图1雷达基本工作原理：有雷达发射机产生的电磁波经收发开关后传输给天线，由天线定向辐射于空间中。电磁波在大气中近似光速传播，如目标恰好位于定向天线的波束内，则他将要截取一部分电磁波。目标将截取的电磁波向各个方向散射，其中一部分散射的能量朝向雷达接收方向。雷达天线搜集到这部分散射的电磁波后，经传输线和收发开关反馈给接收机。接收机将这微弱的信号放大并经信号处理后即可获取所需信息，并将结果送至终端显示。 1.1.1天线
脉冲雷达的天线是收发公用的，高速开关装置，发射时，天线与发射机接通，并与接收机断开，以免强大的发射功率进入接收机把接收机高放混频部分烧毁；接收时，天线与接收机接通，并与发射机断开，以免微弱的接收功率因发射机旁路而减弱。收发开关属于高频馈线中的一部分。
1.1.2发射机
为雷达系统提供一种满足特定要求的大功率发射信号，经过馈线和收发开关并由天线辐射到空间。
两种类型：直接振荡式（磁控管振荡器），在脉冲调制器控制下产生的高频脉冲功率被直接馈送到天线；功率放大式（主振放大式），高稳定度的频率源作为频率基准，在低功率电平上形成所需波形的高频脉冲串作为激励信号，在发射机中予以放大并驱动末级功率来馈给天线。
1.1.4终端设备
距离显示器：一维（距离维）显示方式，画面表现方式为：用屏幕上光点距参考点的水平偏移量表示目标的斜距，光点的垂直偏转幅度表示目标回波的强度。平面显示器：二维（距离-方位维），方式：用平面上光点的位置表示目标的平面位置坐标，光点的亮度表示目标回拨的强度。属于亮度调制显示器。高度显示器：二维（距离-仰角或距离-高度维）：用平面点光的横坐标表示距离，纵坐标表示目标仰角或高度。
1.2雷达的任务
目标物的位置：方位角、水平距离、高度
目标斜距R、方位角、仰角
测方位原理：目标方位角：指真北与雷达和目标联线在水平面上投影的夹角
1.2.1目标角的测量：方位角、仰角，利用天线的方向性来实现的。雷达天线将电磁能量汇集在窄波束内，当天线对准目标时，回波信号最强。当目标偏离天线波束轴时回波信号减弱（虚线），根据接收回波信号最强的天线波束指向就可以确定目标的方向，这就是角坐标的测量原理。天线波束指向实际上也是辐射波的波前方向。
物理基础：直线传播；天线定向收、发。
波束越窄，天线的方向性越好。但是在设计和制造过程中，雷达天线不可能把所有能量全部集中在理想的波束之内，在其它方向上存在着泄漏能量的问题。能量集中在主波束中，我们常常形象地把主波束称为主瓣，其它方向上由泄漏形成旁瓣。为了覆盖宽广的空间，需要通过天线的机械转动或电子控制，使雷达波束在探测区域内扫描。
雷达工作频率：200----10000MHz。
测角的方法
关联成像
相位法测角利用多个天线所接收的回波信号之间的相位差进行测角。如果用相位比较器进行比相，测出相位差ψ，就可以确定目标方向θ。
1.3分雷达类
（1）按定位方法可分为：有源雷达、半有源雷达和无源雷达。
（2）按装设地点可分为；地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。
（3）按辐射种类可分为：脉冲雷达和连续波雷达。
（4）按工作被长波段可分：米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其它波段雷达。
（5）按用途可分为：目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。
单、双/多基地雷达
普通雷达的发射机和接收机安装在同一地点，而双/多基地雷达是将发射机和接收机分别安
装在相距很远的两个或多个地点上，地点可以设在地面、空中平台或空间平台上。由于隐身飞行器外形的设计主要是不让入射的雷达波直接反射回雷达，这对于单基地雷达很有效。但入射的雷达波会朝各个方向反射，总有部分反射波会被双/多基地雷达中的一个接收机接收到。美国国防部从七十年代就开始研制、试验双/多基地雷达，较著名的“圣殿”计划就是专门为研究双基地雷达而制定的，已完成了接收机和发射机都安装在地面上、发射机安装在飞机上而接收机安装在地面上、发射机和接收机都安装在空中平台上的试验。俄罗斯防空部队已应用双基地雷达探测具有一定隐身能力的飞机。
相控阵雷达
我们知道，蜻蜓的每只眼睛由许许多多个小眼组成，每个小眼都能成完整的像，这样就使得蜻蜓所看到的范围要比人眼大得多。与此类似，相控阵雷达的天线阵面也由许多个阵元组成，单元数目和雷达的功能有关，可以从几百个到几万个。这些单元有规则地排列在平面上，构成阵列天线。辐射单元把接收到的回波信号送入主机，完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量。每个天线单元除了有天线振子之外，还有移相器等必须的器件。不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的电流，从而在空间辐射出不同方向性的波束。天线的
单元数目越多，则波束在空间可能的方位就越多。这种雷达的工作基础是相位可控的阵列天线，“相控阵”由此得名。有源相控阵雷达和无源相控阵雷达的区别是就是无源是只有单个或者几个发射机子阵元只能接收，而有源是每个阵元都有完整的发射和接收单元！
五、相控阵雷达的特点 相控阵雷达之所以具有强大的生命力，因为它优胜于一般机械扫描雷达。它具有以下特点：
（1）能对付多目标。因此，适用于多目标、多方向、多层次空袭的作战环境。
（2）功能多，机动性强。
（3）反应时间短、数据率高。
（4）抗干扰能力强。布线槽
（5）可靠性高。相控阵雷达的阵列组较多，且并联使用，即使有少量组件失效，仍能正常工作，突然完全失效的可能性最小。此外，随着固态器件的发展，格控阵雷达的固态器件越来越多，甚至已生产出全固态儿控阵雷达，如美国的。“爱国者”雷达，其天线的平均故障间隔时间高达15万小时，即使有10％单元损坏也不会影响雷达的正常工作。
宽带／超宽带雷达
工作频带很宽的雷达称为宽带／超宽带雷达。隐身兵器通常对付工作在某一波段的雷达是有效的，而面对覆盖波段很宽的雷达就无能为力了，它很可能被超宽带雷达波中的某一频率的电磁波探测到。另一方面，超宽带雷达发射的脉冲极窄，具有相当高的距离分辨率，可探测到小目标。目前美国正在研制、试验超宽带雷达，已完成动目标显示技术的研究，将要进行雷达波形的试验
合成孔径雷达SAR
合成孔径雷达通常安装在移动的空中或空间平台上，利用雷达与目标间的相对运动，将雷达在每个不同位置上接收到的目标回波信号进行相干处理，就相当于在空中安装了一个“大个”的雷达，这样小孔径天线就能获得大孔径天线的探测效果，具有很高的目标方位分辨率，再加上应用脉冲压缩技术又能获得很高的距离分辨率，因而能探测到隐身目标。
依次从第一个到第n个阵元发射和接收，并把每个阵元上接收的回波信号全部储存起来，然后进行叠加处理，效果类似于长线阵同时收发。用一个小天线沿着长线阵的轨迹等速移动
并辐射相参信号，记录下的接收信号并进行处理，就能获得一个相当于很长天线方向高分辨力。
工激光雷达
工作在红外和可见光波段的雷达称为激光雷达。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。隐身兵器通常是针对微波雷达的，因此激光雷达很容易“看穿”隐身目标所玩的“把戏”；再加上激光雷达波束窄、定向性好、测量精度高、分辨率高，因而它能有效地探测隐身目标。激光雷达在军事上主要用于靶场测量、空间目标交会测量、目标精密跟踪和瞄准、目标成像识别、导航、精确制导、综合火控、直升机防撞、化学战剂监测、局部风场测量、水下目标探测等。自制自慰器
MUSIC算法是一种基于矩阵特征空间分解的方法。从几何角度讲，信号处理的观测空间可以分解为信号子空间和噪声子空间，显然这两个空间是正交的。信号子空间由阵列接收到的数据协方差矩阵中与信号对应的特征向量组成，噪声子空间则由协方差矩阵中所有最小特征值（噪声方差）对应的特征向量组成。MUSIC算法就是利用这两个互补空间之间的正
交特性来估计空间信号的方位。噪声子空间的所有向量被用来构造谱，所有空间方位谱中的峰值位置对应信号的来波方位。MUSIC算法大大提高了测向分辨率，同时适应于任意形状的天线阵列，但是原型MUSIC算法要求来波信号是不相干的。
MUSIC步骤：
1.阵列的接收数据得到数据协方差矩阵R，（最大似然估计）
2.对R进行特征分解
3.由R的特征分解进行信号源数判断
4.确定信号子空间和噪声子空间
5.根据信号参数范围由式进行谱峰搜索
6.出极大值点对应的角度就是信号入射方向。
2.1 宽带信号DOA估计算法
基于不相干信号的处理方法（ISM）：将宽带数据分解到不重叠频带上的窄带数据；然后对每个频带进行窄带信号子空间处理，从而获得初始角度的估计；再通过对这些初始数据的组合得到最终结果。但是这种算法不能得到满意的结果，主要是因为计算量大、无法估计相干信号源。
基于相干信号的处理方法（CSM）：把频带内不重叠的频率点上信号空间聚焦到参考频点，聚焦后得到单一频点的数据协方差，在应用窄带信号处理方法进行DOA估计。相比ISM优点：运算量小、处理相干信号、精度高。
1.1.1 天线
• 强方向性 集中能量获得较大的观测距离
天线波瓣度越窄，精度、分辨力越高
• 收发公用直流无刷风扇
1.1.2 雷达发射机
• 任务功能
为雷达系统提供一种满足特定要求的大功率发射信号，经过馈线和收发开关并由天线辐射到空间
• 分类 直接振荡式，功率放大式
1.1.3 雷达接收机的任务和基本组成
• 任务 不失真的放大所需的微弱信号，抑制不需要的其他信号（噪声、干扰等）
• 基本组成
1.1.4 终端设备 距离显示器 平面显示器 高度显示器
1.2 雷达任务
Radio Detection Ranging 无线电探测和测距
• Direction 基本任务：探测目标并测量坐标
• Distance S=CT/2 Speed
1.2.1 Measurement of Direction
can总线电路
• 雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。
• 目标的方向：目标的角坐标 DOA
• 雷达测角的物理基础：电波在均匀介质中传播的直线性和雷达天线的方向性
• 提高测量精度方法：增加天线尺寸、波束变窄。
• 测角精度= 1/10波束宽度
1.2.1 测角方法
• 振幅法测角 相位法测角
利用多个天线所接收回波信号之间的相位差进行测角
2 宽带信号DOA估计算法
• 基于不相干信号的处理方法（ISM） 多重信号分类算法（MUSIC）
• 基于相干信号的处理方法（CSM） TCT、RSS、SST、LS类算法
2.1 MUSIC算法
• 传统MUSIC算法变速箱线束
• 提出改进型MUSIC算法
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