《高频超视距雷达：基本原理、信号处理与实际应用》 - [澳]Giuseppe，Aureliano，Fabrizio - 电子工业出版社 - 香港大書城

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『簡體書』高频超视距雷达：基本原理、信号处理与实际应用

書城自編碼： 3427165
分類：簡體書→大陸圖書→工業技術→電子/通信
作者： [澳]Giuseppe，Aureliano，Fabrizio
國際書號(ISBN)： 9787121370960
出版社：电子工业出版社
出版日期： 2019-09-01

頁數/字數： /
書度/開本： 16开釘裝：平塑勒

售價：HK$ 268.7

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內容簡介：

本书是本领域全球领先的专家的著作，深入讲述了信号处理模型和超视距（OTH）雷达技术中的关键技术。这一开创性的著作讲述OTH雷达设计与运行的基本原理，然后基于实验数据的分析，深入探讨了真实OTH雷达系统接收到的HF信号的数学建模问题。本书用大量例子展示了现代自适应信号处理技术应用于真实的或仿真的OTH雷达的数据，这些对于OTH雷达系统和技术的研究者、工程师和从业者具有不可估量的价值。

關於作者：

Giuseppe Aureliano Fabrizio（朱塞佩·奥雷利亚诺·法布里齐奥）2000年于澳大利亚阿德莱德大学电气与电子工程系获博士学位，他在澳大利亚国防科学技术组织（DSTO）的高频雷达机构，负责电子战与自适应信号处理技术部门的工作。
卢琨，南京电子技术研究所研究员，长期从事雷达技术，特别是高频超视距雷达的科学研究工作，发表多篇相关论文，指导本学科方向研究生多名。

目录
第1章绪论
1.1 背景与动机
1.1.1 视距雷达
1.1.2 覆盖局限
1.1.3 超越视距
1.2 超视距雷达原理
1.2.1 工作原理
1.2.2 常规特性
1.2.3 实际应用
1.3 高频雷达方程
1.3.1 斜距
1.3.2 发射功率
1.3.3 天线增益
1.3.4 目标RCS
1.3.5 积累时间
1.3.6 总损耗
1.3.7 传输因子
1.3.8 大气噪声
1.3.9 数值示例
1.4 基本系统性能
1.4.1 最小和最大距离覆盖
1.4.2 驻留照射区域
1.4.3 分辨率和精度
第一部分基本原理
第2章天波传播
2.1 电离层
2.1.1 历史回顾
2.1.2 形成和结构
2.1.3 D层、E层和F层
2.2 空间和时间变化性
2.2.1 无线电波垂直探测
2.2.2 实测和模型
2.2.3 电离层骚扰和电离层暴
2.3 电离层斜向传播
2.3.1 等价关系
2.3.2 点对点链路
2.3.3 频率、仰角和地面距离
2.4 电离层模式
2.4.1 寻常波和异常波
2.4.2 多径传播
2.4.3 幅度和相位衰落
第3章系统特性
3.1 基础知识
3.1.1 配置与站址选择
3.1.2 雷达波形
3.1.3 带外泄漏
3.2 雷达架构
3.2.1 发射系统
3.2.2 接收系统
3.2.3 天线阵列校准
3.3 频率管理
3.3.1 传输路径评估
3.3.2 信道占用和噪声
3.3.3 电离层模式结构
3.4 历史回顾
3.4.1 过去和当前的系统
3.4.2 澳大利亚超视距雷达
3.4.3 未来展望
第4章常规处理
4.1 信号环境
4.1.1 目标回波
4.1.2 杂波回波
4.1.3 噪声和干扰
4.2 标准步骤
4.2.1 脉冲压缩
4.2.2 阵列波束形成
4.2.3 多普勒处理
4.3 操作方法
4.3.1 空中和海上任务
4.3.2 瞬态干扰抑制
4.3.3 数据外推和信号调节
4.4 检测和跟踪
4.4.1 恒虚警率处理
4.4.2 阈值检测与峰值估计
4.4.3 跟踪和坐标配准
第5章表面波雷达
5.1 一般特性
5.1.1 工作原理
5.1.2 构成和性能
5.1.3 实际应用
5.2 传播机理
5.2.1 近距离和远距离
5.2.2 对流层折射
5.2.3 表面粗糙度和混合路径
5.3 环境因素
5.3.1 海杂波
5.3.2 电离层杂波
5.3.3 干扰和噪声
5.4 实际实现
5.4.1 配置和选址
5.4.2 雷达子系统
5.4.3 信号和数据处理
5.5 实际因素
5.5.1 雷达截面积
5.5.2 多频操作
5.5.3 系统实例
第二部分信号描述
第6章波干涉模型
6.1 定性描述
6.1.1 背景和范围
6.1.2 合成波场概略结构
6.1.3 单个模式的精细结构
6.2 通道散射函数
6.2.1 电离层模式识别
6.2.2 模式参数
6.2.3 精细结构观测
6.3 精细结构解析
6.3.1 信号描述
6.3.2 参数估计
6.3.3 空-时MUSIC
6.4 试验结果
6.4.1 数据预分析
6.4.2 模型拟合精度
6.4.3 总结与讨论
第7章统计信号模型
7.1 平稳过程
7.1.1 背景和范围
7.1.2 高频信号测量
7.1.3 天线阵列拓展
7.2 漫散射
7.2.1 数学表达式
7.2.2 时变的电离层结构
7.2.3 自相关函数
7.3 时域统计特性
7.3.1 参数估计方法
7.3.2 假设接受检验
7.3.3 空间同质性假设
7.4 空间和空时统计
7.4.1 相关系数
7.4.2 平均平面波前
7.4.3 空-时分离特性
第8章高频通道模拟器
8.1 点源和扩展源
8.1.1 传统阵列处理模型
8.1.2 相干和非相干射线分布
8.1.3 分布信号的参量化
8.2 广义WATTERSON模型
8.2.1 数学公式和解释
8.2.2 时-空起伏
8.2.3 期望的二阶统计
8.3 参数估计技术
8.3.1 标准识别过程
8.3.2 匹配场MUSIC算法
8.3.3 多项式求根法
8.4 实测数据应用
8.4.1 闭合形式的最小二乘法
8.4.2 基于子空间的方法
8.4.3 总结与讨论
第9章干扰对消技术分析
9.1 干扰和噪声抑制技术
9.1.1 空域处理技术
9.1.2 流行的自适应波束形成技术
9.1.3 高频应用
9.2 标准自适应波束形成
9.2.1 采样矩阵求逆技术
9.2.2 算法的实际应用
9.2.3 另一种时变方法
9.3 瞬时性能分析
9.3.1 实测数据采集
9.3.2 CPI内性能分析
9.3.3 输出SINR改善
9.4 统计性能分析
9.4.1 分幅方法
9.4.2 分批方法
9.4.3 实际工作问题
9.5 仿真性能预测
9.5.1 多通道模型参数
9.5.2 波形扰动的影响
9.5.3 总结与讨论
第三部分处理技术
第10章自适应波束形成
10.1 基本概念
10.1.1 最优和自适应滤波
10.1.2 平稳高斯情况
10.1.3 真实环境
10.2 问题形成
10.2.1 干扰与杂波抑制
10.2.2 多通道数据模型
10.2.3 标准自适应波束形成
10.3 时变方法
10.3.1 随机约束方法
10.3.2 时变空间自适应处理
10.3.3 实验结果
10.4 后多普勒技术
10.4.1 应用背景
10.4.2 距离相关自适应波束形成
10.4.3 扩展数据分析
第11章空-时自适应处理
11.1 STAP架构
11.1.1 慢时域STAP
11.1.2 快时域STAP
11.1.3 3D-STAP
11.2 数据模型
11.2.1 复合信号
11.2.2 冷杂波
11.2.3 热杂波
11.3 对消技术
11.3.1 标准方案
11.3.2 替代过程
11.3.3 仿真结果
11.4 后多普勒STAP处理实现
11.4.1 算法描述
11.4.2 实验结果
11.4.3 讨论
第12章 GLRT检测方案
12.1 问题描述
12.1.1 背景和动机
12.1.2 传统假设检验
12.1.3 另一种二元假设
12.2 测量模型
12.2.1 干扰处理
12.2.2 有用信号
12.2.3 相干干扰
12.3 处理方案
12.3.1 一阶和二阶GLRT
12.3.2 部分均匀的情况
12.3.3 联合数据集检测
12.4 实际应用
12.4.1 空间处理
12.4.2 时域处理
12.4.3 混合技术
第13章盲波形估计
13.1 问题描述
13.1.1 多径模型
13.1.2 处理目标
13.1.3 动机案例
13.2 标准技术
13.2.1 盲系统识别
13.2.2 盲信号分离
13.2.3 讨论
13.3 GEMS算法
13.3.1 无噪声情形
13.3.2 操作过程
13.3.3 计算复杂度
13.4 SIMO实验
13.4.1 数据采集
13.4.2 信号复原方法
13.4.3 GEMS应用
13.5 MIMO实验
13.5.1 数据采集
13.5.2 源和多径分离
13.5.3 雷达应用
13.6 单站点地理定位
13.6.1 背景及动机

內容試閱：

译者序
在当今形形色色的雷达系统中，高频雷达可算是古老而又独具特色的。雷达诞生于第二次世界大战期间，最早的实用型雷达就工作在高频段，频率范围为3～30 MHz。随着电子技术的飞速发展，各类更高频段和不同用途的雷达相继涌现，方才呈现出百花齐放、争奇斗艳的态势。
在世界各国学者和工程技术人员的持续研究下，利用无线电波沿电离层折射和沿海面绕射传输两种机理，高频雷达发展出了天波超视距雷达和地波超视距雷达两大类别。由于不受地球曲率的影响，电波能够超越视距探测目标；由于没有微波雷达的低空盲区，可以有效探测掠海飞行的目标；波长为十米量级，具有良好的隐身目标探测效果；能够同时探测空中和海面目标，还可以对弹道导弹的主动段进行告警，这些优点让高频雷达获得了各大国持续的关注和研究。尤其是具有数千千米探测威力的天波超视距雷达，成为各大国战略预警体系中的重要组成部分。
作为雷达行业的经典著作，Merrill I. Skolnik主编的《雷达手册》（第三版）第20章对高频超视距雷达进行了较为全面的专题介绍；国内周文瑜研究员等编著的《超视距雷达技术》一书是高频雷达研究入门必读。然而，近年来在高频雷达的研究中新体制、新技术层出不穷，对最新研究成果进行综述显得尤为迫切，本书的适时出现给广大科研人员带来了福音。
作为长期开展高频雷达研究的国家之一，澳大利亚的学者一直处于研究前沿，先后提出和推动了自适应处理、MIMO、前置接收站、外辐射源等新体制和新技术在高频雷达中的应用。本书作者Giuseppe Aureliano Fabrizio博士是澳大利亚高频雷达研究团队的重要成员，1993年加入澳大利亚国防科学与技术组织（DSTO）的高频雷达部，在澳大利亚JORN天波超视距雷达系统自适应处理技术应用方面做出了突出的贡献。
本书包括四部分，共13章。第一部分主要介绍高频超视距雷达的基本原理，涵盖工作原理、雷达方程、系统架构、发展历史、电波传输以及信息处理等方面，以天波超视距雷达为主，地波超视距雷达在第5章中进行了专门介绍。第二部分主要介绍信号模型及其时空特性，包括雷达信号、电离层信道、干扰及对消等方面，是后续章节自适应处理技术的基础。第三部分主要介绍处理技术，侧重于信号处理和检测，特别是自适应信号处理，包括自适应波束形成、空时自适应处理、目标检测以及盲信号波形估计等方面。其中，还对MIMO和单站外辐射源等新体制进行了专门分析。最后一部分为附录和参考文献，给出了书中所涉技术的详细数学推导过程。
由于作者的研究工作与装备研制紧密结合，本书体现出理论性和试验性兼具的特点，从系统架构和传输机理等原理入手，以信号和信道模型为基础，推导出相关自适应处理技术，进而结合试验提出一些新体制和新技术。书中提到的算法均有试验或实际应用背景，具有较大的工程参考价值和借鉴意义。
本书翻译工作得到了南京电子技术研究所、空军预警学院、中国电波传播研究所等单位领导和科研人员的大力支持。各章节主译人员如下：第1、3章卢琨，第2章李雪，第4、7、8、9章和附录陈建文、鲍拯，第5章唐晓东、陈建文，第6章郑园园、宋培茗，第10章周毅、张宇、黄银和，第11章雷志勇、于勇，第12章周海峰、倪菁、张冰瑞，第13章张宇、杨帆、崔炜程。全书由陈绪元、赵玉洁主校。在此对提供建议、帮助和支持的田明宏、李宏、周儒勋、韩彦明、韩蕴洁、康蓬、蒋威、娄鹏、陈志坚、余成钢、祝志勇、赵志国、吴瑕、罗欢、严韬、关泽文、余文启等同志，以及在编辑出版过程中提供帮助的张坚、周琪、怀俊彦、付正茂、王雪、徐蒙兰、李爽、侯乐尧、童辉、刘胜新、梅翔、陈静然、刘丹丹、孙艾嘉等一并表示衷心的感谢。
本书主要面向从事高频雷达研究的技术人员，因时间仓促，翻译工作难免存在错谬不足之处，恳请读者批评指正。
卢琨
2019年9月于江苏南京
前言
微波雷达领域中存在众多专业的书籍，但在高频超视距雷达这个方向上，之前仅有一部专著面世，那本书是由A. A. 科索洛夫等撰写的《超视距雷达原理》，最早以俄文出版（Radio i Svyaz, 1984）。随后，W. F. 巴顿将其翻译成英文（Artech House, Norwood, MA, 1987）。尽管这一专著提供了很有价值的视角，但其内容未能及时更新，相比出版之时，近二十年来超视距雷达领域已经取得了巨大的进步。
M. 斯科尼克编著的《雷达手册》一书中的超视距雷达章节由J. M. 汉德瑞克和S. J. 安德森合著。该章节对基本概念作了精彩综述，但限于篇幅影响了行文深度，特别是在信号处理方面，而信号处理是提升当前超视距雷达系统性能的关键部分。随着国际社会在国防、商业和学术领域对超视距雷达兴趣的强势复苏，推出第二本完全针对此领域的专著以展示过去二十年间超视距雷达的重大突破，显得恰逢其时。
本书主要目的是对超视距雷达系统最新技术进行全面展示，主要在于详述信号处理模型和技术，特别是那些先进超视距雷达所采用但现有文献中尚未深入讨论的内容。本书对超视距雷达设计和运行的原理也进行了描述，以满足更多读者的需求，特别是没有相关背景知识的读者。本书同时致力于将超视距雷达和自适应信号处理领域之前公开发表的大量文献统一至一个框架内，通过给出一个易读的引用列表，厘清这些领域中试验结果和数值仿真之间的内在关系。
本书的突出特点是包含大量试验结果，以展示在天波和地波超视距雷达采集数据上应用处理技术的实际情况。这一方式有助于科学家和工程师更深入地理解技术，同时也使雷达研制者和研究者致力于为实际系统研发稳健的信号处理算法。衷心希望本书能够激发起年轻学者和工程师对超视距雷达以及雷达领域的兴趣。
致谢
写作并向国际雷达界分享本书是作者极大的荣幸，它是与澳大利亚国防科学与技术组织（DSTO）中由科学家、工程师和专业人士组成的卓越团队共同完成的。特别感谢情报、监视与侦查分部（ISRD）部长托尼?兰德森博士对本书写作计划的支持，感谢高频雷达团队的负责人高登?弗雷泽博士和信号处理与传输团队的负责人迈克?特利博士对作者和本书的长期支持。
由衷感谢ISRD前任部长马克姆?高利博士给予作者这样一个年轻工程师以坚定的信心，在超视距雷达自适应处理领域攻读博士学位。高利博士对研究工作的支持及其杰出的领导，对于作者开展专业研究极为重要。感谢道格?格雷教授、尤里?阿布拉莫维奇教授和斯图亚特?安德森教授多年来的指导。事实上，本书第二部分的许多研究是在阿布拉莫维奇教授最早的研究方向基础上进行的。
在本书的写作过程中，一直获得了作者的同事和好友阿方索?法瑞纳教授的鼓励。与法瑞纳教授长期且富成效的技术合作令作者受益良多。作者还感谢法瑞纳教授主持意大利防务科学协会并在2008年罗马国际雷达年会中首次组织了超视距雷达教程。这一难得的机会使得本书初具雏形。作者怀着深深的敬意感谢法瑞纳教授作为导师在自己的学术生涯中所给予的重要影响。
本书也从ISRD许多离职和现任员工撰写的材料中获益。DSTO内的多名员工对相应章节的专业审定给予作者极大的帮助，这里特别感谢托尼?兰德森博士，迈克?特利博士，特雷弗?哈里斯博士，曼努埃尔?塞韦拉博士，马克?泰勒博士，戴维?霍尔兹沃思博士，贾斯汀?普朗斯屈福卡博士和林顿?德布里奇博士。特别感谢尼克?斯宾塞先生对部分章节的校对。感谢布雷特?诺西先生，戴维?奈德温博士和安德鲁?海特曼博士提供部分环境数据。感谢凯利?巴恩斯女士和李?海耶斯女士在参考文献输入和校对方面提供的宝贵帮助。
作者对许多尊敬的学者提出的具有建设性的意见和建议同样表示感谢。特别是对于独立章节和技术领域提出友善建议的瑞安?里德斯博士（加拿大国防研发部），拉里?马普尔教授（佐治亚理工学院），戴维?埃梅里博士（BAE系统公司），杰弗里?圣安东尼奥博士（海军研究实验室），费雷德?厄尔博士（国家系统公司），本?约翰森博士（洛克希德?马丁公司），吉姆?巴纳姆博士（SRI斯坦福国际研究院），唐纳德?巴里克博士（Codar海洋传感器公司）和L. J.尼基斯博士（西北研究协会）。
与更宽泛的雷达和信号处理界同仁交流对作者和本书起到了重要作用。作者特别珍视与下列专家的友谊与合作：艾利克斯?格什曼教授，福尔维奥?基尼教授和路易斯?沙尔夫教授，他们对书中所述的雷达信号处理技术发展起到了引领作用。感谢休?格里菲斯教授，布拉昂?西莫德博士，赫尔曼?罗琳教授，比尔?梅尔文博士，唐?辛诺德教授和克里斯?巴克尔教授，他们在国际会议上所分享的极具价值的知识和观点，以及持续的关注和支持。
作者衷心感谢麦格劳-希尔出版公司专业技术部门主编温蒂?里纳尔迪女士，以及出版团队全体在本书编写和出版过程中的敬业精神。最后，作者希望向妻子卢克雷齐娅表达深深的爱意，感谢她的不懈支持和耐心，特别是她带着刚出生的宝贝莱昂纳多来到澳大利亚开始新生活的时期。没有她的帮助和鼓励，本书不可能在约定的出版期限内完成。

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