岸-舰双基地地波超视距雷达是一种在岸上发射、舰船上接收的新体制雷达。它综合利用运动平台上的双基地、地波超视距传播、在接收站利用发射阵列孔径综合形成发射方向图等体制或技术的优点，属于一种新型对海超视距探测雷达。 本书详细介绍了岸-舰双基地地波超视距雷达的工作原理及其设计方法。全书共9章。第1章绪论，介绍了高频地波超视距雷达的发展概况、特点、应用。第2章高频地波雷达的性能计算，对该雷达的主要性能进行分析与计算。第3章高频雷达的信号波形及其脉冲压缩，介绍了地波超视距雷达的主要信号形式及其脉冲压缩处理方法。第4章岸-舰双基地地波雷达信号处理，介绍了该体制雷达相关的信号处理方法。第5章岸-舰双基地地波雷达系统同步与通道校准技术，介绍了运动平台上雷达系统的同步与误差校正技术。第6章地波雷达海杂波特征及其抑制方法，第7章地波雷达的电离层杂波及其抑制方法，第8章地波雷达的射频干扰及其抑制方法，分别研究了海杂波、电离层杂波、射频干扰的特征及其抑制方法。第9章岸-舰双基地地波雷达试验系统，介绍了这种新体制的地波超视距雷达试验系统的组成及其试验结果。
本书内容新颖，系统性强，理论联系实际，突出技术实现和具体应用。本书既可以作为雷达工程技术人员和高等院校研究生的参考用书，又可以帮助雷达工程技术人员及相关人员掌握一些新体制雷达系统的分析和设计方法。
雷达作为一种可以全天时、全天候获取远距离目标信息的探测装置，在过去数十年里得到了持续发展。但在海域监测方面，由于微波雷达的探测距离受视距的限制，对海面目标探测距离有限，特别是在我国海边很少有高山，即使雷达架设在海拔1000米的高山上，对海面目标探测的视距也只有百余公里，因此，海边的微波雷达难以对200海里专属经济区进行监视、监测。高频地波雷达利用海水的传播特征，可以实现超视距传播，因此，主要涉海国家都建有地波超视距雷达， 用于实现对广大海域的监测。但是，过去的地波超视距雷达基本都为单基地（为了收发隔离，发射站与接收站之间的距离只有几公里）。由于地波波长达数十米，中小型舰船的尺寸有限，即使大型舰船其长度也只有一两百米，难以架设大孔径的高频地波雷达。因此，我们提出一种在海边（岸）发射、在舰船上接收（即岸发舰收）的岸-舰双基地地波雷达体制， 这种雷达发射站架设在海边，采用多个弱方向性的天线同时辐射不同载频调频中断连续波(FMICW)信号，保证对一定方位区域的各向同性照射，即不形成发射方向图；接收站在运动的舰船平台上，采用一个全向天线接收，在接收信号处理过程中通过特殊的信号处理综合发射阵列孔径，在目标方向形成等效的发射方向图，从而在舰船上（特别是在小型舰船上）实现对海面和低空目标的“无源”超视距探测与跟踪。该雷达综合利用运动平台上的双基地、地波超视距传播、在接收站利用发射阵列孔径综合形成发射方向图等体制或技术的优点，属于一种新型对海超视距探测雷达。该雷达兼备高频雷达和双基地雷达的优点，如工作在谐振区，可以获得较大的雷达目标截面积，能够有效探测低空、超低空飞行目标；由于接收站不辐射能量，所以具有良好的抗电子侦察、抗有源定向干扰、抗反辐射导弹（ARM）的能力。
本书结合工程实际，系统讨论了这类雷达的工作原理、信号处理方法、杂波抑制与抗干扰等，解决试验系统中的一些实际问题。 全书共9章。第1章绪论，介绍了高频地波超视距雷达的发展概况、特点、应用。第2章高频地波雷达的性能计算，对该雷达的主要性能进行分析与计算。第3章高频雷达的信号波形及其脉冲压缩，介绍了地波超视距雷达的主要信号形式及其脉冲压缩处理方法。第4章岸-舰双基地地波雷达信号处理，介绍了该体制雷达相关的信号处理方法。第5章岸-舰双基地地波雷达系统同步与通道校准技术，介绍了运动平台上雷达系统的同步与误差校正技术。第6章地波雷达海杂波特征及其抑制方法，第7章地波雷达的电离层杂波及其抑制方法，第8章地波雷达的射频干扰及其抑制方法，分别研究了海杂波、电离层杂波、射频干扰的特征及其抑制方法。第9章岸-舰双基地地波雷达试验系统，介绍了这种新体制的地波超视距雷达试验系统的组成及其试验结果。
撰写本书的目的是为了使读者能系统、全面、深入地了解和掌握岸-舰双基地地波超视距雷达的基本概念和工作原理； 掌握该雷达的工作方式、信号处理方法等，以及其与常规地波雷达的不同之处；熟悉这种雷达设计和研制的思路、方法及一些特殊考虑。
本书作者发表了50余篇岸-舰双基地地波超视距雷达方面的学术论文。本书是作者近20年从事岸-舰双基地地波超视距雷达研究工作的总结。作者一直从事雷达系统与雷达信号处理方面的研究，具有相当深厚的专业知识和丰富的实际经验。因此本书的讲解系统、全面，并具有很强的实践指导意义，可供MIMO雷达、数字化雷达及其他新体制雷达相关工程技术人员和科研人员参考。 本书对高等院校相关专业师生也有参考价值。
本书第1、2、9章由陈伯孝、杨林撰写，第3、4、5章由陈伯孝撰写，第6、7、8章由王赞、陈伯孝撰写。全书由陈伯孝统稿。在本书的撰写过程中得到了中国工程院王小谟院士，清华大学彭应宁教授，海军装备研究院曲翠萍高工，哈尔滨工业大学权太范教授、 于长军教授、李高鹏教授，中国电子科技集团公司第三十八研究所吴剑旗首席科学家， 国家海洋局第一海洋研究所张杰研究员，中国兵器工业第二○六研究所张春荣研究员，国营720厂李建政总工，南京空时频科技有限公司罗斌凤教授，西安电子科技大学张守宏教授、张福顺教授等的指导与帮助， 他们给出了宝贵的修改意见与建议， 在本书第7章引用了哈尔滨工业大学地波雷达课题组对电离层干扰的一些试验结果，在此一并表示衷心的感谢。另外，本人过去指导的博士刘春波、陈多芳、 李锋林、潘孟冠等对本书的出版也做了大量工作，在此一并致谢。 中国工程院王小谟院士、中国电子科技集团公司第三十八研究所吴剑旗首席科学家在百忙中为本书申报国家科技图书出版基金写了推荐意见，在此向他们表示衷心的感谢。
我们编写这部著作的初衷是想推动雷达技术的创新，为我国现代雷达事业的发展贡献一份自己的力量。但鉴于水平有限，难免存在疏漏与不足之处，敬请广大读者批评指正。
本书的出版得到了西安电子科技大学“双一流”建设基金的资助。感谢雷达信号处理国家重点实验室和西安电子科技大学出版社的支持，感谢李惠萍编辑对本书编辑出版付出的辛勤劳动。
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 高频地波超视距雷达发展概况 1
1.3 超视距雷达的电波传播方式 8
1.3.1 地（海）面绕射波传播 9
1.3.2 天波返回散射波传播 9
1.3.3 大气波导波传播 10
1.4 高频地波超视距雷达的技术特点 10
1.4.1 技术特性 10
1.4.2 高频地波雷达技术存在的问题及解决方案 12
1.5 高频地波超视距雷达的优势及应用 14
1.5.1 高频地波超视距雷达的主要优势 14
1.5.2 高频地波超视距雷达的应用领域 14
1.6 双基地高频地波超视距雷达概述 16
1.6.1 双基地高频地波超视距雷达简介 16
1.6.2 双/单基地高频地波超视距雷达的对比 18
本章参考文献 19
第2章 高频地波雷达的性能计算 21
2.1 引言 21
2.2 超视距雷达的目标散射特性 21
2.2.1 RCS的定义 21
2.2.2 目标RCS特性与波长关系 23
2.2.3 目标RCS预估方法 24
2.2.4 典型目标RCS的仿真计算 29
2.3 高频地波雷达的电波传播特性 31
2.3.1 地球表面特性 31
2.3.2 地波传播时场的结构 33
2.3.3 地波传播特性 35
2.3.4 地波场强的计算 36
2.4 高频地波雷达的威力计算 40
2.4.1 单基地地波雷达威力 40
2.4.2 双基地地波雷达威力 41
2.5 双基地高频地波雷达的定位性能 44
2.5.1 双基地雷达的几何关系 45
2.5.2 双基地雷达定位方法 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 几种定位方法的性能仿真与分析 61
本章小结 67
本章参考文献 67
第3章 高频雷达的信号波形及其脉冲压缩 70
3.1 引言 70
3.2 调频连续波信号及其距离变换处理 71
3.3 调频中断连续波信号及其距离变换处理 73
3.3.1 FMICW信号模型 73
3.3.2 FMICW信号的距离-多普勒处理 74
3.3.3 FMICW信号的参数选取 75
3.3.4 计算机仿真 76
3.4 相位编码信号的脉冲压缩处理 77
3.4.1 二相编码信号 77
3.4.2 互补码信号 81
3.4.3 基于分段匹配的互补码分段脉压处理 89
3.4.4 基于CLEAN思想的分段脉压处理 92
3.5 稀疏谱调频连续波信号及其距离变换处理 94
3.5.1 稀疏谱调频连续波雷达信号模型 94
3.5.2 稀疏谱调频连续波信号的距离变换处理 96
3.5.3 设计实例 99
3.6 地波MIMO/MISO雷达的发射信号 100
3.6.1 多载频LFMICW信号 100
3.6.2 多载频LFMICW信号处理 101
3.6.3 参数选取 104
3.6.4 计算机仿真 104
本章小结 110
本章参考文献 111
第4章 岸-舰双基地地波雷达信号处理 112
4.1 引言 112
4.2 信号处理分系统组成 112
4.3 信道化接收技术 116
4.3.1 信道化接收的基本原理 116
4.3.2 低通滤波器组信道化接收技术 120
4.3.3 多相滤波器组信道化接收技术 121
4.3.4 信道化接收的计算机仿真 124
4.3.5 运算量分析 126
4.4 直达波抑制方法 126
4.4.1 直达波功率计算 126
4.4.2 时域直达波抑制方法 127
4.4.3 距离-方位域直达波抑制方法 128
4.4.4 多普勒域直达波抑制方法 129
4.4.5 直达波抑制方法性能分析 130
4.4.6 计算机仿真及实测数据结果 131
4.5 距离-方位耦合及解耦方法 137
4.5.1 距离误差对发射波束综合测角影响分析 137
4.5.2 采用顺序载频时的距离-方位耦合分析 138
4.5.3 距离-方位解耦 141
4.5.4 距离-方位二维超分辨处理 142
4.5.5 仿真与分析 142
本章小结 146
本章参考文献 147
附录 147
第5章 岸-舰双基地地波雷达系统同步与通道校准技术 150
5.1 引言 150
5.2 时间与频率同步 151
5.2.1 时间同步 151
5.2.2 频率同步 156
5.3 发射阵列的幅相校准 157
5.3.1 理想信号模型 158
5.3.2 误差信号模型 158
5.3.3 发射通道误差估计 160
5.4 计算机仿真与实测数据处理 164
5.4.1 时间频率同步仿真及实测数据结果 164
5.4.2 发射阵校准仿真 166
本章小结 169
本章参考文献 170
第6章 地波雷达海杂波特性及其抑制方法 171
6.1 引言 171
6.2 高频地波雷达海杂波产生机理 171
6.2.1 Bragg谐振散射 171
6.2.2 单基地高频地波雷达海杂波 172
6.2.3 双基地高频地波雷达海杂波 174
6.3 高频地波雷达海杂波统计模型及空时特性 176
6.3.1 高频地波雷达海杂波统计模型 176
6.3.2 单基地高频地波雷达海杂波空时特性 181
6.3.3 双基地高频地波雷达海杂波空时特性 182
6.4 空时域海杂波抑制方法 184
6.4.1 空-时级联处理 185
6.4.2 时-空级联处理 190
6.5 图像域海杂波抑制方法 194
6.5.1 海杂波的图像域抑制流程 194
6.5.2 图像分割 196
6.5.3 形态学滤波 200
6.5.4 海杂波抑制的计算机仿真 203
本章小结 207
本章参考文献 207
第7章 地波雷达的电离层杂波及其抑制方法 209
7.1 引言 209
7.2 电离层杂波的产生机理 209
7.2.1 电离层结构 209
7.2.2 电离层杂波的形成 211
7.2.3 电离层杂波的分类 212
7.3 高频地波雷达电离层杂波特性 213
7.3.1 电离层杂波传输特性 214
7.3.2 电离层杂波时域及距离域特性 216
7.3.3 电离层杂波空域特性 218
7.3.4 电离层杂波多普勒特性 224
7.4 基于特征子空间的电离层杂波抑制方法 225
7.4.1 “快时域”方法 226
7.4.2 “慢时域”方法 227
7.4.3 仿真实验结果 227
7.5 基于大型发射阵列的电离层杂波抑制方法 229
本章小结 233
本章参考文献 233
第8章 地波雷达的射频干扰及其抑制方法 235
8.1 引言 235
8.2 地波雷达射频干扰及其主要特征 235
8.2.1 射频干扰模型 235
8.2.2 射频干扰特性分析 236
8.2.3 射频干扰仿真与实测数据处理 239
8.3 基于特征子空间的时域及距离域射频干扰抑制法 243
8.3.1 时域方法 244
8.3.2 距离域方法 246
8.3.3 实测数据处理 247
8.4 基于压缩感知的射频干扰时域剔除法 249
8.4.1 传统时域剔除法 249
8.4.2 压缩感知（CS）理论介绍 249
8.4.3 基于压缩感知的时域剔除法 252
8.4.4 速度信息获取 254
8.4.5 距离信息获取 255
8.4.6 仿真实验结果 255
本章小结 258
本章参考文献 258
第9章 岸-舰双基地地波雷达试验系统 260
9.1 引言 260
9.2 岸-舰双基地地波超视距雷达试验系统组成及特点 260
9.2.1 试验系统组成 260
9.2.2 系统特点 261
9.3 高频地波雷达数字频综的设计 262
9.3.1 DDS的基本原理 263
9.3.2 DDS的特点 265
9.3.3 多载频数字频率源的设计与实现 265
9.3.4 高稳定性数字频率源的性能分析 273
9.3.5 高稳定性数字频率源的测试结果 279
9.4 发射天线阵 280
9.5 发射机分系统 282
9.5.1 地波超视距雷达发射机的组成 282
9.5.2 600 W功放模块的设计 283
9.5.3 发射机性能指标测试 287
9.6 接收分系统 289
9.7 试验结果 291
9.7.1 在固定接收站的试验结果 291
9.7.2 在船上接收的试验结果 293
本章小结 296
本章参考文献 296
缩略语对照表 298
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