岸-艦雙基地地波超視距雷達(dá)是一種在岸上發(fā)射、艦船上接收的新體制雷達(dá)。它綜合利用運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的雙基地、地波超視距傳播、在接收站利用發(fā)射陣列孔徑綜合形成發(fā)射方向圖等體制或技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，屬于一種新型對(duì)海超視距探測(cè)雷達(dá)。 本書詳細(xì)介紹了岸-艦雙基地地波超視距雷達(dá)的工作原理及其設(shè)計(jì)方法。全書共9章。第1章緒論，介紹了高頻地波超視距雷達(dá)的發(fā)展概況、特點(diǎn)、應(yīng)用。第2章高頻地波雷達(dá)的性能計(jì)算，對(duì)該雷達(dá)的主要性能進(jìn)行分析與計(jì)算。第3章高頻雷達(dá)的信號(hào)波形及其脈沖壓縮，介紹了地波超視距雷達(dá)的主要信號(hào)形式及其脈沖壓縮處理方法。第4章岸-艦雙基地地波雷達(dá)信號(hào)處理，介紹了該體制雷達(dá)相關(guān)的信號(hào)處理方法。第5章岸-艦雙基地地波雷達(dá)系統(tǒng)同步與通道校準(zhǔn)技術(shù)，介紹了運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上雷達(dá)系統(tǒng)的同步與誤差校正技術(shù)。第6章地波雷達(dá)海雜波特征及其抑制方法，第7章地波雷達(dá)的電離層雜波及其抑制方法，第8章地波雷達(dá)的射頻干擾及其抑制方法，分別研究了海雜波、電離層雜波、射頻干擾的特征及其抑制方法。第9章岸-艦雙基地地波雷達(dá)試驗(yàn)系統(tǒng)，介紹了這種新體制的地波超視距雷達(dá)試驗(yàn)系統(tǒng)的組成及其試驗(yàn)結(jié)果。
本書內(nèi)容新穎，系統(tǒng)性強(qiáng)，理論聯(lián)系實(shí)際，突出技術(shù)實(shí)現(xiàn)和具體應(yīng)用。本書既可以作為雷達(dá)工程技術(shù)人員和高等院校研究生的參考用書，又可以幫助雷達(dá)工程技術(shù)人員及相關(guān)人員掌握一些新體制雷達(dá)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)方法。
雷達(dá)作為一種可以全天時(shí)、全天候獲取遠(yuǎn)距離目標(biāo)信息的探測(cè)裝置，在過(guò)去數(shù)十年里得到了持續(xù)發(fā)展。但在海域監(jiān)測(cè)方面，由于微波雷達(dá)的探測(cè)距離受視距的限制，對(duì)海面目標(biāo)探測(cè)距離有限，特別是在我國(guó)海邊很少有高山，即使雷達(dá)架設(shè)在海拔1000米的高山上，對(duì)海面目標(biāo)探測(cè)的視距也只有百余公里，因此，海邊的微波雷達(dá)難以對(duì)200海里專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)進(jìn)行監(jiān)視、監(jiān)測(cè)。高頻地波雷達(dá)利用海水的傳播特征，可以實(shí)現(xiàn)超視距傳播，因此，主要涉海國(guó)家都建有地波超視距雷達(dá)， 用于實(shí)現(xiàn)對(duì)廣大海域的監(jiān)測(cè)。但是，過(guò)去的地波超視距雷達(dá)基本都為單基地（為了收發(fā)隔離，發(fā)射站與接收站之間的距離只有幾公里）。由于地波波長(zhǎng)達(dá)數(shù)十米，中小型艦船的尺寸有限，即使大型艦船其長(zhǎng)度也只有一兩百米，難以架設(shè)大孔徑的高頻地波雷達(dá)。因此，我們提出一種在海邊（岸）發(fā)射、在艦船上接收（即岸發(fā)艦收）的岸-艦雙基地地波雷達(dá)體制， 這種雷達(dá)發(fā)射站架設(shè)在海邊，采用多個(gè)弱方向性的天線同時(shí)輻射不同載頻調(diào)頻中斷連續(xù)波(FMICW)信號(hào)，保證對(duì)一定方位區(qū)域的各向同性照射，即不形成發(fā)射方向圖；接收站在運(yùn)動(dòng)的艦船平臺(tái)上，采用一個(gè)全向天線接收，在接收信號(hào)處理過(guò)程中通過(guò)特殊的信號(hào)處理綜合發(fā)射陣列孔徑，在目標(biāo)方向形成等效的發(fā)射方向圖，從而在艦船上（特別是在小型艦船上）實(shí)現(xiàn)對(duì)海面和低空目標(biāo)的“無(wú)源”超視距探測(cè)與跟蹤。該雷達(dá)綜合利用運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的雙基地、地波超視距傳播、在接收站利用發(fā)射陣列孔徑綜合形成發(fā)射方向圖等體制或技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，屬于一種新型對(duì)海超視距探測(cè)雷達(dá)。該雷達(dá)兼?zhèn)涓哳l雷達(dá)和雙基地雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)，如工作在諧振區(qū)，可以獲得較大的雷達(dá)目標(biāo)截面積，能夠有效探測(cè)低空、超低空飛行目標(biāo)；由于接收站不輻射能量，所以具有良好的抗電子偵察、抗有源定向干擾、抗反輻射導(dǎo)彈（ARM）的能力。
本書結(jié)合工程實(shí)際，系統(tǒng)討論了這類雷達(dá)的工作原理、信號(hào)處理方法、雜波抑制與抗干擾等，解決試驗(yàn)系統(tǒng)中的一些實(shí)際問(wèn)題。 全書共9章。第1章緒論，介紹了高頻地波超視距雷達(dá)的發(fā)展概況、特點(diǎn)、應(yīng)用。第2章高頻地波雷達(dá)的性能計(jì)算，對(duì)該雷達(dá)的主要性能進(jìn)行分析與計(jì)算。第3章高頻雷達(dá)的信號(hào)波形及其脈沖壓縮，介紹了地波超視距雷達(dá)的主要信號(hào)形式及其脈沖壓縮處理方法。第4章岸-艦雙基地地波雷達(dá)信號(hào)處理，介紹了該體制雷達(dá)相關(guān)的信號(hào)處理方法。第5章岸-艦雙基地地波雷達(dá)系統(tǒng)同步與通道校準(zhǔn)技術(shù)，介紹了運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上雷達(dá)系統(tǒng)的同步與誤差校正技術(shù)。第6章地波雷達(dá)海雜波特征及其抑制方法，第7章地波雷達(dá)的電離層雜波及其抑制方法，第8章地波雷達(dá)的射頻干擾及其抑制方法，分別研究了海雜波、電離層雜波、射頻干擾的特征及其抑制方法。第9章岸-艦雙基地地波雷達(dá)試驗(yàn)系統(tǒng)，介紹了這種新體制的地波超視距雷達(dá)試驗(yàn)系統(tǒng)的組成及其試驗(yàn)結(jié)果。
撰寫本書的目的是為了使讀者能系統(tǒng)、全面、深入地了解和掌握岸-艦雙基地地波超視距雷達(dá)的基本概念和工作原理； 掌握該雷達(dá)的工作方式、信號(hào)處理方法等，以及其與常規(guī)地波雷達(dá)的不同之處；熟悉這種雷達(dá)設(shè)計(jì)和研制的思路、方法及一些特殊考慮。
本書作者發(fā)表了50余篇岸-艦雙基地地波超視距雷達(dá)方面的學(xué)術(shù)論文。本書是作者近20年從事岸-艦雙基地地波超視距雷達(dá)研究工作的總結(jié)。作者一直從事雷達(dá)系統(tǒng)與雷達(dá)信號(hào)處理方面的研究，具有相當(dāng)深厚的專業(yè)知識(shí)和豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。因此本書的講解系統(tǒng)、全面，并具有很強(qiáng)的實(shí)踐指導(dǎo)意義，可供MIMO雷達(dá)、數(shù)字化雷達(dá)及其他新體制雷達(dá)相關(guān)工程技術(shù)人員和科研人員參考。 本書對(duì)高等院校相關(guān)專業(yè)師生也有參考價(jià)值。
本書第1、2、9章由陳伯孝、楊林撰寫，第3、4、5章由陳伯孝撰寫，第6、7、8章由王贊、陳伯孝撰寫。全書由陳伯孝統(tǒng)稿。在本書的撰寫過(guò)程中得到了中國(guó)工程院王小謨?cè)菏浚迦A大學(xué)彭應(yīng)寧教授，海軍裝備研究院曲翠萍高工，哈爾濱工業(yè)大學(xué)權(quán)太范教授、 于長(zhǎng)軍教授、李高鵬教授，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所吳劍旗首席科學(xué)家， 國(guó)家海洋局第一海洋研究所張杰研究員，中國(guó)兵器工業(yè)第二○六研究所張春榮研究員，國(guó)營(yíng)720廠李建政總工，南京空時(shí)頻科技有限公司羅斌鳳教授，西安電子科技大學(xué)張守宏教授、張福順教授等的指導(dǎo)與幫助， 他們給出了寶貴的修改意見(jiàn)與建議， 在本書第7章引用了哈爾濱工業(yè)大學(xué)地波雷達(dá)課題組對(duì)電離層干擾的一些試驗(yàn)結(jié)果，在此一并表示衷心的感謝。另外，本人過(guò)去指導(dǎo)的博士劉春波、陳多芳、 李鋒林、潘孟冠等對(duì)本書的出版也做了大量工作，在此一并致謝�！ ≈袊�(guó)工程院王小謨?cè)菏�、中�?guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所吳劍旗首席科學(xué)家在百忙中為本書申報(bào)國(guó)家科技圖書出版基金寫了推薦意見(jiàn)，在此向他們表示衷心的感謝。
我們編寫這部著作的初衷是想推動(dòng)雷達(dá)技術(shù)的創(chuàng)新，為我國(guó)現(xiàn)代雷達(dá)事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)一份自己的力量。但鑒于水平有限，難免存在疏漏與不足之處，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
本書的出版得到了西安電子科技大學(xué)“雙一流”建設(shè)基金的資助。感謝雷達(dá)信號(hào)處理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和西安電子科技大學(xué)出版社的支持，感謝李惠萍編輯對(duì)本書編輯出版付出的辛勤勞動(dòng)。
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 高頻地波超視距雷達(dá)發(fā)展概況 1
1.3 超視距雷達(dá)的電波傳播方式 8
1.3.1 地（海）面繞射波傳播 9
1.3.2 天波返回散射波傳播 9
1.3.3 大氣波導(dǎo)波傳播 10
1.4 高頻地波超視距雷達(dá)的技術(shù)特點(diǎn) 10
1.4.1 技術(shù)特性 10
1.4.2 高頻地波雷達(dá)技術(shù)存在的問(wèn)題及解決方案 12
1.5 高頻地波超視距雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用 14
1.5.1 高頻地波超視距雷達(dá)的主要優(yōu)勢(shì) 14
1.5.2 高頻地波超視距雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域 14
1.6 雙基地高頻地波超視距雷達(dá)概述 16
1.6.1 雙基地高頻地波超視距雷達(dá)簡(jiǎn)介 16
1.6.2 雙/單基地高頻地波超視距雷達(dá)的對(duì)比 18
本章參考文獻(xiàn) 19
第2章 高頻地波雷達(dá)的性能計(jì)算 21
2.1 引言 21
2.2 超視距雷達(dá)的目標(biāo)散射特性 21
2.2.1 RCS的定義 21
2.2.2 目標(biāo)RCS特性與波長(zhǎng)關(guān)系 23
2.2.3 目標(biāo)RCS預(yù)估方法 24
2.2.4 典型目標(biāo)RCS的仿真計(jì)算 29
2.3 高頻地波雷達(dá)的電波傳播特性 31
2.3.1 地球表面特性 31
2.3.2 地波傳播時(shí)場(chǎng)的結(jié)構(gòu) 33
2.3.3 地波傳播特性 35
2.3.4 地波場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算 36
2.4 高頻地波雷達(dá)的威力計(jì)算 40
2.4.1 單基地地波雷達(dá)威力 40
2.4.2 雙基地地波雷達(dá)威力 41
2.5 雙基地高頻地波雷達(dá)的定位性能 44
2.5.1 雙基地雷達(dá)的幾何關(guān)系 45
2.5.2 雙基地雷達(dá)定位方法 46
2.5.3 定位精度分析 47
2.5.4 提高定位精度的方法 58
2.5.5 幾種定位方法的性能仿真與分析 61
本章小結(jié) 67
本章參考文獻(xiàn) 67
第3章 高頻雷達(dá)的信號(hào)波形及其脈沖壓縮 70
3.1 引言 70
3.2 調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)及其距離變換處理 71
3.3 調(diào)頻中斷連續(xù)波信號(hào)及其距離變換處理 73
3.3.1 FMICW信號(hào)模型 73
3.3.2 FMICW信號(hào)的距離-多普勒處理 74
3.3.3 FMICW信號(hào)的參數(shù)選取 75
3.3.4 計(jì)算機(jī)仿真 76
3.4 相位編碼信號(hào)的脈沖壓縮處理 77
3.4.1 二相編碼信號(hào) 77
3.4.2 互補(bǔ)碼信號(hào) 81
3.4.3 基于分段匹配的互補(bǔ)碼分段脈壓處理 89
3.4.4 基于CLEAN思想的分段脈壓處理 92
3.5 稀疏譜調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)及其距離變換處理 94
3.5.1 稀疏譜調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)信號(hào)模型 94
3.5.2 稀疏譜調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)的距離變換處理 96
3.5.3 設(shè)計(jì)實(shí)例 99
3.6 地波MIMO/MISO雷達(dá)的發(fā)射信號(hào) 100
3.6.1 多載頻LFMICW信號(hào) 100
3.6.2 多載頻LFMICW信號(hào)處理 101
3.6.3 參數(shù)選取 104
3.6.4 計(jì)算機(jī)仿真 104
本章小結(jié) 110
本章參考文獻(xiàn) 111
第4章 岸-艦雙基地地波雷達(dá)信號(hào)處理 112
4.1 引言 112
4.2 信號(hào)處理分系統(tǒng)組成 112
4.3 信道化接收技術(shù) 116
4.3.1 信道化接收的基本原理 116
4.3.2 低通濾波器組信道化接收技術(shù) 120
4.3.3 多相濾波器組信道化接收技術(shù) 121
4.3.4 信道化接收的計(jì)算機(jī)仿真 124
4.3.5 運(yùn)算量分析 126
4.4 直達(dá)波抑制方法 126
4.4.1 直達(dá)波功率計(jì)算 126
4.4.2 時(shí)域直達(dá)波抑制方法 127
4.4.3 距離-方位域直達(dá)波抑制方法 128
4.4.4 多普勒域直達(dá)波抑制方法 129
4.4.5 直達(dá)波抑制方法性能分析 130
4.4.6 計(jì)算機(jī)仿真及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果 131
4.5 距離-方位耦合及解耦方法 137
4.5.1 距離誤差對(duì)發(fā)射波束綜合測(cè)角影響分析 137
4.5.2 采用順序載頻時(shí)的距離-方位耦合分析 138
4.5.3 距離-方位解耦 141
4.5.4 距離-方位二維超分辨處理 142
4.5.5 仿真與分析 142
本章小結(jié) 146
本章參考文獻(xiàn) 147
附錄 147
第5章 岸-艦雙基地地波雷達(dá)系統(tǒng)同步與通道校準(zhǔn)技術(shù) 150
5.1 引言 150
5.2 時(shí)間與頻率同步 151
5.2.1 時(shí)間同步 151
5.2.2 頻率同步 156
5.3 發(fā)射陣列的幅相校準(zhǔn) 157
5.3.1 理想信號(hào)模型 158
5.3.2 誤差信號(hào)模型 158
5.3.3 發(fā)射通道誤差估計(jì) 160
5.4 計(jì)算機(jī)仿真與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理 164
5.4.1 時(shí)間頻率同步仿真及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果 164
5.4.2 發(fā)射陣校準(zhǔn)仿真 166
本章小結(jié) 169
本章參考文獻(xiàn) 170
第6章 地波雷達(dá)海雜波特性及其抑制方法 171
6.1 引言 171
6.2 高頻地波雷達(dá)海雜波產(chǎn)生機(jī)理 171
6.2.1 Bragg諧振散射 171
6.2.2 單基地高頻地波雷達(dá)海雜波 172
6.2.3 雙基地高頻地波雷達(dá)海雜波 174
6.3 高頻地波雷達(dá)海雜波統(tǒng)計(jì)模型及空時(shí)特性 176
6.3.1 高頻地波雷達(dá)海雜波統(tǒng)計(jì)模型 176
6.3.2 單基地高頻地波雷達(dá)海雜波空時(shí)特性 181
6.3.3 雙基地高頻地波雷達(dá)海雜波空時(shí)特性 182
6.4 空時(shí)域海雜波抑制方法 184
6.4.1 空-時(shí)級(jí)聯(lián)處理 185
6.4.2 時(shí)-空級(jí)聯(lián)處理 190
6.5 圖像域海雜波抑制方法 194
6.5.1 海雜波的圖像域抑制流程 194
6.5.2 圖像分割 196
6.5.3 形態(tài)學(xué)濾波 200
6.5.4 海雜波抑制的計(jì)算機(jī)仿真 203
本章小結(jié) 207
本章參考文獻(xiàn) 207
第7章 地波雷達(dá)的電離層雜波及其抑制方法 209
7.1 引言 209
7.2 電離層雜波的產(chǎn)生機(jī)理 209
7.2.1 電離層結(jié)構(gòu) 209
7.2.2 電離層雜波的形成 211
7.2.3 電離層雜波的分類 212
7.3 高頻地波雷達(dá)電離層雜波特性 213
7.3.1 電離層雜波傳輸特性 214
7.3.2 電離層雜波時(shí)域及距離域特性 216
7.3.3 電離層雜波空域特性 218
7.3.4 電離層雜波多普勒特性 224
7.4 基于特征子空間的電離層雜波抑制方法 225
7.4.1 “快時(shí)域”方法 226
7.4.2 “慢時(shí)域”方法 227
7.4.3 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果 227
7.5 基于大型發(fā)射陣列的電離層雜波抑制方法 229
本章小結(jié) 233
本章參考文獻(xiàn) 233
第8章 地波雷達(dá)的射頻干擾及其抑制方法 235
8.1 引言 235
8.2 地波雷達(dá)射頻干擾及其主要特征 235
8.2.1 射頻干擾模型 235
8.2.2 射頻干擾特性分析 236
8.2.3 射頻干擾仿真與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理 239
8.3 基于特征子空間的時(shí)域及距離域射頻干擾抑制法 243
8.3.1 時(shí)域方法 244
8.3.2 距離域方法 246
8.3.3 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理 247
8.4 基于壓縮感知的射頻干擾時(shí)域剔除法 249
8.4.1 傳統(tǒng)時(shí)域剔除法 249
8.4.2 壓縮感知（CS）理論介紹 249
8.4.3 基于壓縮感知的時(shí)域剔除法 252
8.4.4 速度信息獲取 254
8.4.5 距離信息獲取 255
8.4.6 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果 255
本章小結(jié) 258
本章參考文獻(xiàn) 258
第9章 岸-艦雙基地地波雷達(dá)試驗(yàn)系統(tǒng) 260
9.1 引言 260
9.2 岸-艦雙基地地波超視距雷達(dá)試驗(yàn)系統(tǒng)組成及特點(diǎn) 260
9.2.1 試驗(yàn)系統(tǒng)組成 260
9.2.2 系統(tǒng)特點(diǎn) 261
9.3 高頻地波雷達(dá)數(shù)字頻綜的設(shè)計(jì) 262
9.3.1 DDS的基本原理 263
9.3.2 DDS的特點(diǎn) 265
9.3.3 多載頻數(shù)字頻率源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 265
9.3.4 高穩(wěn)定性數(shù)字頻率源的性能分析 273
9.3.5 高穩(wěn)定性數(shù)字頻率源的測(cè)試結(jié)果 279
9.4 發(fā)射天線陣 280
9.5 發(fā)射機(jī)分系統(tǒng) 282
9.5.1 地波超視距雷達(dá)發(fā)射機(jī)的組成 282
9.5.2 600 W功放模塊的設(shè)計(jì) 283
9.5.3 發(fā)射機(jī)性能指標(biāo)測(cè)試 287
9.6 接收分系統(tǒng) 289
9.7 試驗(yàn)結(jié)果 291
9.7.1 在固定接收站的試驗(yàn)結(jié)果 291
9.7.2 在船上接收的試驗(yàn)結(jié)果 293
本章小結(jié) 296
本章參考文獻(xiàn) 296
縮略語(yǔ)對(duì)照表 298
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