超视距雷达技术PDF电子书下载

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