相控阵雷达技术是一种先进的雷达技术，本书共分12章，包括概论、相控阵雷达的主要战术与技术指标分析、相控阵雷达工作方式设计与资源管理、相控阵雷达天线波束的控制、相控阵雷达天线与馈线系统的设计、相控阵雷达发射机系统、相控阵雷达接收系统、多波束形成技术、有源相控阵雷达技术、宽带相控阵雷达技术、新型高性能半导体器件在相控阵雷达技术中的应用、微波光子相控阵雷达技术。作者根据多年从事相控阵雷达研制工作的经验与学习心得，结合近年来技术最新进展，完成本书写作，奉献给从事相关研究、生产、使用和教学人员参考。
张光义(1935.9一)，中共党员，研究员级高级工程师。1962年2月毕业于莫斯科动力学院无线电技术系。同年回国，历任第14研究所总体室主任，副所长、总工程师，西安电子科技大学电子工程学院信号与信息处理学科(081002)教授、博士生导师。他是我国第一部电扫描三坐标雷达和第一部大型相控阵预警雷达的主要技术负责人之一，1995年后担任载人航天工程中所需的三部大型精密跟踪雷达和一部相控阵雷达的总设计师，1997年后担任机载雷达技术负责人，1993年获光华基金一等奖，1994年获电子部科技进步特等奖。1997年当选为中国工程院院士。
目 录
第1章 概论001
1.1 对雷达的新需求与相控阵雷达技术的发展002
1.1.1 对雷达观测任务的新需求002
1.1.2 对雷达性能的一些新要求007
1.2 相控阵天线原理010
1.2.1 相控阵线形阵列天线011
1.2.2 平面相控阵天线018
1.3 相控阵雷达的特点与应用023
1.3.1 相控阵天线的主要技术特点023
1.3.2 相控阵雷达的主要工作特点026
1.4 相控阵雷达技术的发展029
1.4.1 相控阵雷达的初期发展029
1.4.2 战术相控阵雷达的发展031
1.4.3 主要相控阵雷达类型及其特点032
参考文献034
第2章 相控阵雷达主要战术与技术指标分析035
2.1 相控阵雷达系统的主要战术指标036
2.1.1 雷达观察空域036
2.1.2 雷达测量参数039
2.1.3 测量精度041
2.1.4 雷达的分辨率042
2.1.5 处理多批目标的能力044
2.1.6 数据率045
2.1.7 抗干扰能力和生存能力046
2.1.8 使用性能与使用环境046
2.2 相控阵雷达系统的主要技术指标047
2.2.1 工作波段选择047
2.2.2 相控阵天线方案051
2.2.3 雷达发射机的形式053
2.2.4 信号波形053
2.2.5 测角方式055
2.3 相控阵雷达作用距离055
2.3.1 脉冲雷达作用距离的几种形式056
2.3.2 相控阵雷达的搜索作用距离057
2.3.3 相控阵雷达的跟踪作用距离060
参考文献062
第3章 相控阵雷达工作方式063
3.1 相控阵雷达数据率概念064
3.2 相控阵雷达搜索方式设计065
3.2.1 搜索数据率065
3.2.2 搜索方式067
3.3 相控阵雷达的跟踪工作方式070
3.3.1 从搜索到跟踪的过渡过程071
3.3.2 跟踪数据率与目标跟踪状态的划分072
3.3.3 跟踪加搜索与边扫描边跟踪工作方式074
3.3.4 跟踪时间的计算076
3.3.5 跟踪目标数目的计算077
3.4 相控阵雷达的信号能量管理079
3.4.1 信号能量管理的调节项目与调节措施079
3.4.2 按目标远近及其RCS的大小进行信号能量管理081
3.4.3 搜索和跟踪状态之间的信号能量分配081
3.4.4 波束驻留数目n的选择与信号能量管理082
参考文献085
第4章 相控阵雷达天线波束控制086
4.1 平面相控阵天线波束控制器的基本功能与波束控制数码计算087
4.1.1 相控阵雷达波束控制系统的基本功能087
4.1.2 相控阵天线波束指向与波束控制数码的对应关系088
4.1.3 跟踪状态时波束控制数码的计算091
4.2 一维相控阵天线的波束控制数码计算094
4.2.1 一维相扫三坐标（3D）雷达的波束控制数码计算094
4.2.2 一维相扫两坐标（2D）雷达的波束控制数码计算095
4.2.3 一维相扫两坐标雷达天线波束的倾斜现象096
4.3 波束控制系统的其他功能098
4.3.1 天馈线相位误差的补偿098
4.3.2 频率捷变后进行天线波束指向修正时波束控制修正码的计算099
4.3.3 随机馈相的实现100
4.3.4 天线近场测试时球面波的补偿101
4.3.5 天线阵面的相位监测102
4.3.6 相控阵天线波束形状变化的控制103
4.4 波束控制系统设计中的一些技术问题103
4.4.1 波束控制系统的组成103
4.4.2 减少波束控制系统设备量的一些技术措施104
4.5 波束控制系统的响应时间与天线波束的转换时间107
4.5.1 搜索状态时的波束控制系统的响应时间与天线波束转换时间107
4.5.2 跟踪状态时的波束控制系统响应时间与波束转换时间108
4.5.3 降低波束系统响应时间的措施109
4.6 波束控制电流的计算110
4.6.1 计算波束控制电流的意义110
4.6.2 相位参考点的选择对波束控制电流起伏的影响111
4.7 天线单元不规则排列的相控阵天线的波束控制数码计算112
4.7.1 天线单元随意排列的平面相控阵天线的波束控制数码计算113
4.7.2 环形阵天线的波束控制数码计算114
4.8 最小波束跃度115
4.8.1 天线波束跃度与波束控制数码的计算位数115
4.8.2 波束控制数码的最大计算位数的上限116
4.8.3 最小波束跃度的计算117
参考文献118
第5章 相控阵雷达天线与馈线系统120
5.1 相控阵天线方案的选择121
5.1.1 天线方案选择的主要依据121
5.1.2 实现低副瓣相控阵雷达天线的方法123
5.1.3 有源相控阵天线或无源相控阵天线的选择127
5.1.4 多波束数目与波束形成方式128
5.1.5 多极化发射与接收的实现129
5.1.6 大瞬时信号带宽对相控阵天线的影响130
5.2 共形相控阵天线的选择130
5.2.1 采用共形相控阵天线的主要原因及其作用131
5.2.2 共形相控阵天线132
5.2.3 共形相控阵天线的波束控制134
5.2.4 实现共形相控阵天线的条件135
5.3 相控阵天线的馈电方式136
5.3.1 强制馈电方式136
5.3.2 空间馈电方式138
5.3.3 视频馈电方式143
5.3.4 光纤馈电方式144
5.4 并联馈电与串联馈电144
5.4.1 串联馈电方式145
5.4.2 频率扫描天线148
5.5 平面相控阵天线馈电网络的划分及其作用151
5.5.1 平面相控阵天线按行、列方式实现的馈电网络151
5.5.2 平面相控阵天线按小面阵方式实现的馈电网络153
5.5.3 密度加权平面相控阵天线馈电网络的划分方法155
5.6 移相器的选择156
5.6.1 实现移相器的基本原理与对移相器的主要要求157
5.6.2 用矢量调制器方法实现的移相器157
5.6.3 “块移相器”的原理与应用前景159
5.6.4 串联移相器162
参考文献164
第6章 相控阵雷达发射机系统166
6.1 对高功率发射信号的需求167
6.2 高功率发射信号的实现方法169
6.2.1 集中式大功率发射机169
6.2.2 集中式大功率发射机系统的效率计算171
6.2.3 发射机输出端驻波系数计算172
6.3 分布式子天线阵发射机的应用173
6.3.1 分布式子天线阵发射机173
6.3.2 分布式子天线阵发射机幅相一致性要求与监测175
6.3.3 分布式子天线阵发射机系统对相控阵发射天线副瓣电平的影响178
6.3.4 对子天线阵发射机功率分配网络的要求180
6.3.5 子天线阵发射机幅相一致性的监测183
6.3.6 子天线阵发射机系统的波束控制方式186
6.4 子天线阵发射机的选择187
6.4.1 电真空子天线阵发射机187
6.4.2 固态子天线阵发射机189
6.4.3 微波功率组件子天线阵发射机191
6.5 完全分布式发射功率放大系统193
6.5.1 完全分布式发射机分系统的组成194
6.5.2 有源相控阵发射系统的能量指标196
参考文献199
第7章 相控阵雷达接收系统200
7.1 相控阵雷达接收系统的组成与特点201
7.1.1 组合馈电接收系统202
7.1.2 空间馈电接收系统204
7.2 单脉冲测角接收机206
7.2.1 幅度比较单脉冲测角207
7.2.2 相位比较单脉冲测角210
7.2.3 相位和差单脉冲测角212
7.3 单脉冲测角接收波束的形成方法214
7.3.1 和差接收波束的独立形成215
7.3.2 在子天线阵级别上实现和差波束的独立形成216
7.4 相控阵雷达接收系统噪声系数计算218
7.4.1 无源相控阵接收通道噪声系数的计算218
7.4.2 有源相控阵接收天线噪声系数的计算224
7.5 相控阵雷达接收系统动态范围计算225
7.5.1 相控阵雷达接收系统动态范围226
7.5.2 相控阵雷达接收系统中各级放大器的动态范围230
7.5.3 压缩动态范围措施232
参考文献234
第8章 多波束形成技术236
8.1 多波束形成在相控阵雷达中的重要作用237
8.1.1 提高数据率对形成多波束的需求238
8.1.2 接收多波束对提高雷达抗干扰能力和生存能力的作用239
8.2 相控阵发射天线多波束形成方法与应用247
8.2.1 形成发射多波束的方法248
8.2.2 按时间先后顺序生成多个发射波束248
8.2.3 并行发射多波束的形成250
8.2.4 部分孔径发射多波束253
8.3 Blass多波束形成及其应用254
8.3.1 Blass多波束形成原理254
8.3.2 在中频实现的Blass多波束255
8.4 Butler矩阵多波束及其应用257
8.4.1 Butler矩阵多波束原理257
8.4.2 Butler矩阵多波束方向图的计算与特性260
8.4.3 Butler矩阵多波束的应用263
8.5 相控阵接收天线的多波束形成方法267
8.5.1 在高频低噪声放大器后形成多个接收波束的方法268
8.5.2 在中频形成多个接收波束的方法271
8.5.3 在视频与光频形成多个接收波束273
8.6 数字多波束形成方法275
8.6.1 数字接收多波束形成的原理276
8.6.2 用接收多波束形成的数字配相方法278
8.6.3 用FFT实现接收多波束的形成279
8.6.4 采用数字波束形成时幅相误差的补偿281
8.6.5 数字接收多波束形成技术的应用282
8.6.6 发射天线多波束的数字形成方法286
参考文献294
第9章 有源相控阵雷达技术296
9.1 有源相控阵雷达发展简况与特点297
9.1.1 发展简况297
9.1.2 有源相控阵雷达天线的特点299
9.2 T/R组件的功能与要求302
9.2.1 T/R组件的构成与主要功能302
9.2.2 对T/R组件的主要要求306
9.3 T/R组件的类型与应用310
9.3.1 中频T/R组件及其应用311
9.3.2 数字式T/R组件314
9.3.3 数字式T/R组件的工作特点316
9.3.4 数字式T/R组件的应用320
9.4 有源相控阵雷达低副瓣发射天线的实现323
9.4.1 有源相控阵雷达发射天线低副瓣性能的实现323
9.4.2 采用混合馈电结构对降低天线副瓣电平和研制成本的意义32
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