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第1章 绪论 1

1-1 雷达探测原理 1

1-2 船用雷达基本组成 2

1-2-1 船用雷达基本组成及原理 3

1-2-2 现代船用雷达的组成及特点 5

1-3 雷达工作波段及特点 6

1-3-1 微波工作波段 6

1-3-2 微波工作波段的特点 6

1-4 雷达测量原理 6

1-4-1 测距原理 7

1-4-2 测方位原理 9

1-4-3 测速原理 10

1-4-4 目标高度测量 11

1-5 现代雷达工作体制 11

1-5-1 常规脉冲雷达 11

1-5-2 脉冲压缩雷达 12

1-5-3 单脉冲雷达 12

1-5-4 相控阵雷达 13

1-5-5 脉冲多普勒雷达 14

1-5-6 合成孔径雷达 14

1-6 雷达分类及用途 15

1-6-1 军用 15

1-6-2 民用 16

1-6-3 科研 16

1-7 雷达发展简史 16

第2章 船用雷达发射机 18

2-1 概述 18

2-1-1 发射机任务 18

2-1-2 基本组成 18

2-2 主要技术指标 19

2-3 磁控管振荡器 21

2-3-1 多腔磁控管的结构及特点 21

2-3-2 磁控管振荡器工作原理 22

2-3-3 磁控管的使用与维护 24

2-4 脉冲调制器 26

2-4-1 任务及主要技术指标 26

2-4-2 软性开关脉冲调制器 28

2-4-3 刚性开关脉冲调制器 30

2-4-4 固态刚管脉冲调制器 32

2-4-5 磁开关脉冲调制器 34

2-4-6 发射机技术现状与趋势 39

2-5 雷达发射机技术指标测试 40

2-5-1 各类真空管发射机和全固态高功率发射机技术参数的测试 40

2-5-2 船用雷达发射机主要技术参数的测试 41

第3章 微波传输线及天线系统 45

3-1 概述 45

3-2 波导与同轴电缆 46

3-2-1 波导 46

3-2-2 同轴电缆 50

3-2-3 微波传输中波导与同轴电缆的比较 51

3-3 雷达天线 51

3-3-1 主要技术指标 51

3-3-2 天线结构、原理分类及特点比较 53

3-3-3 辐射电磁波的极化类型及特点比较 57

3-4 天线收发转换开关 58

3-4-1 收发开关的作用 58

3-4-2 收发开关的分类及原理 58

3-5 天线及馈线系统的参数测试 61

3-5-1 驻波系数S的测试 62

3-5-2 天线方向图的测试 62

3-5-3 天线增益的测试 66

3-6 船用雷达隙缝波导天线新技术及趋势 67

3-6-1 天线技术的发展现状 67

3-6-2 天线技术的发展趋势 68

第4章 船用雷达接收机 69

4-1 船用雷达接收机的组成 69

4-1-1 收发开关 69

4-1--2 高频放大器 71

4-1-3 混频器 73

4-1-4 微波固态本机振荡器 77

4-1-5 中频放大器 82

4-1-6 检波和视频放大器 85

4-2 船用雷达接收机的主要技术指标 85

4-2-1 灵敏度 85

4-2-2 工作频带宽度 86

4-2-3 增益 88

4-2-4 工作稳定性 88

4-2-5 抗干扰性 88

4-2-6 恢复时间 88

4-2-7 动态范围 88

4-3 接收机的噪声系数及灵敏度 89

4-3-1 接收机噪声系数 89

4-3-2 噪声系数和噪声温度 90

4-3-3 接收机灵敏度 94

4-4 最佳通频带和通频带的选择 96

4-4-1 最佳通频带 96

4-4-2 接收机通频带的选择 96

4-5 混频器 97

4-5-1 混频器构成原理 97

4-5-2 混频器的参数测量 101

4-6 中频放大器 104

4-6-1 任务及主要技术指标 104

4-6-2 中频放大器电路构成及特性 106

4-6-3 按振幅特性分类 111

4-6-4 中频放大器的结构、调试 117

4-7 脉冲检波器与视频放大器 122

4-7-1 脉冲检波器 122

4-7-2 前置视频放大器 125

4-8 接收机的功能控制电路 126

4-9 接收机参数测试 129

4-9-1 接收机噪声系数的测试 129

4-9-2 接收机灵敏度的测试 130

4-9-3 接收机恢复时间 131

4-10 雷达接收机的发展现状及未来展望 132

4-10-1 雷达接收机发展现状 132

4-10-2 雷达接收机未来展望 133

第5章 雷达信号处理 135

5-1 雷达信息处理综述 135

5-1-1 雷达信号、数据的三级处理 136

5-1-2 雷达信息的数字化终端设备 137

5-1-3 雷达信号、数据处理的任务、技术指标与组成 138

5-2 雷达杂波模型 141

5-3 雷达杂波处理 149

5-3-1 接收机内部噪声的处理 149

5-3-2 雨雪干扰抑制处理 149

5-3-3 同频雷达干扰解相关处理 151

5-3-4 海杂波处理 152

5-3-5 接收与信号处理系统 161

第6章 雷达信号自动检测 163

6-1 概述 163

6-2 数字式自动检测原理 163

6-2-1 组成原理框图 163

6-2-2 自动检测原理 164

6-3 滑窗检测器 167

6-4 小滑窗检测器 169

6-4-1 小滑窗检测器的结构特征 170

6-4-2 小滑窗加计数检测器的原理结构 170

6-5 最佳自动检测技术 171

6-5-1 最佳检测器 171

6-5-2 最小可检测信噪比 174

第7章 雷达目标数据录取 177

7-1 雷达目标数据录取的基本原理 177

7-2 目标数据的录取 177

7-2-1 目标距离数据的录取 177

7-2-2 目标方位数据的录取 178

7-2-3 方位数据的录取 180

7-2-4 录取目标数据的传送方式 180

7-2-5 人工录取 180

7-2-6 全自动录取 182

7-2-7 自动录取的辅助控制 183

7-2-8 自动录取的优缺点 184

7-2-9 自动录取目标的主要技术指标 185

7-3 计算机目标录取处理 186

7-3-1 录取处理流程 186

7-3-2 影响目标位置参数录取精度的诸因素 186

第8章 雷达目标自动跟踪 193

8-1 概述 193

8-2 航迹相关与航迹外推 193

8-2-1 航迹相关 194

8-2-2 航迹外推 196

8-3 滤波与跟踪 196

8-4 运用变增益α-β滤波器实现目标自动跟踪 198

8-4-1 引言 198

8-4-2 滤波方程与预测方程 199

8-4-3 运算流程与滤波跟踪 201

8-5 运用常增益?β滤波器实现目标自动跟踪 208

8-5-1 引言 208

8-5-2 滤波与预测方程的矩阵表达式及运算流程 208

8-5-3 等效传递函数 209

8-5-4 系统稳定性 210

8-5-5 暂态特性 211

8-5-6 滤波估值精度 211

8-5-7 滤波系数α、β值的确定 214

8-5-8 相关波门尺寸的计算与自适应调整 218

8-5-9 α-β-γ滤波器简介 224

8-5-10 卡尔曼滤波 225

8-5-11 船用雷达ARPA存在的局限性 227

第9章 雷达目标参数计算与危险判断 232

9-1 目标运动参数的计算 232

9-1-1 目标航向、航速的计算 232

9-1-2 目标真航速、真航向的计算 234

9-1-3 各种显示形式的矢量换算 235

9-2 危险预测参数的计算 236

9-2-1 碰撞参数CPA、TCPA的计算 237

9-2-2 可能碰撞点PPC的计算 237

9-3 危险判断与报警 241

9-3-1 利用CPA、TCPA进行危险判断与报警 242

9-3-2 利用警戒环进行危险判断与报警 243

9-3-3 利用ppC、PAD进行人工危险判断 244

9-3-4 目标跟踪丢失的危险判断与报警 244

第10章 船用雷达终端显示器 245

10-1 概述 245

10-2 船用雷达显示器件 245

10-2-1 阴极射线管CRT 245

10-2-2 液晶显示器LCD 249

10-2-3 LCD液晶显示与CRT显示技术特点的比较 251

10-3 径向圆扫描平面位置显示器 252

10-3-1 动圈式PPI 253

10-3-2 定圈式平面显示器 267

10-3-3 视频再定时显示 271

10-4 光栅扫描显示系统 275

10-4-1 概述 275

10-4-2 光栅显示原理及主要质量指标 275

10-4-3 CRT光栅扫描显示系统 278

10-4-4 LCD光栅扫描显示系统 280

10-4-5 雷达接口信息处理原理 282

10-4-6 光栅扫描现实的优点及局限性 284

10-4-7 雷达/ARPA数字信号与液晶显示器LCD之间的连接 285

10-5 基于通用计算机与显示卡的船用雷达光栅扫描显示器 287

10-6 真运动显示系统 288

10-6-1 真运动显示原理 289

10-6-2 数字式真运动显示系统 293

第11章 船用雷达性能 296

11-1 雷达使用性能 296

11-1-1 用途 296

11-1-2 探测范围 297

11-1-3 最大作用距离 299

11-1-4 最小作用距离 322

11-1-5 测距误差 324

11-1-6 测方位误差 333

11-1-7 距离分辨率 338

11-1-8 方位分辨率 339

11-2 雷达技术性能 341

11-2-1 工作波长λ的选择 341

11-2-2 脉冲宽度τ的选择 344

11-2-3 脉冲重复频率f的选择 345

11-2-4 发射脉冲功率Pt的选择 346

11-2-5 天线波束宽度θH0.5 346

11-2-6 天线增益GA的选择 348

11-2-7 天线转速nA的选择 349

11-2-8 天线极化形式 351

11-3 雷达性能监视器 352

11-3-1 辐射、接收总性能监视器 352

11-3-2 收发机监视器 353

11-4 船用雷达技术现状及发展趋势 355

11-4-1 隙缝波导天线技术现状与发展趋势 355

11-4-2 发射机技术现状与趋势 357

11-4-3 接收与信号处理系统 357

11-4-4 数据处理与显示系统 358

11-4-5 船用雷达的局限性及未来展望 360

第12章 雷达在航海中的应用 362

12-1 雷达定位 362

12-1-1 正确选择物标的原则 362

12-1-2 回波识别和物标辨认 362

12-1-3 准确测距与测方位的要领 364

12-1-4 雷达定位方法及精度 364

12-2 雷达导航 365

12-2-1 距离避险线 366

12-2-2 方位避险线 366

12-2-3 雷达导航的注意事项 367

12-3 影响雷达回波正图像正常观测的诸因素 367

12-3-1 扇形阴影区 367

12-3-2 各种假回波 368

12-3-3 干扰杂波 370

12-4 雷达航标 372

12-4-1 雷达角反射器 372

12-4-2 雷达方位信标 373

12-4-3 雷达应答标 374

12-5 船舶交通管理（VTS）雷达 375

12-5-1 VTS发展概况 375

12-5-2 新型VTS构成系统 375

12-5-3 VTS系统中的雷达子系统的基本功能 376

12-5-4 VTS的AIS岸基 377

12-6 其他辅助设备 377

12-6-1 回波增幅器 377

12-6-2 雷达救生火箭 378

12-6-3 搜救雷达应答器 378

第13章 船载自动雷达标绘仪（ARPA） 379

13-1 普通船用雷达用于船舶避碰及其局限性 379

13-1-1 普通船用雷达在船舶避碰中的应用 379

13-1-2 普通船用雷达用于船舶避碰时的局限性 383

13-2 基本ARPA系统的构成原理 383

13-2-1 传感器 384

13-2-2 ARPA系统的组成及各部分作用 384

13-2-3 ARPA系统的分类及特点 386

13-2-4 按显示器扫描方式不同分类 387

13-3 船用雷达/ARPA系统的性能要求及标准 388

13-3-1 船用雷达使用性能要求及标准 388

13-3-2 ARPA显示系统主要性能要求及标准 389

13-4 图像图形信息处理 392

13-4-1 主要功能 392

13-4-2 原理框图 393

13-4-3 工作原理 393

13-4-4 一次图像信息的处理 394

13-4-5 二次图像信息的处理 395

13-4-6 图像图形信息的叠加与显示 396

13-5 各种传感信号预处理 396

13-5-1 雷达信号预处理 396

13-5-2 罗经信号处理 409

13-5-3 计程仪信号的处理 413

13-6 自动报警与系统测试 416

13-6-1 自动报警系统 416

13-6-2 系统测试功能 418

13-7 试操船 419

13-7-1 概述 419

13-7-2 试操船的显示特征 420

13-7-3 试操船的方法 420

13-7-4 使用试操船功能应注意的事项 421

13-8 ARPA的外围设备及要求 422

13-8-1 外围设备 422

13-8-2 要求 422

13-9 ARPA的优点及局限性 423

13-9-1 ARPA的优点 423

13-9-2 ARPA系统误差源及其影响 424

13-9-3 ARPA系统的局限性 430

13-10 ARPA的功能键及运用 433

13-10-1 ARPA的功能键 433

13-10-2 正确开机及初始数据的设置方法 434

13-10-3 ARPA的基本功能 434

13-10-4 ARPA的附加功能 435

13-10-5 ARPA的避碰应用 436

13-10-6 ARPA用于碰撞危险估计 437

13-10-7 ARPA用于求取避让措施 437

13-10-8 利用ARPA协助避让应注意的事项 438

13-10-9 ARPA发展新技术 438

13-11 AIS和ECDIS综合显示 438

13-11-1 概述 438

13-11-2 AIS在雷达中的应用 439

13-12 雷达/ARPA与AIS综合应用的实例 443

13-12-1 AIS显示功能 443

13-12-2 激活AIS目标 443

13-12-3 取消AIS目标 444

13-12-4 显示AIS信息 444

13-12-5 AIS短信息功能 446

13-12-6 显示本船信息 446

13-12-7 设置AIS过滤区 446

13-12-8 设置AIS报警条件 446

第14章 ARPA信息的终端显示 448

14-1 ARPA系统综合信息的显示 448

14-1-1 概述 448

14-1-2 数据显示器 448

14-1-3 综合信息显示器 449

14-1-4 各种显示方式、特点 452

14-2 显示控制 456

第15章 船用多传感器信息的融合及应用 463

15-1 概述 463

15-2 多传感器信息融合原理 464

15-2-1 多传感器信息的融合概述 464

15-2-2 多传感器信息的融合处理的基本原理 465

15-3 多传感器信息的融合系统的功能和结构模式 466

15-3-1 系统功能模型 466

15-3-2 检测级结构 468

15-3-3 分布式CFAR检测与融合 469

15-4 多传感器信息融合处理技术在航海中的应用 473

15-4-1 船用雷达与船载AIS的目标信息特征 474

15-4-2 船载AIS和船用雷达/ARPA性能特点比较及目标数据融合处理 478

15-4-3 多传感信息融合技术在船舶交通管理系统中的应用 485

15-4-4 多传感信息融合技术在船舶避碰中的应用 489

15-4-5 AIS信息在电子海图背景上显示 491

15-5 对异构系统多传感信息融合的若干要求 496

15-5-1 对各异构系统多传感信息在一个系统中进行信息融合的要求 496

15-5-2 船用导航仪器的接口标准 497

附录 船用雷达设备性能标准（修订） 498

参考文献 513