典型的脉冲测量雷达都采用单脉冲体制，并分为相参型和非相参型两种。相参型就是发射机的载波频率和接收机的本振频率来自一个频率源，收发信号相参，具有测量目标径向速度的功能。相参型测量雷达的发射机由二至三级功率放大器组成，测速系统为目标多普勒频率的频率自动跟踪测量系统，这种系统设备大、造价高。非相参型测量雷达的发射机为振荡式，设备较简单，造价也较低。主要由以下几个部分组成：120
（1）天线系统
天线型式为旋转抛物面卡塞格伦天线，它由主反射面、副反射面和馈源组成，主反射面的作用主要是集中能量，形成一定宽度的波束，主副反射面将平面电磁波会聚到放在焦点位置的馈源上，就能接收到从轴线上目标反射回来的最大能量。
（2）馈线系统
馈线系统主要由高频加减器、高功率变级化器、低功率变级化器、TR管、俯仰交连、方位交连、功率程控器、测试网络及干燥空气充气机等组成。
发射信号时，发射机末级的输出功率经软波导、环流器、测试网络、功率程序控制器、方位交连和俯仰交连进入高功率变级化器，接着输入馈源和喇叭，然后由天线发射出去。接收信号时，从目标反射回来的信号由天线接收并经馈源进入高频加减器、变极化器后分别形成方位误差信号、仰角误差信号以及和信号。这三路信号通过三路了TR管保护器分别进入接收机的三路高放系统。
（3）发射系统
单级振荡式发射机主要由高频发生器、脉冲调制器和直流电源三部分组成。这种发射机的优点是简单和经济，相对来说也较轻便，但它的频率稳定度较差，且难以产生复杂信号。
多级主振放大式发射机主要由前级放大器、末级放大器、前级调制器、末级调制器、定时器、微波激励源及直流电源等组成。根据雷达发射机输出功率、频谱和带宽的不同要求，末级放大器可分别选用行波管、速调管或前向波管。
（4）接收系统
测量雷达通常采用单脉冲比辐式以及和一差三通道相参型接收机。接收机主要由高频部分、中视频部分、频率源、波门产生器、AGC/MGC控制回路、AFC/MFC控制回路、辅助电路及直流电源组成。
三通道单脉冲接收机要求三路接收机在动态范围内其振幅特性和相位特性相同，三路一致性好，这是接收机稳定、可靠工作的关键。
双通道单脉冲接收机避开了三路接收机的一致性要求，有利于提高雷达的可靠性，但是，随着新器件、新技术的发展和应用，三通道接收机的一致性要求已不成问题，而双通道接收机的信号处理却显得相当烦琐。当前，广泛采用的还是三通道接收机的方案。
（5）测速系统
任何一个运动目标，被雷达照射后的回波信号都将产生多普勒频率，知道了频率的大小和符号，就可以测出目标运动的径向速度和方向。测速系统就是一个高精度的频率自动跟踪测量系统。
雷达观察的目标有飞机、导弹、卫星和飞船。它们的速度大小相差一个数量级，而目标分离（如导弹级间分离、星箭分离）时，目标的加速度和加加速度都很大。因此，在设计中必须解决加速度捕获和消除测速模糊两大问题。可见，测速系统应由跟踪回路、加速度捕获电路和消除测速模糊装置三大部分组成。测速跟踪回路是一个具有窄带滤波特性的二阶自动频率跟踪系统，它跟踪回波信号频谱中的一根谱线，当跟踪的谱线是信号的主谱线时，回路就输出精度很高的多普勒频率，从而完成测量目标径向速度的任务。当跟踪的谱线是信号的旁谱线时，跟踪回路就需要调整到跟踪主谱线状态，整个过程就是消除测速模糊。消除测速模糊的方法是利用雷达测距机测出的距离值，经一阶微分得到一个速度值，这个速度值虽然精度不高，但无模糊。将此速度值与测速回路测出的速度值进行比较，并经适当的平滑处理，算出模糊度去校正跟踪回路，达到消除测速模糊的目的。这个数字处理过程一般采用不变量嵌入法。
单脉冲测量雷达的多普勒测速原理虽不难理解，但实现起来却相当困难。不仅要解决测速系统的捕获、跟踪、消除模糊及繁杂的数学问题，而且还要求雷达和应答机都相参，因此大大增加了雷达和应答机的复杂性。另外，目标运动姿态的变化、旋转和翻滚都会给测速跟踪与消除模糊造成困难。121
（6）角伺服系统
角伺服系统用来控制雷达天线方位与仰角的转动，以实现对飞行目标的角度捕获与角度跟踪。伺服系统一般由电压回路、速度回路和位置回路组成。从跟踪接收机来的角误差信号或从各种引导设备来的引导误差信号，都在位置回路以前进行方式转换，并经过位置回路、速度回路校正放大，进入电压回路在功率放大后拖动电机，使天线去捕获或跟踪目标。手控信号利用操纵杆形成速度控制信号操纵天线运动。
目前，测量雷达的位置回路和速度回路基本上都采用先进的计算机数字校正技术，调试起来极为方便。比较经典的伺服驱动方法是：用晶体管功率放大器推动功率扩大机，以直流电机拖动天线转动；也可以用可控硅放大器去推动直流电机，从而拖动天线转动；比较先进的方法是采用脉宽调制放大器推动直流电机拖动天线转动。
为了实现角度坐标的数字式输出和显示，角编码器一般选用不低于16位的光电码盘或电感移动器。
伺服系统一般都设计成二阶系统。二阶系统具有精度高、响应快、稳定性好、慢速跟踪性能平稳、操作控制简便和引导截获方式多等特点。
（7）测距系统
目前正在使用的导弹、卫星测量雷达都采用数字式测距机。数字式测距机主要由定时信号产生器、跟踪回路、距离模糊度（N值）判别装置、避盲设备、检测与截获电路、多站工作装置和信标——反射转换装置等组成。
跟踪雷达目标捕获和距离跟踪
距离跟踪是通过连续测量从发射射频脉冲起到回波信号由目标返回之间的时间延迟来实现的，并将往返的时延转换成距离单位。距离测量是雷达最精确的位置坐标的测量，一般来说，如果信噪比高，在几百英里的距离上，典型的距离精度在几米内。距离跟踪通常是用距离波门（时间门）把其他距离上的其他目标回波从误差检波的输出中消除掉，同时将想要的目标从其他目标中鉴别出来的主要方法，虽然也可使用多普勒频率和角度分辨。
一、捕获
距离跟踪器的第一个功能是捕获所需的目标。虽然这不是跟踪操作，但在典型的雷达中这是实现距离跟踪或角跟踪之前必需的第一步。对于窄波束跟踪雷达而言，为使天线波束指向目标的方向，必须具备有关目标角位置的某些信息。这个信息叫做引导数据，可以由搜索雷达或其他来源提供。引导数据可以足够精确地把窄波束指向目标或者可以要求跟踪器扫描一个较大的不确定区域。雷达距离跟踪的优点是能看到从近距离一直到雷达的最大距离上的所有目标。通常把这个距离分成小段，其中各段可以同时检验是否有目标存在。当需要波束扫描时，距离跟踪器可在短时间里（如0.1秒）检验各段情况，作出关于目标是否存在的判断。如果没有目标存在，就让波束移向新的位置。这个过程对机械式跟踪而言一般是连续的，因为机械式跟踪移动波束相当慢，所以使得在对各段距离进行检验的短时间内目标仍然留在波束宽度之内。122
与搜索雷达一样，目标捕获牵涉到要考虑实现给定的探测概率和虚警率所需的信噪比门限和积累时间。然而，与搜索雷达相比，目标捕获可使用较高的虚警率，这是因为操作员知道目标是存在的，不存在等待目标时由于虚警而使操作员疲劳的问题。最佳虚警率的选择是以电路的性能为基础的，此电路可观察各距离间隔以判断哪一个间隔中有目标回波。
一种典型的技术是使门限电压足够高，以防止大多数噪声尖峰超过门限，可是又要低得足以让弱信号通过。在各个发射脉冲之后即进行一次观察，看检验的距离间隔内是否有信号超过了门限。积累时间允许雷达在判决是否有目标存在之前进行几次这种观察。噪声和目标之间的主要区别在于超过门限的噪声尖峰是随机的，但如果有目标存在，则它超过门限就比较有规律。一种典型的系统只计算在积累时间内超过门限的次数，并在超过的次数大于雷达发射次数的一半时，就指出有目标出现。
目标一在距离上被捕获，就希望在距离坐标上跟踪目标，以提供连续的距离信息（即到目标的斜距）。适当的定时脉冲提供距离波门选通，使角跟踪电路和电动增益控制电路可仅仅顾及一个预期出现回波脉冲的短的距离间隔（或时间间隔）。距离跟踪是用类似于角跟踪器的闭环跟踪器方法完成的，它检测出距离波门对于目标回波脉冲中心的误差，并产生误差电压，然后有一个响应于这个误差电压的电路，使波门向重新对准目标回波脉冲中心的方向移动。
机载雷达的应用
在防空系统及各个级别的作战指挥系统中，机载雷达是一种能够实时、主动地获取信息的探测手段。各类机载预警雷达、机载搜索与监视雷达，由于平台升空，克服了地球曲率对雷达观察视距的限制，增加了对低空入侵飞机、低空巡航导弹及水面舰船的观察距离，给防空系统和各级作战指挥系统提供了更长的准备时间。
一、概况
在各类先进的空中作战平台（战斗机、武装直升机、轰炸机）中，雷达是充分发挥作战平台作用的倍增器。各类机载火控雷达就是飞机武器系统的重要组成部分，作战飞机的综合作战能力及先进性在很大程度上取决于机载火控雷达的性能。
利用安装在飞机平台上的测量雷达，可完成地面雷达难以实现的各种测试与评估任务，例如，对整个靶场区的大范围监视、对空面导弹和对巡航导弹等低空目标的试验，均要求将雷达安装在飞机平台上。
为适应空地一体战的需要，在空中进行全天候实时侦察并指挥地面战术弹道导弹与远程炮兵作战，使高分辨力机载合成孔径雷达（SAR）得到了迅速的发展，且具有广阔的应用前景。长波长机载合成孔径雷达还具有侦察地下目标（地下工事及地下指挥所等）的能力。
机载雷达不仅在国防建设中起着重要的作用，而且在国民经济中的作用也越来越大。随着民航事业的发展，对各种机载导航与气象雷达的需求将不断增加。机载合成孔径雷达在资源勘探管理、环境监视、灾情监视检测、森林防护和农业管理等方面均能发挥重要作用。
由于受到飞行平台的限制，与地面雷达相比，各类机载雷达对体积、重量和环境条件的要求均较严格；平台运动及强地海面杂波的影响，对雷达的技术性能（如天线副辦电平、信号频谱纯度和信号处理机的能力等）也提出了更高的要求。现代战争的特点及电子战环境还对机载雷达提出了许多新问题。
二、早期的脉冲多普勒雷达
早期的普通脉冲雷达都是利用回波脉冲的幅度检测目标的，这存在一个很大的缺陷。如果在与目标相同的距离上存在来自地面或海面产生的反射波，那么它们就在同一距离上和目标回波混叠在一起。而一般目标回波要微弱得多，例如，飞机回波比强地杂波要低几个量级，因此，目标回波就可能完全被淹没在干扰杂波中而难以发现。124
脉冲多普勒雷达检测目标时要发射一串脉冲，从一串雷达回波中提取相位信息，雷达的发射信号必须是相参的，“相参”（也叫作相干）是指雷达发射的各个脉冲信号之间应保持严格的相位关系。
脉冲多普勒雷达是通过测量回波信号与发射信号的频率偏移来检测目标的，也就是说，它是在频域上发现和识别目标的。因此，脉冲多普勒雷达接收机实际上可看作是一个实时地进行频率测试的频谱分析仪。
地面雷达以固定的大地为雷达平台，地物相对于雷达是静止不动的，从地物反射的回波没有多普勒频率偏移，只在信号中心频率附近有微小的展宽。
在雷达探测时，如目标处于主波束中，同距离的主杂波幅度往往比目标回波大得多，微弱的目标回波完全被淹没在地杂波中，此时靠幅度来检测目标几乎不可能。然而，运动目标与地面之间有相对运动，运动目标回波与杂波回波之间存在多普勒频率差异，可以在频率域内将运动目标从主杂波干扰中区分开来。
由于高度线杂波距离最近，地面垂直散射强度大，因此幅度很大。特别在载机低空飞行时，高度线杂波强度的影响就更大。但是，由于被垂直照射部分地面与载机之间的相对径向速度为零，所以回波信号多普勒频移为零，其主谱线位于载频上。这使得高度线杂波易于识别，可以在雷达接收通道中和信号处理时将其消除。
脉冲多普勒雷达与普通脉冲雷达的主要区别在于：脉冲多普勒雷达应用的是目标回波的多普勒信息，在频域上通过滤波器来分离目标和杂波，从而在强地物杂波中检测出微弱的运动目标。其主要滤波方法是：采用邻接的多普勒滤波器组将运动目标主谱线的频率范围覆盖并将其滤出。125
多普勒波束锐化和合成孔径处理技术，在机载脉冲多普勒雷达中用来实现雷达空地工作方式下的高分辨力地图测绘。它使得雷达地图测绘的清晰度突破波束宽度的限制而可以显示“地图”细节，可以用于地图匹配制导、精确攻击和武器投放。在海湾战争中，美国采用这种技术实现了“外科手术”式的对地攻击，做到了精确地攻击一座桥梁、一幢房子，大大提高了飞机的作战效能。
脉冲多普勒雷达需从信号频率域中检测目标，因此提出了这样一个要求：雷达本身产生的各种频率信号，如基准参考源、本振信号、激励信号，乃至最终的功率（发射）信号都应是高稳定的，或者说，这些频率信号相位噪声低，不应引入杂散的频率分量，在频谱上是高纯度的。
机载脉冲多普勒雷达多采用主振放大型发射机。这种发射机的频率稳定度首先取决于输入的激励信号，发射机信号和本振信号来自同一个信号源，因此有很好的相干性。设计性能良好的脉冲多普勒雷达发射机，本身具有很高的频率稳定度和纯度。在本振放大式发射机中，通常采用相位灵敏度较低的行波管。设计时对放大器工作状态的稳定性应作充分考虑。为此，对发射功率管的高压、低压和灯丝电源都要采取严格的稳定措施，对电压纹波也相应提出很高的要求。
机载预警雷达