相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)是一種先進(jìn)的雷達(dá)技術(shù)，本書共分12章，包括概論、相控陣?yán)走_(dá)的主要戰(zhàn)術(shù)與技術(shù)指標(biāo)分析、相控陣?yán)走_(dá)工作方式設(shè)計(jì)與資源管理、相控陣?yán)走_(dá)天線波束的控制、相控陣?yán)走_(dá)天線與饋線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)、相控陣?yán)走_(dá)接收系統(tǒng)、多波束形成技術(shù)、有源相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)、寬帶相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)、新型高性能半導(dǎo)體器件在相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)中的應(yīng)用、微波光子相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)。作者根據(jù)多年從事相控陣?yán)走_(dá)研制工作的經(jīng)驗(yàn)與學(xué)習(xí)心得，結(jié)合近年來技術(shù)最新進(jìn)展，完成本書寫作，奉獻(xiàn)給從事相關(guān)研究、生產(chǎn)、使用和教學(xué)人員參考。
張光義(1935.9一)，中共黨員，研究員級(jí)高級(jí)工程師。1962年2月畢業(yè)于莫斯科動(dòng)力學(xué)院無線電技術(shù)系。同年回國(guó)，歷任第14研究所總體室主任，副所長(zhǎng)、總工程師，西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院信號(hào)與信息處理學(xué)科(081002)教授、博士生導(dǎo)師。他是我國(guó)第一部電掃描三坐標(biāo)雷達(dá)和第一部大型相控陣預(yù)警雷達(dá)的主要技術(shù)負(fù)責(zé)人之一，1995年后擔(dān)任載人航天工程中所需的三部大型精密跟蹤雷達(dá)和一部相控陣?yán)走_(dá)的總設(shè)計(jì)師，1997年后擔(dān)任機(jī)載雷達(dá)技術(shù)負(fù)責(zé)人，1993年獲光華基金一等獎(jiǎng)，1994年獲電子部科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。1997年當(dāng)選為中國(guó)工程院院士。
目 錄
第1章 概論001
1.1 對(duì)雷達(dá)的新需求與相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)的發(fā)展002
1.1.1 對(duì)雷達(dá)觀測(cè)任務(wù)的新需求002
1.1.2 對(duì)雷達(dá)性能的一些新要求007
1.2 相控陣天線原理010
1.2.1 相控陣線形陣列天線011
1.2.2 平面相控陣天線018
1.3 相控陣?yán)走_(dá)的特點(diǎn)與應(yīng)用023
1.3.1 相控陣天線的主要技術(shù)特點(diǎn)023
1.3.2 相控陣?yán)走_(dá)的主要工作特點(diǎn)026
1.4 相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)的發(fā)展029
1.4.1 相控陣?yán)走_(dá)的初期發(fā)展029
1.4.2 戰(zhàn)術(shù)相控陣?yán)走_(dá)的發(fā)展031
1.4.3 主要相控陣?yán)走_(dá)類型及其特點(diǎn)032
參考文獻(xiàn)034
第2章 相控陣?yán)走_(dá)主要戰(zhàn)術(shù)與技術(shù)指標(biāo)分析035
2.1 相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)的主要戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)036
2.1.1 雷達(dá)觀察空域036
2.1.2 雷達(dá)測(cè)量參數(shù)039
2.1.3 測(cè)量精度041
2.1.4 雷達(dá)的分辨率042
2.1.5 處理多批目標(biāo)的能力044
2.1.6 數(shù)據(jù)率045
2.1.7 抗干擾能力和生存能力046
2.1.8 使用性能與使用環(huán)境046
2.2 相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)047
2.2.1 工作波段選擇047
2.2.2 相控陣天線方案051
2.2.3 雷達(dá)發(fā)射機(jī)的形式053
2.2.4 信號(hào)波形053
2.2.5 測(cè)角方式055
2.3 相控陣?yán)走_(dá)作用距離055
2.3.1 脈沖雷達(dá)作用距離的幾種形式056
2.3.2 相控陣?yán)走_(dá)的搜索作用距離057
2.3.3 相控陣?yán)走_(dá)的跟蹤作用距離060
參考文獻(xiàn)062
第3章 相控陣?yán)走_(dá)工作方式063
3.1 相控陣?yán)走_(dá)數(shù)據(jù)率概念064
3.2 相控陣?yán)走_(dá)搜索方式設(shè)計(jì)065
3.2.1 搜索數(shù)據(jù)率065
3.2.2 搜索方式067
3.3 相控陣?yán)走_(dá)的跟蹤工作方式070
3.3.1 從搜索到跟蹤的過渡過程071
3.3.2 跟蹤數(shù)據(jù)率與目標(biāo)跟蹤狀態(tài)的劃分072
3.3.3 跟蹤加搜索與邊掃描邊跟蹤工作方式074
3.3.4 跟蹤時(shí)間的計(jì)算076
3.3.5 跟蹤目標(biāo)數(shù)目的計(jì)算077
3.4 相控陣?yán)走_(dá)的信號(hào)能量管理079
3.4.1 信號(hào)能量管理的調(diào)節(jié)項(xiàng)目與調(diào)節(jié)措施079
3.4.2 按目標(biāo)遠(yuǎn)近及其RCS的大小進(jìn)行信號(hào)能量管理081
3.4.3 搜索和跟蹤狀態(tài)之間的信號(hào)能量分配081
3.4.4 波束駐留數(shù)目n的選擇與信號(hào)能量管理082
參考文獻(xiàn)085
第4章 相控陣?yán)走_(dá)天線波束控制086
4.1 平面相控陣天線波束控制器的基本功能與波束控制數(shù)碼計(jì)算087
4.1.1 相控陣?yán)走_(dá)波束控制系統(tǒng)的基本功能087
4.1.2 相控陣天線波束指向與波束控制數(shù)碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系088
4.1.3 跟蹤狀態(tài)時(shí)波束控制數(shù)碼的計(jì)算091
4.2 一維相控陣天線的波束控制數(shù)碼計(jì)算094
4.2.1 一維相掃三坐標(biāo)（3D）雷達(dá)的波束控制數(shù)碼計(jì)算094
4.2.2 一維相掃兩坐標(biāo)（2D）雷達(dá)的波束控制數(shù)碼計(jì)算095
4.2.3 一維相掃兩坐標(biāo)雷達(dá)天線波束的傾斜現(xiàn)象096
4.3 波束控制系統(tǒng)的其他功能098
4.3.1 天饋線相位誤差的補(bǔ)償098
4.3.2 頻率捷變后進(jìn)行天線波束指向修正時(shí)波束控制修正碼的計(jì)算099
4.3.3 隨機(jī)饋相的實(shí)現(xiàn)100
4.3.4 天線近場(chǎng)測(cè)試時(shí)球面波的補(bǔ)償101
4.3.5 天線陣面的相位監(jiān)測(cè)102
4.3.6 相控陣天線波束形狀變化的控制103
4.4 波束控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一些技術(shù)問題103
4.4.1 波束控制系統(tǒng)的組成103
4.4.2 減少波束控制系統(tǒng)設(shè)備量的一些技術(shù)措施104
4.5 波束控制系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間與天線波束的轉(zhuǎn)換時(shí)間107
4.5.1 搜索狀態(tài)時(shí)的波束控制系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間與天線波束轉(zhuǎn)換時(shí)間107
4.5.2 跟蹤狀態(tài)時(shí)的波束控制系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間與波束轉(zhuǎn)換時(shí)間108
4.5.3 降低波束系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的措施109
4.6 波束控制電流的計(jì)算110
4.6.1 計(jì)算波束控制電流的意義110
4.6.2 相位參考點(diǎn)的選擇對(duì)波束控制電流起伏的影響111
4.7 天線單元不規(guī)則排列的相控陣天線的波束控制數(shù)碼計(jì)算112
4.7.1 天線單元隨意排列的平面相控陣天線的波束控制數(shù)碼計(jì)算113
4.7.2 環(huán)形陣天線的波束控制數(shù)碼計(jì)算114
4.8 最小波束躍度115
4.8.1 天線波束躍度與波束控制數(shù)碼的計(jì)算位數(shù)115
4.8.2 波束控制數(shù)碼的最大計(jì)算位數(shù)的上限116
4.8.3 最小波束躍度的計(jì)算117
參考文獻(xiàn)118
第5章 相控陣?yán)走_(dá)天線與饋線系統(tǒng)120
5.1 相控陣天線方案的選擇121
5.1.1 天線方案選擇的主要依據(jù)121
5.1.2 實(shí)現(xiàn)低副瓣相控陣?yán)走_(dá)天線的方法123
5.1.3 有源相控陣天線或無源相控陣天線的選擇127
5.1.4 多波束數(shù)目與波束形成方式128
5.1.5 多極化發(fā)射與接收的實(shí)現(xiàn)129
5.1.6 大瞬時(shí)信號(hào)帶寬對(duì)相控陣天線的影響130
5.2 共形相控陣天線的選擇130
5.2.1 采用共形相控陣天線的主要原因及其作用131
5.2.2 共形相控陣天線132
5.2.3 共形相控陣天線的波束控制134
5.2.4 實(shí)現(xiàn)共形相控陣天線的條件135
5.3 相控陣天線的饋電方式136
5.3.1 強(qiáng)制饋電方式136
5.3.2 空間饋電方式138
5.3.3 視頻饋電方式143
5.3.4 光纖饋電方式144
5.4 并聯(lián)饋電與串聯(lián)饋電144
5.4.1 串聯(lián)饋電方式145
5.4.2 頻率掃描天線148
5.5 平面相控陣天線饋電網(wǎng)絡(luò)的劃分及其作用151
5.5.1 平面相控陣天線按行、列方式實(shí)現(xiàn)的饋電網(wǎng)絡(luò)151
5.5.2 平面相控陣天線按小面陣方式實(shí)現(xiàn)的饋電網(wǎng)絡(luò)153
5.5.3 密度加權(quán)平面相控陣天線饋電網(wǎng)絡(luò)的劃分方法155
5.6 移相器的選擇156
5.6.1 實(shí)現(xiàn)移相器的基本原理與對(duì)移相器的主要要求157
5.6.2 用矢量調(diào)制器方法實(shí)現(xiàn)的移相器157
5.6.3 “塊移相器”的原理與應(yīng)用前景159
5.6.4 串聯(lián)移相器162
參考文獻(xiàn)164
第6章 相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)166
6.1 對(duì)高功率發(fā)射信號(hào)的需求167
6.2 高功率發(fā)射信號(hào)的實(shí)現(xiàn)方法169
6.2.1 集中式大功率發(fā)射機(jī)169
6.2.2 集中式大功率發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的效率計(jì)算171
6.2.3 發(fā)射機(jī)輸出端駐波系數(shù)計(jì)算172
6.3 分布式子天線陣發(fā)射機(jī)的應(yīng)用173
6.3.1 分布式子天線陣發(fā)射機(jī)173
6.3.2 分布式子天線陣發(fā)射機(jī)幅相一致性要求與監(jiān)測(cè)175
6.3.3 分布式子天線陣發(fā)射機(jī)系統(tǒng)對(duì)相控陣發(fā)射天線副瓣電平的影響178
6.3.4 對(duì)子天線陣發(fā)射機(jī)功率分配網(wǎng)絡(luò)的要求180
6.3.5 子天線陣發(fā)射機(jī)幅相一致性的監(jiān)測(cè)183
6.3.6 子天線陣發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的波束控制方式186
6.4 子天線陣發(fā)射機(jī)的選擇187
6.4.1 電真空子天線陣發(fā)射機(jī)187
6.4.2 固態(tài)子天線陣發(fā)射機(jī)189
6.4.3 微波功率組件子天線陣發(fā)射機(jī)191
6.5 完全分布式發(fā)射功率放大系統(tǒng)193
6.5.1 完全分布式發(fā)射機(jī)分系統(tǒng)的組成194
6.5.2 有源相控陣發(fā)射系統(tǒng)的能量指標(biāo)196
參考文獻(xiàn)199
第7章 相控陣?yán)走_(dá)接收系統(tǒng)200
7.1 相控陣?yán)走_(dá)接收系統(tǒng)的組成與特點(diǎn)201
7.1.1 組合饋電接收系統(tǒng)202
7.1.2 空間饋電接收系統(tǒng)204
7.2 單脈沖測(cè)角接收機(jī)206
7.2.1 幅度比較單脈沖測(cè)角207
7.2.2 相位比較單脈沖測(cè)角210
7.2.3 相位和差單脈沖測(cè)角212
7.3 單脈沖測(cè)角接收波束的形成方法214
7.3.1 和差接收波束的獨(dú)立形成215
7.3.2 在子天線陣級(jí)別上實(shí)現(xiàn)和差波束的獨(dú)立形成216
7.4 相控陣?yán)走_(dá)接收系統(tǒng)噪聲系數(shù)計(jì)算218
7.4.1 無源相控陣接收通道噪聲系數(shù)的計(jì)算218
7.4.2 有源相控陣接收天線噪聲系數(shù)的計(jì)算224
7.5 相控陣?yán)走_(dá)接收系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍計(jì)算225
7.5.1 相控陣?yán)走_(dá)接收系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍226
7.5.2 相控陣?yán)走_(dá)接收系統(tǒng)中各級(jí)放大器的動(dòng)態(tài)范圍230
7.5.3 壓縮動(dòng)態(tài)范圍措施232
參考文獻(xiàn)234
第8章 多波束形成技術(shù)236
8.1 多波束形成在相控陣?yán)走_(dá)中的重要作用237
8.1.1 提高數(shù)據(jù)率對(duì)形成多波束的需求238
8.1.2 接收多波束對(duì)提高雷達(dá)抗干擾能力和生存能力的作用239
8.2 相控陣發(fā)射天線多波束形成方法與應(yīng)用247
8.2.1 形成發(fā)射多波束的方法248
8.2.2 按時(shí)間先后順序生成多個(gè)發(fā)射波束248
8.2.3 并行發(fā)射多波束的形成250
8.2.4 部分孔徑發(fā)射多波束253
8.3 Blass多波束形成及其應(yīng)用254
8.3.1 Blass多波束形成原理254
8.3.2 在中頻實(shí)現(xiàn)的Blass多波束255
8.4 Butler矩陣多波束及其應(yīng)用257
8.4.1 Butler矩陣多波束原理257
8.4.2 Butler矩陣多波束方向圖的計(jì)算與特性260
8.4.3 Butler矩陣多波束的應(yīng)用263
8.5 相控陣接收天線的多波束形成方法267
8.5.1 在高頻低噪聲放大器后形成多個(gè)接收波束的方法268
8.5.2 在中頻形成多個(gè)接收波束的方法271
8.5.3 在視頻與光頻形成多個(gè)接收波束273
8.6 數(shù)字多波束形成方法275
8.6.1 數(shù)字接收多波束形成的原理276
8.6.2 用接收多波束形成的數(shù)字配相方法278
8.6.3 用FFT實(shí)現(xiàn)接收多波束的形成279
8.6.4 采用數(shù)字波束形成時(shí)幅相誤差的補(bǔ)償281
8.6.5 數(shù)字接收多波束形成技術(shù)的應(yīng)用282
8.6.6 發(fā)射天線多波束的數(shù)字形成方法286
參考文獻(xiàn)294
第9章 有源相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)296
9.1 有源相控陣?yán)走_(dá)發(fā)展簡(jiǎn)況與特點(diǎn)297
9.1.1 發(fā)展簡(jiǎn)況297
9.1.2 有源相控陣?yán)走_(dá)天線的特點(diǎn)299
9.2 T/R組件的功能與要求302
9.2.1 T/R組件的構(gòu)成與主要功能302
9.2.2 對(duì)T/R組件的主要要求306
9.3 T/R組件的類型與應(yīng)用310
9.3.1 中頻T/R組件及其應(yīng)用311
9.3.2 數(shù)字式T/R組件314
9.3.3 數(shù)字式T/R組件的工作特點(diǎn)316
9.3.4 數(shù)字式T/R組件的應(yīng)用320
9.4 有源相控陣?yán)走_(dá)低副瓣發(fā)射天線的實(shí)現(xiàn)323
9.4.1 有源相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射天線低副瓣性能的實(shí)現(xiàn)323
9.4.2 采用混合饋電結(jié)構(gòu)對(duì)降低天線副瓣電平和研制成本的意義32
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