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第1章 空间目标探测概述1

1.1 引言2

1.2 人类空间活动的开展3

1.2.1 地球空间分布和轨道类型4

1.2.2 空间技术发展概况4

1.2.3 空间航天器的类别与作用5

1.2.4 空间环境的现状5

1.2.5 空间碎片问题9

1.3 空间目标分类及特性11

1.3.1 空间目标分类11

1.3.2 空间目标共有的特性14

1.3.3 各类空间目标的特性15

1.4 空间目标探测的重要性和需求20

1.4.1 空间目标探测的重要性20

1.4.2 空间目标探测的需求20

1.5 空间目标探测的任务和空间监视系统的基本需求21

1.5.1 空间目标探测的任务21

1.5.2 空间监视系统的基本需求22

1.6 空间目标探测的手段23

1.6.1 空间目标的光学探测24

1.6.2 空间目标的雷达探测26

1.7 国外空间目标探测系统的发展30

1.7.1 地基雷达系统32

1.7.2 天基系统34

参考文献34

第2章 空间目标探测中的单脉冲测量雷达技术37

2.1 概述38

2.1.1 单脉冲测量雷达的发展历程38

2.1.2 单脉冲测量雷达用于空间目标探测的优点38

2.2 单脉冲测量雷达的主要战术指标39

2.3 单脉冲测量雷达系统组成40

2.4 RCS测量40

2.4.1 雷达方程41

2.4.2 RCS测量方法41

2.5 空间目标探测单脉冲测量雷达的工作方式42

2.6 空间目标探测单脉冲测量雷达的作用距离43

2.7 单脉冲测量雷达的轴线跟踪44

2.8 空间目标探测单脉冲测量雷达技术的发展趋势45

2.9 国外用于空间目标探测的单脉冲测量雷达47

参考文献48

第3章 空间目标探测中的相控阵雷达技术49

3.1 引言50

3.2 相控阵雷达在空间目标探测中的特点和功能50

3.2.1 空间目标探测相控阵雷达的特点50

3.2.2 相控阵雷达在空间目标探测中的功能51

3.3 空间目标探测相控阵雷达系统设计需求51

3.3.1 大型相控阵雷达的监视能力51

3.3.2 空间目标与雷达测量参数的有关特性52

3.4 雷达系统总体主要战术指标需求分析59

3.4.1 工作频段的选择59

3.4.2 相控阵雷达体制选择61

3.4.3 作用距离61

3.4.4 测角方法62

3.4.5 测速方法63

3.4.6 RCS测量68

3.5 空间目标探测相控阵雷达系统主要工作模式69

3.5.1 空间目标探测相控阵雷达搜索工作模式69

3.5.2 空间目标探测相控阵雷达跟踪工作模式71

3.6 空间目标探测相控阵雷达宽带信号工作模式75

3.6.1 宽窄交替工作模式76

3.6.2 宽带系统失真校准76

3.6.3 ISAR图像距离向、方位向的定标77

3.6.4 空间目标宽带信号工作模式可提取的目标特征78

3.7 空间目标探测相控阵雷达自适应控制78

3.7.1 自适应控制的约束条件78

3.7.2 自适应控制79

3.8 空间目标探测相控阵雷达电离层的校准80

3.8.1 电波传播效应81

3.8.2 探测和校准方法研究82

3.9 空间目标探测相控阵雷达标校84

3.9.1 空间目标探测相控阵雷达高测量精度的标校84

3.9.2 空间目标探测相控阵雷达RCS测量、高分辨率的标校84

3.9.3 基于同一空间目标源、多部设备协同工作的标校84

参考文献85

第4章 多基地和天基雷达空间目标探测技术87

4.1 多基地雷达用于空间目标探测88

4.1.1 作为中高轨道、深空目标探测设备88

4.1.2 作为空间目标普测设备88

4.2 大型多基地中高轨道、深空目标探测雷达90

4.2.1 探测能力90

4.2.2 系统构成91

4.3 多基地空间目标普测雷达91

4.3.1 体制选择92

4.3.2 总体设计98

4.3.3 空域覆盖和定位精度分析100

4.4 天基雷达技术106

4.4.1 天基雷达技术概述106

4.4.2 搭载专用雷达的方法107

4.4.3 各种天基系统的介绍108

参考文献111

第5章 空间目标探测雷达天线阵面技术113

5.1 大型固态有源相控阵天线技术114

5.1.1 P/L波段大型固态有源相控阵天线114

5.1.2 X及以上波段大型固态有源相控阵天线117

5.2 宽带相控阵天线技术122

5.2.1 宽带相控阵天线的制约因素122

5.2.2 子阵级延时相控阵天线的瞬时宽带特性126

5.2.3 改善延时相控阵天线副瓣的措施134

5.3 T/R组件技术137

5.3.1 T/R组件的主要技术要求137

5.3.2 组件实例139

5.3.3 T/R组件的发展趋势140

5.4 大型相控阵天线校准、测试技术142

5.4.1 大型相控阵天线的测试技术142

5.4.2 大型相控阵天线的校准技术145

参考文献148

第6章 空间目标探测雷达发射机技术149

6.1 概述150

6.2 空间目标探测雷达对发射机的要求151

6.3 空间目标探测雷达对真空管发射机的要求152

6.4 真空管发射机的主要技术参数153

6.5 真空管发射机的设计155

6.5.1 系统方案考虑155

6.5.2 真空管发射机的功率合成156

6.5.3 真空管发射机的监控技术157

6.6 空间目标探测雷达发射机设计举例158

6.6.1 大功率集中式速调管发射机设计举例158

6.6.2 空间功率合成式宽带行波管发射机设计举例171

参考文献184

第7章 空间目标探测雷达综合信息处理技术187

7.1 概述188

7.1.1 空间目标探测雷达系统的特点188

7.1.2 空间目标探测雷达的综合信息处理189

7.2 信号处理技术189

7.2.1 信号处理技术概述189

7.2.2 先进的信号处理技术190

7.2.3 信号处理机203

7.3 空间目标的跟踪处理207

7.3.1 坐标系统207

7.3.2 空间目标的运动211

7.3.3 空间目标的测量及误差212

7.3.4 空间目标跟踪原理213

7.4 空间目标的定轨技术215

7.4.1 空间目标运动学模型215

7.4.2 定轨技术216

7.5 空间目标探测相控阵雷达信息处理系统221

7.5.1 空间目标探测相控阵雷达信息处理流程221

7.5.2 空间目标探测相控阵雷达资源调度222

7.5.3 空间目标探测相控阵雷达数据库设计222

参考文献225

第8章 空间目标逆合成孔径雷达成像和空间目标识别技术227

8.1 空间目标逆合成孔径雷达成像228

8.1.1 空间目标逆合成孔径雷达成像的发展228

8.1.2 空间目标逆合成孔径雷达成像原理229

8.1.3 空间目标逆合成孔径雷达成像补偿算法230

8.1.4 空间目标逆合成孔径雷达成像算法240

8.1.5 关于空间目标逆合成孔径雷达成像算法评价249

8.1.6 总结252

8.2 目标识别技术252

8.2.1 引言252

8.2.2 目标特征和特征提取253

8.2.3 空间目标特征255

8.2.4 分类器259

8.2.5 空间目标识别方法262

8.2.6 空间目标识别技术的发展趋势274

参考文献274

第9章 国外空间目标探测雷达系统277

9.1 美国空间监视网278

9.1.1 NAVSPASUR系统279

9.1.2 AN/FPS-85相控阵雷达283

9.1.3 AN/FPS-108“丹麦眼镜蛇”（Cobra Dane）相控阵雷达284

9.1.4 其他雷达系统286

9.2 俄罗斯空间监视系统291

9.3 欧洲空间监视网296

参考文献301

第10章 空间目标探测雷达技术发展趋势303

10.1 引言304

10.2 相控阵雷达的主要技术突破305

10.3 向毫米波、W波段的发展312

10.3.1 毫米波雷达的特点及应用313

10.3.2 空间目标探测远程毫米波相控阵雷达314

10.3.3 空间目标探测远程毫米波相控阵雷达的典型应用326

10.4 多部宽带雷达相参处理330

10.4.1 多部宽带雷达数据融合331

10.4.2 分布式孔径相参处理341

参考文献348

索引351