雷达系统及其信息处理
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前言

《雷达系统及其信息处理》定位为高等院校信息类专业研究生和高年级本科生教材。书中既借鉴了本领域国内外众多著作的思想,也融入了作者多年来的一些研究成果,故兼具专著的一些特征。

本书的作者之一自2003年以来,一直承担北京航空航天大学、航天科工集团二院研究生院的《现代雷达系统理论》、《雷达成像原理》、《先进感知系统及其信息处理》以及高年级本科生《雷达原理》等课程的教学。本书的另一作者长期从事雷达目标与环境特性研究,并主持航天科工集团二院研究生院的研究生培养工作。在多年的研究生和本科生培养教学实践中,作者深感国防院校和院所信息与通信系统、电子科学与技术等学科信息类专业的教学中,很难选择一本合适的关于雷达及其信息处理的教材,而在这些院校中雷达又往往是相关专业研究生、本科生的必修课。本书的撰写和出版正是基于满足这样一种需求而完成的。基于此,本书的撰写特色是:不是单纯地讲授雷达原理或雷达基本理论,而是根据现代军用雷达系统的特点,强调雷达信号基本理论、雷达系统同目标与环境的相互作用以及先进雷达系统中的信息处理技术等。

《雷达系统及其信息处理》全书共分为10章,作者站在雷达系统及其同目标与环境的相互作用、信号获取与信息处理两者的角度,阐述雷达系统及其信息处理问题,内容涵盖基础和预备知识、雷达系统基本理论、雷达系统同目标与环境的相互作用以及先进雷达系统及其处理技术等4大部分。即:

模块1——雷达基础和预备知识:第1、2章,主要介绍雷达的基本知识、发展历史、发展趋势和应用,以及同雷达密切相关的电磁波基础知识。

模块2——雷达系统基本理论:第3、4、5章,主要阐述雷达测距和测速的基本原理、雷达发射与接收机的系统组成、相参雷达基本原理、雷达方程、噪声中的目标检测、雷达波形、匹配滤波、雷达模糊度函数、脉冲压缩和自适应处理等概念、原理和理论。

模块3——雷达系统同目标与环境的相互作用:第6、7两章,主要讨论雷达目标与环境电磁散射对雷达的影响,包括雷达散射截面(RCS)的概念和定义、目标散射的频率特性、极化特性、目标散射中心的概念、散射机理和物理与数学解释、RCS统计模型、大气衰减和折射、地球曲率对雷达波的影响、地、海背景的杂波特性和模型等。

模块4——先进雷达系统及其信息处理技术:第8、9、10 章,首先总结雷达测距、测速、测角的误差理论,分析从信息处理角度看三者之间的一致性,介绍雷达跟踪的基本原理;然后重点讨论脉冲多普勒(PD)雷达、动目标指示(MTI)雷达及其信息处理,包括运动平台对雷达探测的影响、MTI和PD雷达的基本原理、不同工作方式和信号处理;最后讨论高分辨率雷达成像问题,通过对采用步进频率波形(SFW)和线性调频波形的雷达回波的深入分析,导出雷达的径向距离分辨率和合成雷达距离像,通过对转台目标的多普勒同横向距离的关系导出雷达的横向距离分辨率,进而介绍旋转目标的距离-多普勒成像原理,最后引出逆合成孔径雷达(ISAR)、合成孔径雷达(SAR)和干涉SAR(InSAR)成像的概念和原理。

由此可见,本书在内容编排和取舍上具有以下特点:一是由浅入深,保证易学性;二是强调内容的新颖性、先进性;三是注重知识的系统性。如果作为教材使用,授课教师可根据上述4个知识模块,依照学时数和授课对象的不同对内容进行取舍。

作者在本书撰写过程中深受本领域一些已经出版的著作、教材和相关文献的启发和影响,在各章的最后尽量准确地给出了主要参考文献,在此谨向有关作者和出版社一并致谢。但凡仍有疏漏或不妥之处,还望相关文献作者和本书读者海涵。

在本书撰写过程中,得到冯祥芝博士、王彩云博士、李晓飞博士生等人的大量帮助,北京航空航天大学2004—2009年期间选修《现代雷达系统理论》课程的历届研究生、选修《雷达原理》课程的历届本科生、航天科工集团二院研究生院2003—2006年期间选修《雷达成像原理》课程的历届研究生对原讲义、讲稿的修改完善提出了许多宝贵意见,电子工业出版社的陈晓莉副编审和首席策划为本书的编辑与出版付出了辛勤的努力。在此一并表示衷心的感谢。

编者

2009年11月于北京