本书分为雷达原理和雷达系统两大部分。前者包括雷达的基本组成、空域滤波处理、匹配滤波处理、杂波抑制处理、雷达目标特性、雷达目标检测、雷达方程、雷达测量和雷达跟踪，阐述了雷达的定义和功能、战技指标和系统构成，详细分析了信号处理、目标检测、目标参数测量和跟踪的原理与方法;后者包括脉冲多普勒、相控阵和合成孔径三种体制的雷达系统。整体而言，本书较好地体现了当前雷达技术发展的新趋势。

本书可作为电子工程相关专业的本科生与研究生的学习教材，可根据具体教学需求选择章节进行深入讲解;同时，本书也可作为雷达工程技术人员的专业参考书，为他们提供全面的知识与技术支持。

前 言

雷达自 20 世纪 30 年代诞生以来，经过数代科技工作者的不断努力，已经取得了显著的进步，在气象观测、航空航天、航海导航、交通监控、环境监测、地质勘探以及国防安全等众多领域发挥着不可替代的作用。随着信息技术的飞速进步和全球信息化的深入发展，雷达技术更是迎来了前所未有的发展机遇与挑战，现代雷达系统的体系结构与早期雷达相比发生了显著变化，为顺应技术发展趋势，更好地服务于高等教育，我们编写了本书。

鉴于现代雷达系统越来越趋向于 通用硬件收发前端 + 软件信号处理 架构，本书试图将雷达看作一个有源的信号采集系统，由 硬件收发前端 完成目标回波信号的采集，由 软件信号处理 实现雷达目标检测、参数测量等基本雷达功能。鉴于此，本书的组织逻辑就是以雷达工作流程（信号流程）为主线，从信号采集到信号处理，系统、全面、深入地阐述了雷达的基本原理、系统构成、关键技术和主要方法，为读者提供了雷达工程领域入门级参考教程。全书内容结构严谨，逻辑清晰，力求做到理论与实践结合，基础与前沿并重。

本书围绕雷达原理与雷达系统两大部分内容展开，共分 14 章，其中第 1～11 章为雷达原理部分，第 12～14 章为雷达系统部分。在编写过程中，我们力求语言通俗易懂，图表清晰直观，使读者能够轻松掌握雷达技术的精髓。同时，我们也注重引入最新的科研成果和技术动态，使本书内容保持与时俱进，紧跟雷达技术的发展潮流。

本书不仅可作为高等院校电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、自动化等相关专业的高年级本科生或研究生教材，也可作为雷达领域工程技术人员的参考用书。作为教材使用时，参考学时数为 50～60 学时，可根据计划学时合理选择教学内容。

本书由牛朝阳（第 1 章、第 3 章、第 7 章、第 9 章并共同完成第 2 章、第 4 章、第 5 章、第 6 章、第 8 章、第 10 章）、毛云祥（第 2 章）、李杨（第 4 章）、易先洲（第 5 章）、刘春生（第 6 章）、冯晓星（第 8 章）、李小波（第 10 章）、李志汇（第 11 章）、王伟（第 12 章、第 13 章、第 14 章）、周青松、师俊朋、李磊、孙志勇、吴伟、黄超共同完成。

特别需要说明的是，在本书编写过程中，参考了大量雷达工程技术领域的优秀文献作品，在此一并向这些文献作者表示由衷的感谢，尤其是丁鹭飞老师编著的 九五 国家重点教材《雷达原理》，一直是我们学习的榜样和无法超越的经典，在此，特别向丁老师团队致敬！

由于作者水平有限，书中难免存在一些缺点和错误，敬请广大读者批评指正。

联系方式：1540173396@qq.com。

作者2025 年 10 月于合肥

目录

第 1 章 绪论

• 1.1 雷达的定义和功能
• 1.1.1 雷达的定义
• 1.1.2 雷达的主要功能
• 1.2 雷达的基本构成
• 1.2.1 典型脉冲雷达基本组成
• 1.2.2 相控阵雷达基本组成
• 1.2.3 数字阵列雷达基本组成
• 1.3 雷达的工作原理
• 1.3.1 目标位置测量
• 1.3.2 目标速度测量
• 1.4 雷达的战技指标
• 1.4.1 雷达主要战术指标
• 1.4.2 雷达主要技术指标
• 1.5 雷达的分类与应用
• 1.5.1 雷达的分类
• 1.5.2 雷达的应用
• 1.6 雷达的历史与未来
• 1.6.1 雷达的历史
• 1.6.2 雷达的未来
• 1.7 雷达的威胁与对策
• 1.7.1 雷达对抗侦察与干扰
• 1.7.2 隐身目标
• 1.7.3 反辐射攻击
• 1.7.4 低空入侵
• 1.7.5 低慢小目标
• 1.8 本书的组织结构
• 习题一

第 2 章 雷达系统基本组成

• 2.1 雷达发射机
• 2.1.1 单级振荡式发射机
• 2.1.2 主振放大式发射机
• 2.1.3 固态发射机
• 2.1.4 发射机的技术指标
• 2.1.5 常用雷达波形
• 2.2 雷达天线
• 2.2.1 天线的主要特性
• 2.2.2 阵列天线
• 2.3 雷达接收机
• 2.3.1 超外差接收机
• 2.3.2 典型雷达接收机
• 2.3.3 接收机的性能指标
• 2.4 雷达显示终端
• 2.4.1 模拟雷达显示器
• 2.4.2 数字雷达显示器
• 2.5 雷达系统架构发展趋势
• 2.5.1 有源数字阵列
• 2.5.2 信号与信息处理中心
• 2.5.3 数字阵列雷达的技术优势
• 2.5.4 数字阵列雷达的技术难点
• 习题二

第 3 章 雷达信号处理概述

• 3.1 雷达信号表示
• 3.1.1 确定性信号与频谱
• 3.1.2 随机信号与功率谱
• 3.2 雷达信号处理的基本方法
• 3.2.1 雷达回波信号的组成
• 3.2.2 非相干处理和相干处理
• 3.2.3 雷达信号处理的时间尺度
• 3.3 雷达信号处理的主要内容
• 3.3.1 阵列信号处理
• 3.3.2 脉冲压缩
• 3.3.3 杂波抑制
• 3.3.4 目标检测
• 3.3.5 测量与跟踪
• 3.3.6 雷达成像
• 3.3.7 雷达目标的识别和分类
• 3.3.8 抗电子干扰
• 3.4 雷达信号处理的基本流程
• 3.4.1 信号调节
• 3.4.2 功能实现
• 3.5 脉冲雷达信号立方体
• 3.5.1 快时间维信号
• 3.5.2 慢时间维信号
• 3.5.3 空间维信号
• 习题三

第 4 章 空域滤波处理

• 4.1 空域滤波基本概念
• 4.2 旁瓣对消与旁瓣匿影
• 4.2.1 旁瓣对消
• 4.2.2 旁瓣匿影
• 4.3 波束形成基础
• 4.3.1 阵列雷达技术发展
• 4.3.2 阵列信号模型
• 4.3.3 波束形成基本原理
• 4.3.4 线阵数字波束形成
• 4.4 接收数字波束形成
• 4.4.1 接收 DBF 信号处理流程
• 4.4.2 矩形平面阵接收 DBF
• 4.5 发射数字波束形成
• 4.5.1 发射 DBF 信号处理流程
• 4.5.2 矩形平面阵发射 DBF
• 4.6 自适应波束形成
• 4.6.1 最小均方误差准则（MMSE）
• 4.6.2 最大信噪比准则
• 4.6.3 线性约束最小方差准则（LCMV）
• 习题四

第 5 章 匹配滤波处理

• 5.1 线性带通系统
• 5.1.1 线性带通系统的定义
• 5.1.2 窄带信号通过窄带系统
• 5.2 最佳线性滤波器
• 5.2.1 最佳线性滤波准则
• 5.2.2 匹配滤波器
• 5.2.3 色噪声背景
• 5.3 雷达测量精度和分辨力
• 5.3.1 雷达测距精度
• 5.3.2 雷达测速精度
• 5.3.3 距离分辨力
• 5.3.4 速度分辨力
• 5.4 模糊函数
• 5.4.1 模糊函数的定义
• 5.4.2 模糊函数的性质
• 5.4.3 模糊函数与分辨力的关系
• 5.4.4 模糊函数与匹配滤波器输出响应的关系
• 5.4.5 单载频矩形脉冲信号的模糊函数
• 5.5 大时宽带宽积波形
• 5.5.1 大时宽带宽积波形的特点
• 5.5.2 线性调频脉冲信号
• 5.5.3 相位编码信号
• 习题五

第 6 章 杂波抑制处理

• 6.1 雷达杂波
• 6.1.1 杂波的定义
• 6.1.2 杂波的特性
• 6.1.3 雷达杂波的主要类型
• 6.1.4 目标回波信号和杂波的频谱
• 6.2 多普勒信息采集
• 6.2.1 多普勒频率
• 6.2.2 多普勒信息提取
• 6.3 动目标显示处理
• 6.3.1 动目标显示原理
• 6.3.2 动目标显示滤波器
• 6.3.3 动目标显示质量指标
• 6.3.4 盲速及其解决方法
• 6.3.5 盲相及其解决方法
• 6.4 动目标检测处理
• 6.4.1 动目标检测滤波器结构
• 6.4.2 多普勒滤波器组的实现
• 6.4.3 多普勒滤波器组的频率响应特性
• 习题六

第 7 章 雷达目标特性

• 7.1 目标散射截面积的定义
• 7.1.1 电磁波的反射
• 7.1.2 RCS 的定义
• 7.2 影响 RCS 的因素
• 7.2.1 波长对 RCS 的影响
• 7.2.2 极化对 RCS 的影响
• 7.3 目标类型及其 RCS
• 7.3.1 分辨单元与目标分类
• 7.3.2 简单目标的 RCS
• 7.3.3 复杂目标的 RCS
• 7.4 目标起伏模型
• 7.4.1 起伏目标的完整描述
• 7.4.2 Swerling 目标起伏模型
• 7.5 RCS 相关特性
• 7.6 RCS 的确定方法
• 7.6.1 RCS 预估方法
• 7.6.2 RCS 测量技术
• 习题七

第 8 章 雷达目标检测

• 8.1 最优检测
• 8.1.1 似然比检测
• 8.1.2 最优检测准则
• 8.2 门限检测
• 8.2.1 检测原理
• 8.2.2 检测统计量
• 8.2.3 检测性能
• 8.3 单脉冲非起伏目标最佳检测器
• 8.3.1 噪声统计特性与虚警概率
• 8.3.2 信号加噪声统计特性与发现概率
• 8.3.3 最佳检测器
• 8.4 多脉冲非起伏目标最佳检测器
• 8.4.1 相干积累非起伏目标检测
• 8.4.2 非相干积累非起伏目标检测
• 8.4.3 二进制积累
• 8.5 起伏目标检测与杂波检测
• 8.5.1 起伏目标检测
• 8.5.2 杂波检测
• 8.6 恒虚警检测
• 8.6.1 噪声恒虚警检测
• 8.6.2 杂波恒虚警率检测
• 8.7 检测中的数据组合策略
• 习题八

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