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第1章　引论1

1.1　雷达的概念1

1.2　电磁波谱及雷达频段1

1.2.1　电磁波谱1

1.2.2　雷达频段的特性2

1.3　雷达系统的分类3

1.4　雷达的起源和发展4

1.4.1　雷达的起源4

1.4.2　雷达的发展8

1.5　雷达的应用11

1.5.1　民用雷达的应用11

1.5.2　军用雷达的应用13

1.6　雷达系统及其同目标与环境的相互作用18

1.6.1　最基本的雷达系统18

1.6.2　雷达系统同目标与环境的相互作用模型19

参考文献20

第2章　电磁场与电磁波基础22

2.1　麦克斯韦方程22

2.1.1　麦克斯韦方程及其物理意义22

2.1.2　电磁场的基本性质24

2.1.3　电磁场的边界条件24

2.1.4　坡印亭定理25

2.2　时谐场27

2.2.1　相量形式的麦克斯韦方程27

2.2.2　相量形式的边界条件28

2.2.3　相量形式的坡印亭定理28

2.3　球面波和平面波29

2.4　电磁波的极化30

2.4.1　线极化30

2.4.2　圆极化31

2.4.3　椭圆极化31

2.4.4　场的极化分解32

2.5　平面波的传播33

2.6　平面波的反射、折射、绕射和散射34

2.6.1　惠更斯原理34

2.6.2 平面波的反射35

2.6.3　平面波的折射37

2.6.4　平面波的绕射37

2.6.5　平面波的散射38

参考文献38

第3章　雷达发射和接收40

3.1　雷达信号及其表示方式40

3.2　脉冲雷达与目标距离测量42

3.2.1　雷达脉冲42

3.2.2 目标距离的测量43

3.3　相参雷达与多普勒频率测量43

3.3.1　相参雷达的概念43

3.3.2 目标多普勒频率的测量45

3.4　雷达天线46

3.4.1　天线的主要参数46

3.4.2　孔径天线48

3.4.3　相控阵列天线49

3.5　雷达发射机52

3.5.1　雷达发射机的分类及特点52

3.5.2　雷达发射机的主要技术指标54

3.5.3　射频功率源55

3.5.4　脉冲调制器56

3.6　雷达接收机56

3.6.1　雷达接收机的组成56

3.6.2　超外差接收机的主要技术指标57

3.6.3　接收机的噪声系数和灵敏度58

3.7　相参雷达系统61

3.7.1　振荡频率源62

3.7.2　波形调制63

3.7.3　混频器63

3.7.4 限幅器64

3.7.5　信号解调与正交检波64

3.7.6　I/Q通道失真及其校正技术66

3.7.7　相参雷达各点信号波形小结67

参考文献68

第4章　雷达方程与目标检测69

4.1　基本雷达方程69

4.1.1　雷达方程的推导69

4.1.2　雷达方程的讨论71

4.2　噪声中的信号检测73

4.2.1　信号检测基本原理74

4.2.2　门限检测75

4.2.3　雷达脉冲的积累76

4.3　检测概率和虚警概率77

4.3.1 虚警概率77

4.3.2　检测概率78

4.3.3　提高检测概率的方法79

4.4　恒虚警检测79

4.5　对雷达方程的进一步讨论81

4.5.1 用检测因子和能量表示的雷达方程81

4.5.2　双站雷达方程82

4.5.3　雷达方程的使用83

参考文献84

第5章　雷达波形与信号处理85

5.1　匹配滤波器85

5.1.1　匹配滤波器的响应85

5.1.2　匹配滤波器对延时和多普勒频移信号的响应87

5.2　雷达模糊度函数88

5.2.1　雷达模糊度函数的定义88

5.2.2　雷达模糊度函数的性质89

5.2.3　模糊度函数的时延和多普勒切片90

5.3　雷达的分辨率90

5.3.1　雷达波形与径向距离分辨率91

5.3.2　信号带宽与距离分辨率92

5.3.3　多普勒频率分辨率93

5.4　典型雷达波形及其模糊度函数94

5.4.1　单频脉冲94

5.4.2　线性调频脉冲96

5.4.3　相干脉冲串100

5.4.4　相位编码信号103

5.4.5　模糊函数轮廓图107

5.5　数字脉冲压缩109

5.5.1　脉冲压缩的概念109

5.5.2　线性调频信号的数字脉冲压缩110

5.5.3　线性调频信号的加权处理111

5.5.4　相位编码信号的数字脉冲压缩112

5.5.5　二相巴克码信号的加权处理113

5.6　雷达自适应信号处理的概念115

5.6.1　有噪声参考信道的自适应处理116

5.6.2　无噪声参考信道的自适应处理116

5.6.3　空时自适应信号处理117

参考文献118

第6章　雷达目标120

6.1　概述120

6.2　雷达散射截面的定义121

6.3　雷达目标的三个散射区123

6.3.1　瑞利区124

6.3.2　谐振区124

6.3.3　光学区124

6.4 目标散射的极化特性125

6.4.1　极化散射矩阵125

6.4.2　线-圆极化散射矩阵变换127

6.5 目标散射中心的概念128

6.5.1　散射中心的概念128

6.5.2　散射中心的带通滤波解释130

6.6　复杂目标的高频散射机理132

6.7　几种简单目标的RCS134

6.7.1　完纯导体球134

6.7.2　矩形金属平板135

6.7.3　球头锥137

6.8 目标RCS起伏的统计模型139

6.8.1　RCS起伏的物理解释139

6.8.2　x平方分布和Swerling模型140

6.8.3　Rice分布模型142

6.8.4　对数正态分布模型142

参考文献143

第7章　雷达系统与外部环境的相互作用145

7.1　大气传播衰减145

7.1.1　地球大气层145

7.1.2　传播衰减146

7.2　大气折射的影响149

7.3　地球曲率的影响150

7.3.1　雷达直视距离150

7.3.2　擦地角的计算152

7.3.3　地球曲率产生的发散152

7.4　粗糙表面的反射和散射153

7.4.1　粗糙表面的反射153

7.4.2　郎伯反射体154

7.5　多路径效应154

7.6　地杂波156

7.6.1　散射系数156

7.6.2　照射面积A的计算157

7.6.3　地面后向散射系数与表面粗糙度的关系158

7.6.4　地面后向散射系数随擦地角的变化158

7.6.5　地面后向散射系数随频率的变化159

7.6.6　地面后向散射系数的极化特性159

7.6.7　半经验模型160

7.7　海杂波160

7.7.1　海面后向散射系数随擦地角及条件变化160

7.7.2　海面后向散射系数的极化特性161

7.7.3　海面后向散射系数与风速及风向的关系161

7.7.4　海杂波散射系数半经验模型162

7.8　体散射杂波164

7.9　杂波的内部调制谱165

7.9.1　高斯频谱模型165

7.9.2　幂次律模型165

7.9.3　指数律模型166

7.10　外部噪声167

7.10.1　大气噪声167

7.10.2　宇宙噪声168

参考文献168

第8章　雷达尺度测量和目标跟踪170

8.1　雷达测距170

8.1.1 目标距离测量170

8.1.2　最大不模糊距离171

8.1.3　测距精度172

8.2　雷达测速174

8.2.1 多普勒频率及速度的测量174

8.2.2　机载雷达目标的多普勒频率分析175

8.2.3　最大不模糊多普勒频率（速度）177

8.2.4　雷达测频（测速）精度178

8.3　雷达“测不准”原理178

8.3.1　雷达时间信号同其频谱之间的关系178

8.3.2　雷达“测不准”原理180

8.4　雷达测角181

8.4.1　波束切换和圆锥扫描181

8.4.2　单脉冲雷达182

8.4.3　雷达测角精度183

8.4.4　雷达测距、测速和测角的共同点184

8.5　雷达跟踪184

8.5.1　雷达跟踪的分类184

8.5.2　距离跟踪185

8.5.3　角度跟踪186

8.5.4 目标噪声对测量和跟踪的影响187

参考文献188

第9章　脉冲多普勒雷达与处理190

9.1　基本概念190

9.2　运动平台和目标的多普勒特性191

9.2.1　PD雷达的多普勒频移191

9.2.2　PD雷达的回波192

9.2.3　杂波对消195

9.2.4　多普勒滤波器组195

9.3　测距和测速模糊的解算197

9.3.1　测距模糊的解算198

9.3.2　“幻影”问题199

9.3.3　测速模糊的解算200

9.3.4　遮挡的消除201

9.4　延时线对消器202

9.4.1　延时线对消器的响应203

9.4.2　杂波衰减因子203

9.4.3　MTI改善因子205

9.4.4　杂波中的可见度（SCV）205

9.4.5　多级延时线对消器及其实现结构205

9.5　MTI雷达206

9.5.1　MTI雷达工作原理206

9.5.2　“盲相”问题206

9.5.3　数字MTI处理器207

9.5.4　运动平台的MTI雷达208

9.5.5　杂波多普勒中心频率的补偿209

9.5.6　杂波多普勒展宽的补偿209

9.6　PD雷达低重频方式211

9.6.1　低重频PD雷达的回波211

9.6.2　低重频PD雷达的目标检测212

9.6.3　最佳滤波器213

9.6.4　PD雷达低重频方式的信号处理214

9.7　PD雷达中重频方式215

9.7.1 中重频PD雷达的回波215

9.7.2　中重频PD雷达的目标检测215

9.7.3　中重频PD雷达的信号处理216

9.7.4　PD雷达中重频方式的一些说明216

9.8　PD雷达高重频方式217

9.8.1　高重频PD雷达的回波218

9.8.2　高重频PD雷达的目标检测218

9.8.3　高重频PD雷达的信号处理219

9.8.4　PD雷达高重频方式的一些说明220

9.8.5　PD雷达不同重频工作方式的比较220

参考文献221

第10章　高分辨率雷达成像与处理222

10.1　雷达的径向距离高分辨率222

10.1.1　步进频率波形与合成高分辨率距离像223

10.1.2　LFM波形和展宽处理225

10.2　雷达的横向距离分辨率229

10.2.1　旋转目标的多普勒230

10.2.2　横向距离分辨率230

10.3　转台目标的距离—多普勒成像232

10.3.1 目标复反射率函数232

10.3.2　旋转目标的距离—多普勒二维成像233

10.3.3　二维FFT算法235

10.3.4　滤波—逆投影算法235

10.4　逆合成孔径雷达成像及其运动补偿236

10.5　合成孔径雷达成像239

10.5.1　实孔径雷达（RAR）和合成孔径雷达（SAR）的比较239

10.5.2　SAR成像模式240

10.5.3　SAR成像雷达的参数选择问题242

10.6　干涉合成孔径雷达成像244

10.6.1　InSAR高程测量的基本原理245

10.6.2　InSAR高程测量的过程246

参考文献250