超視距雷達技術

前言

　　雷達在第二次世界大戰(zhàn)中得到迅速發(fā)展，為適應戰(zhàn)爭需要，交戰(zhàn)各方研制出從米波到微波的各種雷達裝備。戰(zhàn)后美國麻省理工學院輻射實驗室集合各方面的專家，總結二戰(zhàn)期間的經驗，于1950年前后出版了雷達叢書共28本，大幅度推動了雷達技術的發(fā)展。我剛參加工作時，就從這套書中得益不少。隨著雷達技術的進步，28本書的內容已趨陳舊。20世紀后期，美國Skolnik編寫了雷達手冊，其版本和內容不斷更新，在雷達界有著較大的影響，但它仍不及麻省理工學院輻射實驗室眾多專家撰寫的28本書的內容詳盡?！　∥覈睦走_事業(yè)，經過幾代人40余年的努力，從無到有，從小到大，從弱到強，許多領域的技術已經進入了國際先進行列?？偨Y這些成果，為我國今后的雷達事業(yè)發(fā)展做點貢獻是我長期以來的一個心愿，在出版社的鼓勵下，我和張光義院士倡導并擔任主編，由中國電子科技集團公司負責組織編寫了這套“雷達技術叢書”（以下簡稱“叢書”）。它是我國眾多專家、學者長期從事雷達科研的經驗總結，具有較好的系統(tǒng)性、新穎性和實用性。

內容概要

本書是“雷達技術叢書”中有關超視距雷達工程技術的一本專著。本書從超視距雷達的各種特性（環(huán)境特性、傳播特性、目標特性、干擾特性及信號檢測特性等）分析入手，闡述了超視距雷達的主要性能、應用范圍及設計特點，并按電波傳播途徑的不同分別敘述了天波超視距雷達、地波超視距雷達與微波雷達大氣波導超視距探測工程設計的難點及解決的途徑。針對三類雷達的需求，提供了工程設計所需要的大量資料，形成了新的寫作體系。?　　本書既可以作為從事雷達技術研究、設計和應用的科技工作者、管理人員和雷達技術領域專業(yè)人員的參考書，也可以作為高等院校電子信息工程專業(yè)以及信息、電波傳播與通信工程學科的教師、學生的教學參考用書。

作者簡介

周文瑜，江西奉新人。1964年畢業(yè)千北京航空學院，畢業(yè)后一直供職于南京電子技術研究所，研究員級高級工程師。先后從事雷達抗干擾技術研究、雷達信號處理技術研究、雷達新體制研究及雷達總體的研制工作。所主持的雙／多基地雷達、超視距雷達及雷達反隱身技術研究等多項科技成果分別獲得國家級科技進步二等獎2項，部級科技進步一等獎2項。部級科技進步二等獎及光華科技基金二等獎各1項，在國內外會議和刊物上發(fā)表論文數十篇。1992年開始事受政府特殊津貼。

書籍目錄

第1章  超視距雷達概論　1.1  概述　1.2  超視距雷達的電波傳播方式　　1.2.1  地（海）面繞射波傳播　　1.2.2  天波返回散射波傳播　　1.2.3  大氣波導波傳播　1.3  超視距雷達系統(tǒng)的性能與應用　　1.3.1  天波雷達的性能與應用　　1.3.2  地波雷達的性能與應用　　1.3.3  微波大氣波導超視距雷達的性能和應用　1.4  超視距雷達的設計特點　　1.4.1  技術特性　　1.4.2  設計特點　　1.4.3  關鍵技術　1.5  超視距雷達發(fā)展史　　1.5.1  天波雷達發(fā)展史　　1.5.2  地波雷達的發(fā)展史　　1.5.3  微波雷達的大氣波導超視距探測進展概況　參考文獻第2章  高頻雷達目標特性　2.1  概述　2.2  目標散射能量特性　　2.2.1  目標的RCS的定義　　2.2.2  RCS特性與波長關系　2.3  目標RCS的預估方法　　2.3.1  矩量法　　2.3.2  時域方法　　2.3.3  經驗近似計算方法　2.4  目標特性測量　　2.4.1  室內縮比靜態(tài)測試　　2.4.2  外場動態(tài)測試　2.5  空中目標特性數據　　2.5.1  各類飛機目標的特性數據　　2.5.2  各類導彈目標特性數據　2.6  海上目標特性數據　　2.6.1  各類艦艇的幾何尺寸數據　　2.6.2  各類艦艇目標的RCS數據　2.7  核爆炸高頻目標的特性　　2.7.1  附加電離層區(qū)　　2.7.2  核爆炸對天波雷達探測通道的擾動　2.8  小結　參考文獻第3章  高頻雷達無源干擾　3.1  概述　3.2  地表面的無線電散射　　3.2.1  地面粗糙度　　3.2.2  地面后向散射系數　　3.2.3  后向返回散射能量算法　　3.2.4  地面回波多普勒頻譜　3.3  流星電離余跡的反射　　3.3.1  流星噪聲與假目標　　3.3.2  流星電離余跡回波特點　3.4  高頻海洋動力學與海洋回波譜　　3.4.1  概述　　3.4.2  海面的布拉格散射　　3.4.3  Barrick海浪散射理論　　3.4.4  高頻地波雷達海洋回波譜　3.5  地波雷達的電離層雜波干擾　　3.5.1  概述　　3.5.2  電離層雜波干擾　　3.5.3  對電離層雜波干擾的抑制　3.6  高頻天波雷達的海浪回波譜　　3.6.1  電離層對海洋回波的影響　　3.6.2  天波海態(tài)雷達　　3.6.3  高頻天波雷達的海態(tài)觀測結果　3.7  回波譜多模性的消除與補償　　3.7.1  概述　　3.7.2  信號的電離層失真補償　　3.7.3  高分辨譜估計技術應用　參考文獻第4章  高頻雷達有源干擾　4.1  概述　　4.1.1  高頻雷達有源干擾分類　　4.1.2  噪聲參數　4.2  雷達接收分系統(tǒng)外部噪聲特性　　4.2.1  外部噪聲時間特性　　4.2.2  外部噪聲頻譜特性　4.3  自然界無線電噪聲　　4.3.1  大氣無線電噪聲　　4.3.2  宇宙無線電噪聲　4.4  人為無線電噪聲　　4.4.1  人為無線電噪聲源　　4.4.2  人為無線電噪聲數據　4.5  高頻無線電干擾　　4.5.1  非蓄意電臺干擾　　4.5.2  蓄意人為干擾的方式及分類　　4.5.3  實施干擾效果的評估　參考文獻第5章  高頻雷達抗干擾技術　5.1  概述　5.2  自適應頻率選擇　　5.2.1  選頻的必要性與選頻準則　　5.2.2  實現頻率自適應的方法　5.3  自適應空域濾波　　5.3.1  自適應波束形成　　5.3.2  空域濾波方案研究　　5.3.3  空域濾波性能評估　　5.3.4  利用自適應波束形成抑制環(huán)境噪聲的實驗研究　5.4  時域與頻域濾波技術　　5.4.1  瞬態(tài)干擾抑制基本思路　　5.4.2  瞬態(tài)干擾濾除方法　　5.4.3  瞬態(tài)干擾處理實例　　5.4.4  主瓣窄帶干擾的抑制　5.5  抗蓄意有源干擾　　5.5.1  抗有源干擾措施　　5.5.2  抗干擾效果評估實例　5.6  抗無源干擾　　5.6.1  多普勒頻域檢測技術　　5.6.2  雜波中的可見度　5.7  高頻雷達設備的兩項抗干擾性能指標　　5.7.1  接收機線性動態(tài)范圍　　5.7.2  雷達信號源相位噪聲　5.8  雷達信號的波形設計　　5.8.1  脈沖波體制　　5.8.2  連續(xù)波體制　　5.8.3  脈沖與連續(xù)波兩種體制性能的評估　參考文獻第6章  高頻雷達信息處理技術　6.1  概述　6.2  目標檢測原理　　6.2.1  對飛機目標的檢測　　6.2.2  對艦船目標的檢測　　6.2.3  同時對飛機和艦船目標檢測　　6.2.4  同一檢測單元內多目標的識別與檢測　6.3  高頻雷達信號處理　　6.3.1  信號處理功能綜述　　6.3.2  電離層傳播對信號污染的校正　　6.3.3  信號處理機的工程實現　　6.3.4  信號處理機改善因子估算　6.4  高頻雷達信號檢測　　6.4.1  信號檢測　　6.4.2  參數估值　6.5  高頻雷達的航跡處理　　6.5.1  航跡處理功能綜述　　6.5.2  跟蹤處理　　6.5.3  航跡處理性能的評估　6.6  高頻雷達目標分類與識別　　6.6.1  空中與海面目標　　6.6.2  根據目標特性分類　　6.6.3  目標的識別技術　6.7  功能軟件的組成與構成原理　　6.7.1  功能軟件的任務及組成　　6.7.2  信號處理專用軟件的算法原理　參考文獻第7章  電離層和天波雷達的傳播機理　7.1  概述　7.2  電離層參數與形態(tài)特征　　7.2.1  E層參數估算　　7.2.2  F層參數估算　　7.2.3  電離層的臨界頻率形態(tài)　　7.2.4  電離層電子濃度剖面形態(tài)　　7.2.5  電離層總電子含量形態(tài)　　7.2.6  電離層的不規(guī)則變化形態(tài)　7.3  電離層傳播機理　　7.3.1  電離層折射與反射　　7.3.2  電離層返回散射傳播　7.4  電離層返回散射傳播信道特性　　7.4.1  電離層信道的數學描述　　7.4.2  電離層返回散射信道的散射函數　　7.4.3  實測電離層返回散射信道的散射函數　　7.4.4  實測電離層返回散射信道的參數　7.5  天波雷達路徑傳播衰減　　7.5.1  高頻天波雷達的路徑　　7.5.2  高頻天波雷達路徑傳播的衰減　7.6  電離層環(huán)境對天波雷達的影響　　7.6.1  天波雷達的工作環(huán)境模型　　7.6.2  電波環(huán)境對天波雷達的影響及對策　7.7  天波雷達信道的可用度　　7.7.1  信道可用度的概念　　7.7.2  限制信道可用度的因素　　7.7.3  天波雷達信道的可用度　7.8  多徑模糊和模式模糊　　7.8.1  概念　　7.8.2  模糊產生機理與“解模糊”方案　參考文獻第8章  天波超視距雷達方程及其應用　8.1  概述　8.2  天波雷達方程與各因子特性　　8.2.1  天波雷達的斜距方程　　8.2.2  雷達方程參數的選擇與取值范圍　8.3  天波雷達系統(tǒng)時間可用度　　8.3.1  系統(tǒng)時間可用度概念　　8.3.2  系統(tǒng)時間可用度估算方法　　8.3.3  系統(tǒng)時間可用度評估　8.4  天波雷達當前檢測區(qū)的計算　　8.4.1  天波雷達信息搜索區(qū)輪廓　　8.4.2  探測空中目標時對當前檢測區(qū)的預測　　8.4.3  探測海面目標時對檢測子區(qū)性能的計算　8.5  天波雷達測量精度評估　　8.5.1  與雷達系統(tǒng)相關的測量誤差因素　　8.5.2  多模式傳播的錯誤識別導入測量誤差　　8.5.3  電離層結構參數估計誤差對測量誤差的影響　　8.5.4  用參考源改善測量精度　參考文獻第9章  電波環(huán)境自適應診斷與管理技術　9.1  電波環(huán)境監(jiān)測和雷達管理　　9.1.1  概述　　9.1.2  技術要求　　9.1.3  系統(tǒng)的探測設備　　9.1.4  診斷及管理數據的處理　9.2  返回散射探測設備　　9.2.1  探測原理　　9.2.2  技術特性　　9.2.3  設備框圖和組成　　9.2.4  返回散射電離圖　　9.2.5  天波返回散射回波多普勒頻譜圖　9.3  垂直探測設備　　9.3.1  探測原理　　9.3.2  設備框圖和組成　　9.3.3  垂直探測電離圖及其特征參數　9.4  斜向探測設備　　9.4.1  概述　　9.4.2  斜向探測設備框圖和組成　　9.4.3  斜向探測電離圖及其特征參數　9.5  返回散射電離圖與垂直、斜向探測電離圖的關系　　9.5.1  正割定理　　9.5.2  第一等效定理　　9.5.3  第二等效定理　　9.5.4  三種不同電離圖之間的關系　9.6  環(huán)境噪聲監(jiān)測設備　　9.6.1  測試設備的主要性能　　9.6.2  測量方法及步驟　　9.6.3  測試結果　9.7  干擾頻譜監(jiān)測設備　　9.7.1  干擾頻譜測試設備的主要性能　　9.7.2  測量方法及步驟　　9.7.3  測試結果　9.8  重構電離層技術　　9.8.1  概述　　9.8.2  人工神經網絡法　　9.8.3  改進的Kriging方法　9.9  電波環(huán)境自適應診斷與管理方法論　　9.9.1  概述　　9.9.2  電波環(huán)境自適應診斷與管理方法　參考文獻第10章  天波超視距雷達的系統(tǒng)設計　10.1  概述　10.2  天波雷達系統(tǒng)設計　　10.2.1  天波雷達的戰(zhàn)技指標　　10.2.2  天波雷達系統(tǒng)的組成及任務　　10.2.3  檢測目標子系統(tǒng)的設計與計算　　10.2.4  自適應信道管理子系統(tǒng)技術要求　　10.2.5  電離層診斷與頻率監(jiān)測子系統(tǒng)設計的要求　10.3  雷達主要分系統(tǒng)的設計要求　　10.3.1  發(fā)/收天線陣設計　　10.3.2  單元發(fā)射機的設計　　10.3.3  通道接收機的設計　　10.3.4  信息處理機的設計　　10.3.5  接收陣列幅相校準技術　10.4  國外天波雷達系統(tǒng)介紹　　10.4.1  美國天波雷達　　10.4.2  俄羅斯的天波雷達　　10.4.3  澳大利亞的天波雷達　　10.4.4  高頻雷達信息網　參考文獻第11章  地波雷達傳播理論　11.1  概述　11.2  地波傳播場強的計算　　11.2.1  無限大介質平面上高頻地波傳播特性分析和計算　　11.2.2  高頻電磁波在圓形地球表面上的傳播特性　　11.2.3  地波傳播路徑的損耗　　11.2.4  傳播路徑上障礙物對電磁波特性的影響　11.3  不同海態(tài)海面的附加衰減　　11.3.1  粗糙海面的附加衰減　　11.3.2  不同海態(tài)時電磁波的衰減特性　11.4  雷達方程與探測能力　　11.4.1  地波雷達有效接收功率和能量　　11.4.2  干擾能量的分析　　11.4.3  探測能力　參考文獻第12章  高頻地波超視距雷達的系統(tǒng)設計　12.1  概述　12.2  地波雷達系統(tǒng)設計　　12.2.1  雷達體制和工作方式　　12.2.2  抗干擾的選擇　　12.2.3  海面和空中目標檢測設計技術　　12.2.4  艦載地波雷達的設計技術　12.3  雷達主要分系統(tǒng)的設計技術　　12.3.1  發(fā)/收天線的設計　　12.3.2  陣列接收機　　12.3.3  信號處理機　　12.3.4  數據處理器　12.4  國外地波雷達系統(tǒng)簡介　　12.4.1  英國地波雷達　　12.4.2  加拿大地波雷達　　12.4.3  美國小型的地波雷達　　12.4.4  俄羅斯地波雷達　　12.4.5  艦載高頻地波雷達　參考文獻第13章  微波雷達的超視距探測技術　13.1  概述　13.2  微波雷達超視距探測機理　　13.2.1  大氣對流層的電波折射效應　　13.2.2  微波雷達超視距探測　13.3  大氣波導傳播特性　　13.3.1  大氣波導傳播條件　　13.3.2  大氣波導分類和出現的概率　　13.3.3  大氣波導的不利影響　　13.3.4  大氣波導特性參數　13.4  微波雷達超視距探測威力　　13.4.1  微波雷達超視距探測距離的計算　　13.4.2  微波雷達探測距離預測的方法　13.5  微波雷達超視距探測系統(tǒng)設計技術　　13.5.1  海上大氣垂直剖面?zhèn)鞑l件的預測　　13.5.2  目標探測概率　　13.5.3  海上電波傳播損耗的計算　　13.5.4  微波雷達超視距探測系統(tǒng)工作參數的選擇　　13.5.5  微波雷達超視距探測系統(tǒng)的距離方程　13.6  國外微波雷達超視距探測系統(tǒng)簡介　　13.6.1   意大利TPS—755海岸型超視距警戒雷達　　13.6.2  意大利TPS—828車載式超視距探測雷達　　13.6.3  俄羅斯的“音樂臺”系列主/被動超視距探測雷達參考文獻

章節(jié)摘錄

　　本章為超視距雷達概論．重點簡述了高頻天波超視距雷達、高頻地波超視距雷達和微波大氣波導超視距雷達的傳播環(huán)境、工作原理、系統(tǒng)性能與應用范圍，簡介了這些雷達的設計特點、關鍵技術以及各自的發(fā)展史。高頻天波超視距雷達為20世紀90年代開始正式服役的新體制雷達，艦載超視距雷達（含艦載高頻地波超視距甫達、艦載微波大氣波導超視距雷達）正在試用與完善。到目前為止，超視距雷達技術及其裝備均處于不斷試驗、改造和發(fā)展之中?！　”M管微波雷達已探測到遠至像金星這樣的目標，但當它架設在地球表面上時，對低空和海面目標的探測能力通常被局限在無線電視距范圍之內。當時有足夠大功率時，可能使作用距離稍微超出該無線電視距范圍而進入損耗極大的衍射（繞射）區(qū)?！　〕暰嗬走_．顧名思義與視距雷達不同，不受地球曲率影響，它是重點探測以雷達站為基準的水平視線以下目標的特種雷達體制。一般而言，是指雷達發(fā)射和接收的電磁波以向地球表晰彎曲的路徑、非直線傳播的地（海）基雷達。由電波彎曲原理構成的雷達設備稱為超視距雷達系統(tǒng)。

圖書封面

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