岸-艦雙基地地波超視距雷達是一種在岸上發(fā)射、艦船上接收的新體制雷達。它綜合利用運動平臺上的雙基地、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的優(yōu)點，屬于一種新型對海超視距探測雷達。 本書詳細介紹了岸-艦雙基地地波超視距雷達的工作原理及其設計方法。全書共9章。第1章緒論，介紹了高頻地波超視距雷達的發(fā)展概況、特點、應用。第2章高頻地波雷達的性能計算，對該雷達的主要性能進行分析與計算。第3章高頻雷達的信號波形及其脈沖壓縮，介紹了地波超視距雷達的主要信號形式及其脈沖壓縮處理方法。第4章岸-艦雙基地地波雷達信號處理，介紹了該體制雷達相關的信號處理方法。第5章岸-艦雙基地地波雷達系統同步與通道校準技術，介紹了運動平臺上雷達系統的同步與誤差校正技術。第6章地波雷達海雜波特征及其抑制方法，第7章地波雷達的電離層雜波及其抑制方法，第8章地波雷達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-艦雙基地地波雷達試驗系統，介紹了這種新體制的地波超視距雷達試驗系統的組成及其試驗結果。
本書內容新穎，系統性強，理論聯系實際，突出技術實現和具體應用。本書既可以作為雷達工程技術人員和高等院校研究生的參考用書，又可以幫助雷達工程技術人員及相關人員掌握一些新體制雷達系統的分析和設計方法。
雷達作為一種可以全天時、全天候獲取遠距離目標信息的探測裝置，在過去數十年里得到了持續(xù)發(fā)展。但在海域監(jiān)測方面，由于微波雷達的探測距離受視距的限制，對海面目標探測距離有限，特別是在我國海邊很少有高山，即使雷達架設在海拔1000米的高山上，對海面目標探測的視距也只有百余公里，因此，海邊的微波雷達難以對200海里專屬經濟區(qū)進行監(jiān)視、監(jiān)測。高頻地波雷達利用海水的傳播特征，可以實現超視距傳播，因此，主要涉海國家都建有地波超視距雷達， 用于實現對廣大海域的監(jiān)測。但是，過去的地波超視距雷達基本都為單基地（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）。由于地波波長達數十米，中小型艦船的尺寸有限，即使大型艦船其長度也只有一兩百米，難以架設大孔徑的高頻地波雷達。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-艦雙基地地波雷達體制， 這種雷達發(fā)射站架設在海邊，采用多個弱方向性的天線同時輻射不同載頻調頻中斷連續(xù)波(FMICW)信號，保證對一定方位區(qū)域的各向同性照射，即不形成發(fā)射方向圖；接收站在運動的艦船平臺上，采用一個全向天線接收，在接收信號處理過程中通過特殊的信號處理綜合發(fā)射陣列孔徑，在目標方向形成等效的發(fā)射方向圖，從而在艦船上（特別是在小型艦船上）實現對海面和低空目標的“無源”超視距探測與跟蹤。該雷達綜合利用運動平臺上的雙基地、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的優(yōu)點，屬于一種新型對海超視距探測雷達。該雷達兼?zhèn)涓哳l雷達和雙基地雷達的優(yōu)點，如工作在諧振區(qū)，可以獲得較大的雷達目標截面積，能夠有效探測低空、超低空飛行目標；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、抗反輻射導彈（ARM）的能力。
本書結合工程實際，系統討論了這類雷達的工作原理、信號處理方法、雜波抑制與抗干擾等，解決試驗系統中的一些實際問題。 全書共9章。第1章緒論，介紹了高頻地波超視距雷達的發(fā)展概況、特點、應用。第2章高頻地波雷達的性能計算，對該雷達的主要性能進行分析與計算。第3章高頻雷達的信號波形及其脈沖壓縮，介紹了地波超視距雷達的主要信號形式及其脈沖壓縮處理方法。第4章岸-艦雙基地地波雷達信號處理，介紹了該體制雷達相關的信號處理方法。第5章岸-艦雙基地地波雷達系統同步與通道校準技術，介紹了運動平臺上雷達系統的同步與誤差校正技術。第6章地波雷達海雜波特征及其抑制方法，第7章地波雷達的電離層雜波及其抑制方法，第8章地波雷達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-艦雙基地地波雷達試驗系統，介紹了這種新體制的地波超視距雷達試驗系統的組成及其試驗結果。
撰寫本書的目的是為了使讀者能系統、全面、深入地了解和掌握岸-艦雙基地地波超視距雷達的基本概念和工作原理； 掌握該雷達的工作方式、信號處理方法等，以及其與常規(guī)地波雷達的不同之處；熟悉這種雷達設計和研制的思路、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方面的學術論文。本書是作者近20年從事岸-艦雙基地地波超視距雷達研究工作的總結。作者一直從事雷達系統與雷達信號處理方面的研究，具有相當深厚的專業(yè)知識和豐富的實際經驗。因此本書的講解系統、全面，并具有很強的實踐指導意義，可供MIMO雷達、數字化雷達及其他新體制雷達相關工程技術人員和科研人員參考。 本書對高等院校相關專業(yè)師生也有參考價值。
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。全書由陳伯孝統稿。在本書的撰寫過程中得到了中國工程院王小謨院士，清華大學彭應寧教授，海軍裝備研究院曲翠萍高工，哈爾濱工業(yè)大學權太范教授、 于長軍教授、李高鵬教授，中國電子科技集團公司第三十八研究所吳劍旗首席科學家， 國家海洋局第一海洋研究所張杰研究員，中國兵器工業(yè)第二○六研究所張春榮研究員，國營720廠李建政總工，南京空時頻科技有限公司羅斌鳳教授，西安電子科技大學張守宏教授、張福順教授等的指導與幫助， 他們給出了寶貴的修改意見與建議， 在本書第7章引用了哈爾濱工業(yè)大學地波雷達課題組對電離層干擾的一些試驗結果，在此一并表示衷心的感謝。另外，本人過去指導的博士劉春波、陳多芳、 李鋒林、潘孟冠等對本書的出版也做了大量工作，在此一并致謝�！ ≈袊こ淘和跣≈冊菏�、中國電子科技集團公司第三十八研究所吳劍旗首席科學家在百忙中為本書申報國家科技圖書出版基金寫了推薦意見，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雷達技術的創(chuàng)新，為我國現代雷達事業(yè)的發(fā)展貢獻一份自己的力量。但鑒于水平有限，難免存在疏漏與不足之處，敬請廣大讀者批評指正。
本書的出版得到了西安電子科技大學“雙一流”建設基金的資助。感謝雷達信號處理國家重點實驗室和西安電子科技大學出版社的支持，感謝李惠萍編輯對本書編輯出版付出的辛勤勞動。
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 高頻地波超視距雷達發(fā)展概況 1
1.3 超視距雷達的電波傳播方式 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 大氣波導波傳播 10
1.4 高頻地波超視距雷達的技術特點 10
1.4.1 技術特性 10
1.4.2 高頻地波雷達技術存在的問題及解決方案 12
1.5 高頻地波超視距雷達的優(yōu)勢及應用 14
1.5.1 高頻地波超視距雷達的主要優(yōu)勢 14
1.5.2 高頻地波超視距雷達的應用領域 14
1.6 雙基地高頻地波超視距雷達概述 16
1.6.1 雙基地高頻地波超視距雷達簡介 16
1.6.2 雙/單基地高頻地波超視距雷達的對比 18
本章參考文獻 19
第2章 高頻地波雷達的性能計算 21
2.1 引言 21
2.2 超視距雷達的目標散射特性 21
2.2.1 RCS的定義 21
2.2.2 目標RCS特性與波長關系 23
2.2.3 目標RCS預估方法 24
2.2.4 典型目標RCS的仿真計算 29
2.3 高頻地波雷達的電波傳播特性 31
2.3.1 地球表面特性 31
2.3.2 地波傳播時場的結構 33
2.3.3 地波傳播特性 35
2.3.4 地波場強的計算 36
2.4 高頻地波雷達的威力計算 40
2.4.1 單基地地波雷達威力 40
2.4.2 雙基地地波雷達威力 41
2.5 雙基地高頻地波雷達的定位性能 44
2.5.1 雙基地雷達的幾何關系 45
2.5.2 雙基地雷達定位方法 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 67
本章參考文獻 67
第3章 高頻雷達的信號波形及其脈沖壓縮 70
3.1 引言 70
3.2 調頻連續(xù)波信號及其距離變換處理 71
3.3 調頻中斷連續(xù)波信號及其距離變換處理 73
3.3.1 FMICW信號模型 73
3.3.2 FMICW信號的距離-多普勒處理 74
3.3.3 FMICW信號的參數選取 75
3.3.4 計算機仿真 76
3.4 相位編碼信號的脈沖壓縮處理 77
3.4.1 二相編碼信號 77
3.4.2 互補碼信號 81
3.4.3 基于分段匹配的互補碼分段脈壓處理 89
3.4.4 基于CLEAN思想的分段脈壓處理 92
3.5 稀疏譜調頻連續(xù)波信號及其距離變換處理 94
3.5.1 稀疏譜調頻連續(xù)波雷達信號模型 94
3.5.2 稀疏譜調頻連續(xù)波信號的距離變換處理 96
3.5.3 設計實例 99
3.6 地波MIMO/MISO雷達的發(fā)射信號 100
3.6.1 多載頻LFMICW信號 100
3.6.2 多載頻LFMICW信號處理 101
3.6.3 參數選取 104
3.6.4 計算機仿真 104
本章小結 110
本章參考文獻 111
第4章 岸-艦雙基地地波雷達信號處理 112
4.1 引言 112
4.2 信號處理分系統組成 112
4.3 信道化接收技術 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 120
4.3.3 多相濾波器組信道化接收技術 121
4.3.4 信道化接收的計算機仿真 124
4.3.5 運算量分析 126
4.4 直達波抑制方法 126
4.4.1 直達波功率計算 126
4.4.2 時域直達波抑制方法 127
4.4.3 距離-方位域直達波抑制方法 128
4.4.4 多普勒域直達波抑制方法 129
4.4.5 直達波抑制方法性能分析 130
4.4.6 計算機仿真及實測數據結果 131
4.5 距離-方位耦合及解耦方法 137
4.5.1 距離誤差對發(fā)射波束綜合測角影響分析 137
4.5.2 采用順序載頻時的距離-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 146
本章參考文獻 147
附錄 147
第5章 岸-艦雙基地地波雷達系統同步與通道校準技術 150
5.1 引言 150
5.2 時間與頻率同步 151
5.2.1 時間同步 151
5.2.2 頻率同步 156
5.3 發(fā)射陣列的幅相校準 157
5.3.1 理想信號模型 158
5.3.2 誤差信號模型 158
5.3.3 發(fā)射通道誤差估計 160
5.4 計算機仿真與實測數據處理 164
5.4.1 時間頻率同步仿真及實測數據結果 164
5.4.2 發(fā)射陣校準仿真 166
本章小結 169
本章參考文獻 170
第6章 地波雷達海雜波特性及其抑制方法 171
6.1 引言 171
6.2 高頻地波雷達海雜波產生機理 171
6.2.1 Bragg諧振散射 171
6.2.2 單基地高頻地波雷達海雜波 172
6.2.3 雙基地高頻地波雷達海雜波 174
6.3 高頻地波雷達海雜波統計模型及空時特性 176
6.3.1 高頻地波雷達海雜波統計模型 176
6.3.2 單基地高頻地波雷達海雜波空時特性 181
6.3.3 雙基地高頻地波雷達海雜波空時特性 182
6.4 空時域海雜波抑制方法 184
6.4.1 空-時級聯處理 185
6.4.2 時-空級聯處理 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)學濾波 200
6.5.4 海雜波抑制的計算機仿真 203
本章小結 207
本章參考文獻 207
第7章 地波雷達的電離層雜波及其抑制方法 209
7.1 引言 209
7.2 電離層雜波的產生機理 209
7.2.1 電離層結構 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 “快時域”方法 226
7.4.2 “慢時域”方法 227
7.4.3 仿真實驗結果 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 233
本章參考文獻 233
第8章 地波雷達的射頻干擾及其抑制方法 235
8.1 引言 235
8.2 地波雷達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 射頻干擾仿真與實測數據處理 239
8.3 基于特征子空間的時域及距離域射頻干擾抑制法 243
8.3.1 時域方法 244
8.3.2 距離域方法 246
8.3.3 實測數據處理 247
8.4 基于壓縮感知的射頻干擾時域剔除法 249
8.4.1 傳統時域剔除法 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 仿真實驗結果 255
本章小結 258
本章參考文獻 258
第9章 岸-艦雙基地地波雷達試驗系統 260
9.1 引言 260
9.2 岸-艦雙基地地波超視距雷達試驗系統組成及特點 260
9.2.1 試驗系統組成 260
9.2.2 系統特點 261
9.3 高頻地波雷達數字頻綜的設計 262
9.3.1 DDS的基本原理 263
9.3.2 DDS的特點 265
9.3.3 多載頻數字頻率源的設計與實現 265
9.3.4 高穩(wěn)定性數字頻率源的性能分析 273
9.3.5 高穩(wěn)定性數字頻率源的測試結果 279
9.4 發(fā)射天線陣 280
9.5 發(fā)射機分系統 282
9.5.1 地波超視距雷達發(fā)射機的組成 282
9.5.2 600 W功放模塊的設計 283
9.5.3 發(fā)射機性能指標測試 287
9.6 接收分系統 289
9.7 試驗結果 291
9.7.1 在固定接收站的試驗結果 291
9.7.2 在船上接收的試驗結果 293
本章小結 296
本章參考文獻 296
縮略語對照表 298
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