本书是“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。本书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。本书可供雷达技术、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。
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“雷达与探测前沿技术丛书"编审委员会0
总序0
前言0
第1章 地海面环境特性11.1 引言1
1.2 地面环境特性11.2.1 地形与地表覆被分类1
1.2.2 风的定性作用6
1.2.3 地物的介电特性6
1.3 海洋环境特性161.3.1 海面描述16
1.3.2 海谱模型19
1.3.3 海面数字化模型27
1.3.4 海水的介电特性33
1.3.5 中国及其周边海域海浪及水文要素特点39
参考文献44
第2章 地海面电磁散射计算方法472.1 引言47
2.2 微扰法482.2.1 散射场的表达式48
2.2.2 场强幅度49
2.2.3 极化幅度51
2.2.4 散射系数52
2.3 基尔霍夫近似法532.3.1 驻留相位法55
2.3.2 标量近似法56
2.4 修正双尺度法582.4.1 经典双尺度散射模型58
2.4.2 修正双尺度散射模型59
2.4.3 含泡沫层海面复合散射模型70
2.5 电大尺寸海面电磁散射的区域分解计算方法752.5.1 电大区域二维粗糙海面建模75
2.5.2 电大尺寸海面电磁散射的分区计算77
2.6 破碎波电磁散射特性822.6.1 破碎波仿真模型83
2.6.2 “海尖峰"形成机理86
2.6.3 UHF和L波段“海尖峰"形成的可能性91
参考文献101
第3章 地海杂波测量技术1043.1 引言104
3.2 地海杂波测量原理1053.2.1 基本方程105
3.2.2 照射面积的计算106
3.2.3 其他应注意的问题109
3.2.4 杂波测量的基本内容112
3.3 地海杂波测量系统1133.3.1 测量雷达114
3.3.2 辅助测量设备128
3.4 地海杂波测量的定标技术1333.4.1 内定标技术133
3.4.2 外定标技术138
3.5 地海杂波测量流程1443.5.1 地基雷达杂波测量流程145
3.5.2 机载雷达杂波测量流程146
3.6 外定标数据处理方法1493.6.1 地基雷达外定标数据处理149
3.6.2 机载雷达下视外定标数据处理151
3.6.3 多通道雷达外定标数据处理162
3.7 地海杂波测量不确定度分析1663.7.1 定标不确定度分析167
3.7.2 散射系数不确定度分析168
参考文献170
第4章 地海杂波数据库技术1734.1 引言173
4.2 地海杂波数据的存储方法1744.2.1 地海杂波测量数据174
4.2.2 雷达回波数据预处理177
4.2.3 辅助信息的预处理188
4.2.4 地海杂波数据存储规范与格式190
4.3 地海杂波数据库1944.3.1 地海杂波数据库集群架构195
4.3.2 地海杂波数据库逻辑架构200
4.3.3 数据存储与管理204
4.3.4 基于GIS的地杂波特性分析218
参考文献220
第5章 地杂波特性与建模2225.1 引言222
5.2 地面散射系数基本特性与模型2235.2.1 散射系数与参数的关系223
5.2.2 地面散射系数模型230
5.2.3 典型地形散射系数特性245
5.3 地杂波幅度分布建模2555.3.1 常用杂波幅度分布模型256
5.3.2 杂波幅度分布模型参数估计261
5.3.3 典型地形的杂波幅度分布269
5.4 地杂波多普勒谱建模2855.4.1 地物功率谱模型286
5.4.2 运动平台地杂波谱290
5.5 机载雷达地杂波空时二维特性仿真分析2955.5.1 空时二维杂波的协方差矩阵和特征谱296
5.5.2 多通道地杂波仿真方法297
5.5.3 空时二维杂波影响因素分析304
参考文献308
第6章 海杂波特性与建模3126.1 引言312
6.2 海杂波散射系数均值建模3136.2.1 海杂波散射系数均值特性314
6.2.2 海杂波散射系数模型323
6.2.3 海杂波散射系数模型对比分析332
6.2.4 基于实测数据的两个修正模型336
6.2.5 大气波导条件下海杂波散射系数特性342
6.3 海杂波幅度分布建模3436.3.1 基于实测数据的海杂波幅度统计分布344
6.3.2 海杂波幅度分布重拖尾建模方法353
6.3.3 海尖峰判定方法365
6.4 海杂波多普勒谱建模3696.4.1 海杂波多普勒谱形成机理369
6.4.2 海杂波谱的经验与半经验模型372
6.4.3 基于实测数据的海杂波谱特性分析377
6.4.4 海杂波时间相关性386
6.5 海杂波空间相关性建模3876.5.1 海杂波距离向相关特性387
6.5.2 海杂波距离向相关建模方法390
6.6 海杂波非线性建模3936.6.1 海杂波分形分析393
6.6.2 海杂波混沌分析398
参考文献404
第7章 地海杂波特性在雷达检测中的应用4097.1 引言409
7.2 地海杂波对雷达性能的影响4107.2.1 杂波散射系数410
7.2.2 杂波幅度分布412
7.2.3 杂波多普勒谱414
7.2.4 杂波的时间和空间相关性416
7.3 K分布杂波背景下的雷达检测性能评估4187.3.1 虚警概率418
7.3.2 检测概率419
7.3.3 雷达探测距离424
7.3.4 雷达恒虚警检测428
7.4 海杂波环境中相参自适应检测方法4397.4.1 动目标检测方法439
7.4.2 自适应匹配滤波检测方法441
7.4.3 可控参数的自适应匹配滤波检测方法445
7.4.4 中等驻留时间条件下的检测方法451
7.4.5 高分辨—长驻留时间条件下的检测方法459
参考文献465
主要符号表468
缩略语469