高频地波雷达电离层回波机理研究_杨旭光著_9787560389349

本书主要研究对象为高频地波雷达接收到的电离层回波，对其分别从物理机制、传播路径、特征提取、参数反演等不同角度开展了理论分析及仿真模拟，并结合实测雷达数据进行验证。

　　高频地波雷达是一种利用高频段（3-30MHz）垂直极化电磁波沿海面绕射传播的物理机制而实现海态遥感与超视距目标探测的新体制雷达，不仅可从海面散射回波信号中提取浪高、洋流及风场的速度与方向等丰富的海洋环境信息，还可对视距外的海面舰船及低空飞行目标实施有效监测。此外，高频地波雷达还具有反隐身、抗反辐射导弹、造价低等特点，是一种性价比高的早期预警雷达。除军事用途外，高频地波雷达还可对200海里范围内的专属经济区实现全天时、全天候监测，可弥补我国预警机和沿海岸防雷达的不足，加强海上交通管制，打击非法走私舰船，有助于国家对领海资源监视能力的综合提升。
　　虽然高频地波雷达具有以上广泛的应用前景，但受高频电台干扰、路径衰减、风浪损耗以及电离层扰动等影响，雷达探测性能大幅降低。在雷达回波中，电离层回波强度远胜海杂波和目标回波，是制约整个高频地波雷达探测性能的瓶颈。电离层回波不仅与雷达系统参数及信号处理的过程有关，还与电离层本身独有的分布特性有关。电离层回波抑制技术很大程度上取决于对电离层物理机制的科学理解，因此加深对电离层回波机理的认识将会有助于电离层回波抑制技术研究的突破。
　　本书紧密围绕高频地波雷达电离层回波机理这一核心关键科学问题展开而成，共8章。第1章为绪论，简要概述高频地波雷达的发展史及电离层回波特性综述；第2章介绍电离层物理特性及高频电波在电离层中的传播机理；第3章以威海雷达站收发天线为例，仿真高频地波雷达天线系统对电离层回波传播路径的影响，并联合垂测仪对电离层开展观测研究；第4章基于距离一多普勒谱，提取电离层回波，并对电离层实高及F2层临界频率进行估计反演；第5章对面散射及体散射下电离层距离方程进行推导，并对电离层特征参数进行反演研究；第6章基于高频电磁散射理论对垂直向及中低纬后向散射天波传播路径的电离层回波进行建模，并对众多参数进行仿真分析；第7章对2016年“鲇鱼”和2018年“温比亚”台风期间的电离层进行观测分析，对台风一电离层关联机理进行探索性的研究；第8章为本书结论。
　　需要说明的是，本书采用的所有实测数据均来自哈尔滨工业大学（威海）雷达站。该站建于20世纪80年代，为中国科学院院士、中国工程院院士、国家最高科学技术奖获得者、哈尔滨工业大学刘永坦教授所创，是我国高频地波雷达实验站，同时也是工业和信息化部“对海监测及信息处理”重点实验室的外场实验基地。经过30多年几代人的艰苦不懈努力，该站在高频地波雷达方向开展了大量理论与工程技术研究，并取得了众多开创性成果。本书的主要内容即为该站电离层回波研究领域的研究成果。
　　全书由杨旭光独立撰写而成。在本书撰写过程中，得到了哈尔滨工业大学（威海）雷达站诸多领导和科研工作者的大力支持。特别要感谢我的博士生导师哈尔滨工业大学于长军教授和权太范教授的指导，以及实验站的王霖玮博士等的帮助。本书的出版得到国家自然科学基金、陇东学院著作基金的资助。在此一并表示诚挚衷心的感谢！
　　由于高频地波雷达技术发展迅速，加上作者学术水平有限、时间仓促，因此书中可能存在不足与疏漏之处，敬请读者批评指正。

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