天波超視距雷達技術(shù)

目 錄
第1章 天波超視距雷達概論 001
1.1 概述 002
1.2 定義與類型 002
1.2.1 超視距雷達 002
1.2.2 天波超視距雷達 007
1.3 技術(shù)特點 009
1.3.1 電波傳播特性 009
1.3.2 電磁環(huán)境特性 025
1.3.3 目標(biāo)散射特性 034
1.4 效能與應(yīng)用 035
1.4.1 戰(zhàn)略預(yù)警 035
1.4.2 對海監(jiān)視 036
1.4.3 反隱身 037
1.4.4 反低空突防 037
1.4.5 反導(dǎo)早期預(yù)警 038
1.4.6 廣域空海監(jiān)視 038
1.4.7 短波偵察 039
1.4.8 短波通信 039
1.4.9 短波電子對抗 039
1.4.10 電離層監(jiān)測 039
1.4.11 海態(tài)遙感 040
1.5 天波雷達發(fā)展史 040
1.5.1 美國 040
1.5.2 蘇聯(lián)/俄羅斯 054
1.5.3 澳大利亞 057
1.5.4 法國 063
1.5.5 其他國家 066
第2章 天波傳輸機理 070
2.1 概述 071
2.2 電離層參數(shù)與模型 072
2.2.1 E層參數(shù) 072
2.2.2 F層參數(shù) 074
2.2.3 電離層模型 076
2.3 電離層中的電波傳播機理 077
2.3.1 折射與反射 077
2.3.2 返回散射 079
2.3.3 電離層信道特性 083
2.3.4 傳播衰減 088
第3章 天波雷達基本原理 092
3.1 概述 093
3.2 目標(biāo)探測原理 093
3.2.1 空氣動力目標(biāo) 093
3.2.2 水面目標(biāo) 093
3.2.3 彈道導(dǎo)彈主動段 094
3.3 雷達方程 095
3.3.1 對空雷達方程 095
3.3.2 對海雷達方程 104
3.3.3 對彈雷達方程 111
3.4 目標(biāo)定位原理 111
3.4.1 傳播路徑模型 112
3.4.2 射線追蹤 113
3.4.3 坐標(biāo)配準(zhǔn) 115
3.5 系統(tǒng)典型指標(biāo)及定義 120
3.5.1 距離范圍 120
3.5.2 照射子區(qū) 122
3.5.3 分辨率 123
3.5.4 探測精度 124
3.5.5 系統(tǒng)可用度 127
第4章 短波段目標(biāo)特性 131
4.1 概述 132
4.2 目標(biāo)散射能量特性 132
4.2.1 RCS的定義 132
4.2.2 RCS與波長的關(guān)系 134
4.2.3 雷達隱身技術(shù)及影響 135
4.3 目標(biāo)特性預(yù)估方法 139
4.3.1 矩量法 139
4.3.2 時域有限差分法 140
4.3.3 經(jīng)驗近似法 141
4.3.4 尾焰等離子體仿真法 144
4.4 目標(biāo)特性測量校正方法 148
4.4.1 縮比靜態(tài)測試 148
4.4.2 外場動態(tài)測試 149
4.5 典型目標(biāo)特性仿真結(jié)果 151
4.5.1 仿真數(shù)據(jù)格式定義 151
4.5.2 空氣動力目標(biāo) 151
4.5.3 旋翼目標(biāo) 154
4.5.4 水面目標(biāo) 156
4.5.5 彈道導(dǎo)彈主動段目標(biāo) 158
4.5.6 其他類型目標(biāo) 162
第5章 天波雷達回波特性 165
5.1 概述 166
5.2 地物雜波 166
5.2.1 散射系數(shù) 166
5.2.2 地面粗糙度 167
5.2.3 地物雜波特性 169
5.3 海雜波 173
5.3.1 海浪散射理論 173
5.3.2 海雜波特性 177
5.4 流星尾跡與電離層雜波 182
5.4.1 流星尾跡 182
5.4.2 流星尾跡回波特性 183
5.4.3 電離層雜波 184
5.5 背景噪聲 186
5.5.1 大氣噪聲 187
5.5.2 宇宙噪聲 195
5.5.3 時變特性 197
5.6 無線電干擾 198
5.6.1 工業(yè)干擾（人為噪聲） 198
5.6.2 電臺干擾 200
5.7 蓄意干擾 201
5.7.1 壓制式干擾 201
5.7.2 欺騙式干擾 202
第6章 天波雷達系統(tǒng)設(shè)計 203
6.1 概述 204
6.2 系統(tǒng)架構(gòu) 204
6.2.1 單站系統(tǒng) 204
6.2.2 雙站（準(zhǔn)單站）系統(tǒng) 205
6.2.3 多站系統(tǒng) 207
6.2.4 MIMO系統(tǒng) 209
6.2.5 天波雷達網(wǎng) 211
6.3 站址選擇與建設(shè) 215
6.3.1 發(fā)射站 216
6.3.2 接收站 218
6.3.3 控制中心 220
6.3.4 電離層監(jiān)測站 221
6.4 收發(fā)通道配置 221
6.4.1 陣列形式 221
6.4.2 極化方式 228
6.4.3 波形選擇 230
第7章 天波雷達收發(fā)通道設(shè)計 246
7.1 概述 247
7.2 天線陣列設(shè)計 247
7.2.1 發(fā)射天線設(shè)計 247
7.2.2 接收天線設(shè)計 250
7.2.3 收發(fā)一體天線設(shè)計 253
7.2.4 陣列校準(zhǔn) 253
7.3 發(fā)射機設(shè)計 258
7.3.1 固態(tài)發(fā)射機 258
7.3.2 功放組件設(shè)計 260
7.3.3 功率合成設(shè)計 260
7.3.4 冷卻合成設(shè)計 261
7.3.5 發(fā)射機校準(zhǔn) 262
7.4 接收機設(shè)計 262
7.4.1 模數(shù)混合接收機 263
7.4.2 全數(shù)字接收機 264
7.4.3 基準(zhǔn)源 266
7.4.4 接收機校準(zhǔn) 266
7.5 光傳輸系統(tǒng)設(shè)計 267
7.5.1 模擬信號傳輸 267
7.5.2 數(shù)字信號傳輸 267
第8章 天波雷達信息處理技術(shù) 269
8.1 概述 270
8.2 信號處理技術(shù) 271
8.2.1 脈沖壓縮 271
8.2.2 波束形成 277
8.2.3 非相干積累 281
8.2.4 相干積累 282
8.2.5 高分辨譜估計 283
8.3 抗干擾技術(shù) 285
8.3.1 瞬態(tài)干擾抑制 285
8.3.2 自適應(yīng)抗干擾 289
8.3.3 電離層污染抑制 294
8.3.4 雜波抑制 307
8.4 目標(biāo)檢測技術(shù) 315
8.4.1 恒虛警檢測 316
8.4.2 機動目標(biāo)檢測 323
8.5 數(shù)據(jù)處理技術(shù) 326
8.5.1 自適應(yīng)關(guān)聯(lián)跟蹤 327
8.5.2 多徑處理與融合 330
8.5.3 檢測前跟蹤 334
8.6 坐標(biāo)配準(zhǔn)技術(shù) 335
8.6.1 傳輸模式識別 336
8.6.2 坐標(biāo)變換 340
8.6.3 坐標(biāo)配準(zhǔn) 343
第9章 電波環(huán)境診斷技術(shù) 345
9.1 概述 346
9.2 電波環(huán)境監(jiān)測和管理 346
9.2.1 概述 346
9.2.2 主要功能 347
9.2.3 監(jiān)測手段 347
9.2.4 診斷及管理軟件 350
9.3 返回散射探測 350
9.3.1 探測原理及主要功能 350
9.3.2 設(shè)備組成 351
9.3.3 返回散射電離圖 353
9.3.4 返回散射回波多普勒譜圖 357
9.4 垂直探測 360
9.4.1 探測原理及主要功能 360
9.4.2 設(shè)備組成 361
9.4.3 垂直探測電離圖 362
9.5 斜向探測 365
9.5.1 探測原理及主要功能 365
9.5.2 設(shè)備組成 367
9.5.3 斜向探測電離圖 368
9.6 各類電離圖的關(guān)系 370
9.6.1 正割定理 370
9.6.2 第一等效定理 371
9.6.3 第二等效定理 372
9.6.4 三類電離圖之間的關(guān)系 372
9.7 電離層重構(gòu)技術(shù) 375
9.7.1 概述 375
9.7.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法 375
9.7.3 改進的克里格方法 377
9.7.4 電離層數(shù)據(jù)同化 381
9.8 坐標(biāo)配準(zhǔn)表的計算 382
9.8.1 最小時延線的計算 382
9.8.2 最小時延線與最小時延地面距離 384
9.8.3 最小群時延路徑的變換 386
9.8.4 任意群時延路徑的變換 387
第10章 天波雷達頻率管理技術(shù) 389
10.1 概述 390
10.2 短波頻率資源 390
10.3 環(huán)境噪聲監(jiān)測 393
10.3.1 監(jiān)測原理及主要功能 393
10.3.2 設(shè)備組成 394
10.3.3 環(huán)境噪聲監(jiān)測結(jié)果 395
10.4 頻譜監(jiān)測 397
10.4.1 監(jiān)測原理和主要功能 397
10.4.2 設(shè)備組成 397
10.4.3 頻譜監(jiān)測結(jié)果 398
10.5 自適應(yīng)頻率選擇 400
10.5.1 概述 400
10.5.2 空中目標(biāo)選頻流程 401
10.5.3 水面目標(biāo)選頻流程 403
10.6 頻率資源管理 405
第11章 天波雷達與通信一體化技術(shù) 407
11.1 概述 408
11.2 短波通信簡介 408
11.2.1 發(fā)展歷程 408
11.2.2 寬帶短波通信 409
11.2.3 短波通信網(wǎng)絡(luò) 410
11.3 探測通信一體化架構(gòu) 413
11.3.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) 413
11.3.2 資源調(diào)度模式 415
11.3.3 系統(tǒng)架構(gòu) 419
11.4 波形設(shè)計及處理 424
11.4.1 高速通信波形設(shè)計 424
11.4.2 一體化波形設(shè)計 430
11.4.3 一體化波形信號處理 441
11.5 探測通信一體化頻率管理 442
11.5.1 基于經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷念l率管理 442
11.5.2 基于實時信道估計的頻率管理 443
11.5.3 探測通信一體化系統(tǒng)的頻率管理 446
附錄A ESBW波形優(yōu)化及信號處理方法 451
A.1 波形優(yōu)化方法 452
A.2 信號處理過程 455
附錄B 機動目標(biāo)的多項式相位推導(dǎo)過程 456
附錄C MPDA算法基本步驟 459
C.1 算法推導(dǎo) 460
C.2 MPDA算法流程 462
附錄D MVDA算法基本步驟 464
D.1 算法推導(dǎo) 465
D.2 MVDA算法流程 466
參考文獻 468