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第1章 超视距雷达概论1

1.1 概述2

1.2 超视距雷达的电波传播方式3

1.2.1 地（海）面绕射波传播4

1.2.2 天波返回散射波传播4

1.2.3 大气波导波传播5

1.3 超视距雷达系统的性能与应用5

1.3.1 天波雷达的性能与应用6

1.3.2 地波雷达的性能与应用10

1.3.3 微波大气波导超视距雷达的性能和应用12

1.4 超视距雷达的设计特点13

1.4.1 技术特性13

1.4.2 设计特点19

1.4.3 关键技术23

1.5 超视距雷达发展史28

1.5.1 天波雷达发展史28

1.5.2 地波雷达的发展史33

1.5.3 微波雷达的大气波导超视距探测进展概况36

参考文献38

第2章 高频雷达目标特性39

2.1 概述40

2.2 目标散射能量特性41

2.2.1 目标的RCS的定义42

2.2.2 RCS特性与波长关系43

2.3 目标RCS的预估方法45

2.3.1 矩量法45

2.3.2 时域方法47

2.3.3 经验近似计算方法49

2.4 目标特性测量53

2.4.1 室内缩比静态测试53

2.4.2 外场动态测试53

2.5 空中目标特性数据54

2.5.1 各类飞机目标的特性数据55

2.5.2 各类导弹目标特性数据65

2.6 海上目标特性数据77

2.6.1 各类舰艇的几何尺寸数据77

2.6.2 各类舰艇目标的RCS数据78

2.7 核爆炸高频目标的特性80

2.7.1 附加电离层区80

2.7.2 核爆炸对天波雷达探测通道的扰动82

2.8 小结83

参考文献83

第3章 高频雷达无源干扰85

3.1 概述86

3.2 地表面的无线电散射87

3.2.1 地面粗糙度88

3.2.2 地面后向散射系数91

3.2.3 后向返回散射能量算法92

3.2.4 地面回波多普勒频谱93

3.3 流星电离余迹的反射95

3.3.1 流星噪声与假目标95

3.3.2 流星电离余迹回波特点95

3.4 高频海洋动力学与海洋回波谱98

3.4.1 概述98

3.4.2 海面的布拉格散射99

3.4.3 Barrick海浪散射理论101

3.4.4 高频地波雷达海洋回波谱105

3.5 地波雷达的电离层杂波干扰108

3.5.1 概述108

3.5.2 电离层杂波干扰108

3.5.3 对电离层杂波干扰的抑制110

3.6 高频天波雷达的海浪回波谱111

3.6.1 电离层对海洋回波的影响111

3.6.2 天波海态雷达114

3.6.3 高频天波雷达的海态观测结果116

3.7 回波谱多模性的消除与补偿121

3.7.1 概述121

3.7.2 信号的电离层失真补偿122

3.7.3 高分辨谱估计技术应用124

参考文献128

第4章 高频雷达有源干扰131

4.1 概述132

4.1.1 高频雷达有源干扰分类132

4.1.2 噪声参数134

4.2 雷达接收分系统外部噪声特性136

4.2.1 外部噪声时间特性136

4.2.2 外部噪声频谱特性138

4.3 自然界无线电噪声140

4.3.1 大气无线电噪声140

4.3.2 宇宙无线电噪声155

4.4 人为无线电噪声157

4.4.1 人为无线电噪声源158

4.4.2 人为无线电噪声数据159

4.5 高频无线电干扰161

4.5.1 非蓄意电台干扰161

4.5.2 蓄意人为干扰的方式及分类163

4.5.3 实施干扰效果的评估165

参考文献166

第5章 高频雷达抗干扰技术167

5.1 概述168

5.2 自适应频率选择170

5.2.1 选频的必要性与选频准则170

5.2.2 实现频率自适应的方法173

5.3 自适应空域滤波175

5.3.1 自适应波束形成175

5.3.2 空域滤波方案研究177

5.3.3 空域滤波性能评估182

5.3.4 利用自适应波束形成抑制环境噪声的实验研究186

5.4 时域与频域滤波技术187

5.4.1 瞬态干扰抑制基本思路187

5.4.2 瞬态干扰滤除方法188

5.4.3 瞬态干扰处理实例192

5.4.4 主瓣窄带干扰的抑制193

5.5 抗蓄意有源干扰194

5.5.1 抗有源干扰措施195

5.5.2 抗干扰效果评估实例197

5.6 抗无源干扰199

5.6.1 多普勒频域检测技术199

5.6.2 杂波中的可见度201

5.7 高频雷达设备的两项抗干扰性能指标202

5.7.1 接收机线性动态范围204

5.7.2 雷达信号源相位噪声206

5.8 雷达信号的波形设计207

5.8.1 脉冲波体制208

5.8.2 连续波体制209

5.8.3 脉冲与连续波两种体制性能的评估216

参考文献218

第6章 高频雷达信息处理技术221

6.1 概述222

6.2 目标检测原理224

6.2.1 对飞机目标的检测224

6.2.2 对舰船目标的检测226

6.2.3 同时对飞机和舰船目标检测231

6.2.4 同一检测单元内多目标的识别与检测233

6.3 高频雷达信号处理235

6.3.1 信号处理功能综述235

6.3.2 电离层传播对信号污染的校正239

6.3.3 信号处理机的工程实现243

6.3.4 信号处理机改善因子估算244

6.4 高频雷达信号检测246

6.4.1 信号检测246

6.4.2 参数估值251

6.5 高频雷达的航迹处理253

6.5.1 航迹处理功能综述253

6.5.2 跟踪处理256

6.5.3 航迹处理性能的评估257

6.6 高频雷达目标分类与识别258

6.6.1 空中与海面目标258

6.6.2 根据目标特性分类259

6.6.3 目标的识别技术262

6.7 功能软件的组成与构成原理267

6.7.1 功能软件的任务及组成267

6.7.2 信号处理专用软件的算法原理269

参考文献273

第7章 电离层和天波雷达的传播机理275

7.1 概述276

7.2 电离层参数与形态特征278

7.2.1 E层参数估算278

7.2.2 F层参数估算280

7.2.3 电离层的临界频率形态281

7.2.4 电离层电子浓度剖面形态284

7.2.5 电离层总电子含量形态289

7.2.6 电离层的不规则变化形态290

7.3 电离层传播机理292

7.3.1 电离层折射与反射292

7.3.2 电离层返回散射传播294

7.4 电离层返回散射传播信道特性308

7.4.1 电离层信道的数学描述308

7.4.2 电离层返回散射信道的散射函数310

7.4.3 实测电离层返回散射信道的散射函数311

7.4.4 实测电离层返回散射信道的参数313

7.5 天波雷达路径传播衰减313

7.5.1 高频天波雷达的路径314

7.5.2 高频天波雷达路径传播的衰减314

7.6 电离层环境对天波雷达的影响319

7.6.1 天波雷达的工作环境模型319

7.6.2 电波环境对天波雷达的影响及对策320

7.7 天波雷达信道的可用度322

7.7.1 信道可用度的概念322

7.7.2 限制信道可用度的因素322

7.7.3 天波雷达信道的可用度324

7.8 多径模糊和模式模糊326

7.8.1 概念326

7.8.2 模糊产生机理与“解模糊”方案327

参考文献330

第8章 天波超视距雷达方程及其应用331

8.1 概述332

8.2 天波雷达方程与各因子特性333

8.2.1 天波雷达的斜距方程333

8.2.2 雷达方程参数的选择与取值范围337

8.3 天波雷达系统时间可用度338

8.3.1 系统时间可用度概念339

8.3.2 系统时间可用度估算方法339

8.3.3 系统时间可用度评估341

8.4 天波雷达当前检测区的计算343

8.4.1 天波雷达信息搜索区轮廓343

8.4.2 探测空中目标时对当前检测区的预测344

8.4.3 探测海面目标时对检测子区性能的计算346

8.5 天波雷达测量精度评估348

8.5.1 与雷达系统相关的测量误差因素350

8.5.2 多模式传播的错误识别导入测量误差351

8.5.3 电离层结构参数估计误差对测量误差的影响352

8.5.4 用参考源改善测量精度355

参考文献356

第9章 电波环境自适应诊断与管理技术357

9.1 电波环境监测和雷达管理358

9.1.1 概述358

9.1.2 技术要求359

9.1.3 系统的探测设备360

9.1.4 诊断及管理数据的处理361

9.2 返回散射探测设备362

9.2.1 探测原理362

9.2.2 技术特性362

9.2.3 设备框图和组成363

9.2.4 返回散射电离图366

9.2.5 天波返回散射回波多普勒频谱图370

9.3 垂直探测设备372

9.3.1 探测原理373

9.3.2 设备框图和组成374

9.3.3 垂直探测电离图及其特征参数378

9.4 斜向探测设备381

9.4.1 概述381

9.4.2 斜向探测设备框图和组成383

9.4.3 斜向探测电离图及其特征参数385

9.5 返回散射电离图与垂直、斜向探测电离图的关系388

9.5.1 正割定理388

9.5.2 第一等效定理389

9.5.3 第二等效定理389

9.5.4 三种不同电离图之间的关系390

9.6 环境噪声监测设备393

9.6.1 测试设备的主要性能393

9.6.2 测量方法及步骤394

9.6.3 测试结果395

9.7 干扰频谱监测设备396

9.7.1 干扰频谱测试设备的主要性能396

9.7.2 测量方法及步骤397

9.7.3 测试结果398

9.8 重构电离层技术399

9.8.1 概述400

9.8.2 人工神经网络法400

9.8.3 改进的Kriging方法403

9.9 电波环境自适应诊断与管理方法论407

9.9.1 概述407

9.9.2 电波环境自适应诊断与管理方法408

参考文献411

第10章 天波超视距雷达的系统设计413

10.1 概述414

10.2 天波雷达系统设计418

10.2.1 天波雷达的战技指标418

10.2.2 天波雷达系统的组成及任务421

10.2.3 检测目标子系统的设计与计算424

10.2.4 自适应信道管理子系统技术要求429

10.2.5 电离层诊断与频率监测子系统设计的要求432

10.3 雷达主要分系统的设计要求436

10.3.1 发／收天线阵设计436

10.3.2 单元发射机的设计443

10.3.3 通道接收机的设计446

10.3.4 信息处理机的设计450

10.3.5 接收阵列幅相校准技术453

10.4 国外天波雷达系统介绍456

10.4.1 美国天波雷达456

10.4.2 俄罗斯的天波雷达459

10.4.3 澳大利亚的天波雷达460

10.4.4 高频雷达信息网462

参考文献464

第11章 地波雷达传播理论467

11.1 概述468

11.2 地波传播场强的计算468

11.2.1 无限大介质平面上高频地波传播特性分析和计算468

11.2.2 高频电磁波在圆形地球表面上的传播特性470

11.2.3 地波传播路径的损耗472

11.2.4 传播路径上障碍物对电磁波特性的影响477

11.3 不同海态海面的附加衰减480

11.3.1 粗糙海面的附加衰减481

11.3.2 不同海态时电磁波的衰减特性482

11.4 雷达方程与探测能力484

11.4.1 地波雷达有效接收功率和能量484

11.4.2 干扰能量的分析485

11.4.3 探测能力486

参考文献489

第12章 高频地波超视距雷达的系统设计491

12.1 概述492

12.2 地波雷达系统设计492

12.2.1 雷达体制和工作方式492

12.2.2 抗干扰的选择494

12.2.3 海面和空中目标检测设计技术500

12.2.4 舰载地波雷达的设计技术504

12.3 雷达主要分系统的设计技术507

12.3.1 发／收天线的设计508

12.3.2 阵列接收机510

12.3.3 信号处理机516

12.3.4 数据处理器520

12.4 国外地波雷达系统简介524

12.4.1 英国地波雷达524

12.4.2 加拿大地波雷达525

12.4.3 美国小型的地波雷达526

12.4.4 俄罗斯地波雷达528

12.4.5 舰载高频地波雷达528

参考文献529

第13章 微波雷达的超视距探测技术531

13.1 概述532

13.2 微波雷达超视距探测机理532

13.2.1 大气对流层的电波折射效应533

13.2.2 微波雷达超视距探测535

13.3 大气波导传播特性536

13.3.1 大气波导传播条件536

13.3.2 大气波导分类和出现的概率538

13.3.3 大气波导的不利影响539

13.3.4 大气波导特性参数539

13.4 微波雷达超视距探测威力541

13.4.1 微波雷达超视距探测距离的计算541

13.4.2 微波雷达探测距离预测的方法543

13.5 微波雷达超视距探测系统设计技术549

13.5.1 海上大气垂直剖面传播条件的预测549

13.5.2 目标探测概率551

13.5.3 海上电波传播损耗的计算552

13.5.4 微波雷达超视距探测系统工作参数的选择554

13.5.5 微波雷达超视距探测系统的距离方程554

13.6 国外微波雷达超视距探测系统简介555

13.6.1 意大利TPS—755海岸型超视距警戒雷达555

13.6.2 意大利TPS—828车载式超视距探测雷达557

13.6.3 俄罗斯的“音乐台”系列主／被动超视距探测雷达557

参考文献558