内容简介

  《雷达地海杂波测量与建模》是“雷达与探测前沿技术丛书”中有关地海杂波测量与建模技术的一本专著。
  《雷达地海杂波测量与建模》从工程应用中所关心的地海杂波幅度特性(散射系数均值和幅度分布)、频谱特性(谱频移、展宽及形状)以及相关特性(时间相关和空间相关)分析入手,全面阐述了地海面环境特性、地海面电磁散射计算方法、地海杂波测量技术、地海杂波数据库技术、地海杂波特性与建模、地海杂波特性在雷达检测中的应用等内容,汇集了大量地海杂波测量数据、图表、模型及应用方面的实例。
  《雷达地海杂波测量与建模》可供雷达技术、信号处理、目标检测与识别、目标与环境特性等技术领域的科研及工程技术人员参考,也可作为相关专业研究生的参考书。

作者简介

  李清亮,河南开封人。1984年获兰州大学物理系理学学士学位,1991年获中国电波传播研究所电磁场与微波技术专业工学硕士学位,1998年获西安电子科技大学电磁场与微波技术专业工学博士学位,1999年在香港理工大学做访问学者。长期从事电波传播理论及应用技术研究,现任中国电子科技集团公司首席专家、中国电波传播研究所副总工程师、电波环境特性及模化技术重点实验室常务副主任。先后担任某重大工程副总设计师、国防973项目技术首席和国家863计划重大课题组组长,获国家科技进步一等奖1项、省部级科技进步一等奖1项、二等奖1项,发表学术论文50余篇,享受国务院政府特殊津贴。
  
  尹志盈,湖北汉川人。1992年毕业于国防科学技术大学应用物理专业,2001年获中国电波传播研究所电磁场与微波技术专业工学硕士学位。现任中国电子科技集团公司专家,中国电波传播研究所研究员级高工。长期从事雷达目标环境特性的测量、分析建模及其应用工作。曾任总装备部军用目标及其环境特性标准化技术委员会委员。获中国电子科技集团公司空警2000预警指挥机研制任务个人突出贡献奖。
  
  朱秀芹,河南新乡人。2013年获西安电子科技大学电磁场与微波技术专业工学博士学位,现任中国电波传播研究所研究员级高工。主要从事雷达杂波特性、电波传播理论、电磁场数值和解析计算方法等方面的研究工作。先后主持和参与了国防973、国家自然科学基金、装备预先研究、装备型号科研等多个项目的研究工作,发表学术论文30余篇,获10余项国防发明专利。
  
  张玉石,辽宁葫芦岛人。2014年获西安电子科技大学无线电物理专业博士学位,现任中国电波传播研究所研究员级高工。主要从事地海杂波测试系统与方法、海杂波特性与建模等方面的研究。先后主持和参加了装备预先研究、装备技术基础、国防技术基础,国防973等10余个项目的研究工作,发表论文20余篇。

目录

第1章地海面环境特性
1.1引言
1.2地面环境特性
1.2.1地形与地表覆被分类
1.2.2风的定性作用
1.2.3地物的介电特性
1.3海洋环境特性
1.3.1海面描述
1.3.2海谱模型
1.3.3海面数字化模型
1.3.4海水的介电特性
1.3.5中国及其周边海域海浪及水文要素特点
参考文献

第2章地海面电磁散射计算方法
2.1引言
2.2微扰法
2.2.1散射场的表达式
2.2.2场强幅度
2.2.3极化幅度
2.2.4散射系数
2.3基尔霍夫近似法
2.3.1驻留相位法
2.3.2标量近似法
2.4修正双尺度法
2.4.1经典双尺度散射模型
2.4.2修正双尺度散射模型
2.4.3含泡沫层海面复合散射模型
2.5电大尺寸海面电磁散射的区域分解计算方法
2.5.1电大区域二维粗糙海面建模
2.5.2电大尺寸海面电磁散射的分区计算
2.6破碎波电磁散射特性
2.6.1破碎波仿真模型
2.6.2“海尖峰”形成机理
2.6.3UHF和L波段“海尖峰”形成的可能性
参考文献

第3章地海杂波测量技术
3.1引言
3.2地海杂波测量原理
3.2.1基本方程
3.2.2照射面积的计算
3.2.3其他应注意的问题
3.2.4杂波测量的基本内容
3.3地海杂波测量系统
3.3.1测量雷达
3.3.2辅助测量设备
3.4地海杂波测量的定标技术
3.4.1内定标技术
3.4.2外定标技术
3.5地海杂波测量流程
3.5.1地基雷达杂波测量流程
3.5.2机载雷达杂波测量流程
3.6外定标数据处理方法
3.6.1地基雷达外定标数据处理
3.6.2机载雷达下视外定标数据处理
3.6.3多通道雷达外定标数据处理
3.7地海杂波测量不确定度分析
3.7.1定标不确定度分析
3.7.2散射系数不确定度分析
参考文献
……

第4章地海杂波数据库技术
第5章地塞波特性与建模
第6章海杂波特性与建模
第7章地海杂波特性在雷达检测中的应用

主要符号表
缩略语

前言/序言

  有了雷达,才出现了杂波。所谓杂波是指对雷达操作起干扰作用的、由非关心目标产生的不期望的雷达回波。雷达技术的发展,离不开对杂波的认识及其特性的掌握,特别是当今超宽带、高分辨、多基地、环境认知等新体制雷达的出现,更需要对杂波认知的深化与理解。
  按杂波产生源类型,可将杂波分为两大类,一类是面目标杂波,主要是来自于地形地物和起伏海面的雷达回波,通常称为地海杂波;另一类是空间杂波或体杂波,主要是来自于箔条云、雨、鸟、昆虫等具有较大空间尺度的雷达回波。面目标杂波随区域或地点的不同发生变化,而体杂波则相对固定。按对雷达系统的作用,又将杂波分为由天线主瓣进入雷达系统的主瓣杂波和由天线副瓣或旁瓣进入雷达系统的副瓣杂波。
  理论上讲,地海杂波是来自于面目标的电磁散射回波,可利用电磁散射理论结合现代高性能计算技术,对杂波进行模拟研究。但由于杂波产生源(地面、海面)类型的复杂性、多样性和时变性,逼近真实的理论建模较为困难,导致理论期望与实际问题的解决仍差距甚远。即便如此,多年来,人们对于杂波的理论研究工作从未间断,在努力寻求突破的同时,从现象解释及形成机理方面推动着杂波研究不断进步。
  从实际应用角度,利用试验(或实验)测量手段获取杂波数据,并通过统计或非统计的数据处理方法,进而得到雷达所需要的杂波时空变化特性,是杂波研究及其应用的最直接途径。然而,这种看似简单的途径,在实际操作中却困难重重。首先,针对雷达应用场景,需要构建由测量雷达和环境参数测量设备构成的完备的杂波测量系统。若仅有测量雷达,没有场景环境参数(如地形地貌、浪高浪向、风速风向、温度、含盐度、电磁干扰等)测量设备,杂波特性与场景关系研究就无从谈起。对于测量雷达,除自校准外,还需要专门的定标器对其实施外定标,以获取杂波的绝对电平。其次,杂波测量需要获取充足的数据样本。对于雷达应用场景,只有足够多的数据样本,才能得到可用的杂波时空变化规律,这对于一些仅有少量次数的测量试验(如雷达定型试验),往往难以做到。最后,需要建立面向雷达应用的、具有统计意义的杂波模型。这既要求对杂波及其环境参数数据的持续积累,又要求具有对大量数据的存储与分析处理能力。这些因素体现了杂波研究的基础性、长期性及困难性。

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