病医治无效在北京逝世，享年84岁。