本书是"雷达技术丛书”中有关天波超视距雷达工程技术的一本专著。本书从天波超视距雷达的各类特性分析入手（包括天波传输特性、环境特性、目标特性及回波特性等），系统阐述了天波雷达的基本原理、主要特点、应用范围及设计要点，对收发通道、信息处理、电波诊断、频率管理等主要分系统和关键技术进行了扩展，最后给出了探测通信一体化等当前热点研究关系和新体制的进展。

卢琨，男，1977年7月生，正高级高级工程师。1999年毕业于哈尔滨工业大学电子与通信工程系，获学士学位；2004年毕业于上海交通大学通信与信息系统专业，获博士学位。之后进入中国电子科技集团公司第十四研究所工作，长期从事高频雷达系统设计、信息处理及新体制研究。担任电子学会电波环境分会委员，主持翻译并出版《高频超视距雷达：基本原理、信号处理与实际应用》一书，在国内外期刊发表论文数十篇，获专利授权十余项，先后获得国防科技特等奖1项，二等奖1项，集团公司科技特等奖等奖项。

目 录
第1章 天波超视距雷达概论 001
1.1 概述 002
1.2 定义与类型 002
1.2.1 超视距雷达 002
1.2.2 天波超视距雷达 007
1.3 技术特点 009
1.3.1 电波传播特性 009
1.3.2 电磁环境特性 025
1.3.3 目标散射特性 034
1.4 效能与应用 035
1.4.1 战略预警 035
1.4.2 对海监视 036
1.4.3 反隐身 037
1.4.4 反低空突防 037
1.4.5 反导早期预警 038
1.4.6 广域空海监视 038
1.4.7 短波侦察 039
1.4.8 短波通信 039
1.4.9 短波电子对抗 039
1.4.10 电离层监测 039
1.4.11 海态遥感 040
1.5 天波雷达发展史 040
1.5.1 美国 040
1.5.2 苏联/俄罗斯 054
1.5.3 澳大利亚 057
1.5.4 法国 063
1.5.5 其他国家 066
第2章 天波传输机理 070
2.1 概述 071
2.2 电离层参数与模型 072
2.2.1 E层参数 072
2.2.2 F层参数 074
2.2.3 电离层模型 076
2.3 电离层中的电波传播机理 077
2.3.1 折射与反射 077
2.3.2 返回散射 079
2.3.3 电离层信道特性 083
2.3.4 传播衰减 088
第3章 天波雷达基本原理 092
3.1 概述 093
3.2 目标探测原理 093
3.2.1 空气动力目标 093
3.2.2 水面目标 093
3.2.3 弹道导弹主动段 094
3.3 雷达方程 095
3.3.1 对空雷达方程 095
3.3.2 对海雷达方程 104
3.3.3 对弹雷达方程 111
3.4 目标定位原理 111
3.4.1 传播路径模型 112
3.4.2 射线追踪 113
3.4.3 坐标配准 115
3.5 系统典型指标及定义 120
3.5.1 距离范围 120
3.5.2 照射子区 122
3.5.3 分辨率 123
3.5.4 探测精度 124
3.5.5 系统可用度 127
第4章 短波段目标特性 131
4.1 概述 132
4.2 目标散射能量特性 132
4.2.1 RCS的定义 132
4.2.2 RCS与波长的关系 134
4.2.3 雷达隐身技术及影响 135
4.3 目标特性预估方法 139
4.3.1 矩量法 139
4.3.2 时域有限差分法 140
4.3.3 经验近似法 141
4.3.4 尾焰等离子体仿真法 144
4.4 目标特性测量校正方法 148
4.4.1 缩比静态测试 148
4.4.2 外场动态测试 149
4.5 典型目标特性仿真结果 151
4.5.1 仿真数据格式定义 151
4.5.2 空气动力目标 151
4.5.3 旋翼目标 154
4.5.4 水面目标 156
4.5.5 弹道导弹主动段目标 158
4.5.6 其他类型目标 162
第5章 天波雷达回波特性 165
5.1 概述 166
5.2 地物杂波 166
5.2.1 散射系数 166
5.2.2 地面粗糙度 167
5.2.3 地物杂波特性 169
5.3 海杂波 173
5.3.1 海浪散射理论 173
5.3.2 海杂波特性 177
5.4 流星尾迹与电离层杂波 182
5.4.1 流星尾迹 182
5.4.2 流星尾迹回波特性 183
5.4.3 电离层杂波 184
5.5 背景噪声 186
5.5.1 大气噪声 187
5.5.2 宇宙噪声 195
5.5.3 时变特性 197
5.6 无线电干扰 198
5.6.1 工业干扰（人为噪声） 198
5.6.2 电台干扰 200
5.7 蓄意干扰 201
5.7.1 压制式干扰 201
5.7.2 欺骗式干扰 202
第6章 天波雷达系统设计 203
6.1 概述 204
6.2 系统架构 204
6.2.1 单站系统 204
6.2.2 双站（准单站）系统 205
6.2.3 多站系统 207
6.2.4 MIMO系统 209
6.2.5 天波雷达网 211
6.3 站址选择与建设 215
6.3.1 发射站 216
6.3.2 接收站 218
6.3.3 控制中心 220
6.3.4 电离层监测站 221
6.4 收发通道配置 221
6.4.1 阵列形式 221
6.4.2 极化方式 228
6.4.3 波形选择 230
第7章 天波雷达收发通道设计 246
7.1 概述 247
7.2 天线阵列设计 247
7.2.1 发射天线设计 247
7.2.2 接收天线设计 250
7.2.3 收发一体天线设计 253
7.2.4 阵列校准 253
7.3 发射机设计 258
7.3.1 固态发射机 258
7.3.2 功放组件设计 260
7.3.3 功率合成设计 260
7.3.4 冷却合成设计 261
7.3.5 发射机校准 262
7.4 接收机设计 262
7.4.1 模数混合接收机 263
7.4.2 全数字接收机 264
7.4.3 基准源 266
7.4.4 接收机校准 266
7.5 光传输系统设计 267
7.5.1 模拟信号传输 267
7.5.2 数字信号传输 267
第8章 天波雷达信息处理技术 269
8.1 概述 270
8.2 信号处理技术 271
8.2.1 脉冲压缩 271
8.2.2 波束形成 277
8.2.3 非相干积累 281
8.2.4 相干积累 282
8.2.5 高分辨谱估计 283
8.3 抗干扰技术 285
8.3.1 瞬态干扰抑制 285
8.3.2 自适应抗干扰 289
8.3.3 电离层污染抑制 294
8.3.4 杂波抑制 307
8.4 目标检测技术 315
8.4.1 恒虚警检测 316
8.4.2 机动目标检测 323
8.5 数据处理技术 326
8.5.1 自适应关联跟踪 327
8.5.2 多径处理与融合 330
8.5.3 检测前跟踪 334
8.6 坐标配准技术 335
8.6.1 传输模式识别 336
8.6.2 坐标变换 340
8.6.3 坐标配准 343
第9章 电波环境诊断技术 345
9.1 概述 346
9.2 电波环境监测和管理 346
9.2.1 概述 346
9.2.2 主要功能 347
9.2.3 监测手段 347
9.2.4 诊断及管理软件 350
9.3 返回散射探测 350
9.3.1 探测原理及主要功能 350
9.3.2 设备组成 351
9.3.3 返回散射电离图 353
9.3.4 返回散射回波多普勒谱图 357
9.4 垂直探测 360
9.4.1 探测原理及主要功能 360
9.4.2 设备组成 361
9.4.3 垂直探测电离图 362
9.5 斜向探测 365
9.5.1 探测原理及主要功能 365
9.5.2 设备组成 367
9.5.3 斜向探测电离图 368
9.6 各类电离图的关系 370
9.6.1 正割定理 370
9.6.2 第一等效定理 371
9.6.3 第二等效定理 372
9.6.4 三类电离图之间的关系 372
9.7 电离层重构技术 375
9.7.1 概述 375
9.7.2 人工神经网络法 375
9.7.3 改进的克里格方法 377
9.7.4 电离层数据同化 381
9.8 坐标配准表的计算 382
9.8.1 最小时延线的计算 382
9.8.2 最小时延线与最小时延地面距离 384
9.8.3 最小群时延路径的变换 386
9.8.4 任意群时延路径的变换 387
第10章 天波雷达频率管理技术 389
10.1 概述 390
10.2 短波频率资源 390
10.3 环境噪声监测 393
10.3.1 监测原理及主要功能 393
10.3.2 设备组成 394
10.3.3 环境噪声监测结果 395
10.4 频谱监测 397
10.4.1 监测原理和主要功能 397
10.4.2 设备组成 397
10.4.3 频谱监测结果 398
10.5 自适应频率选择 400
10.5.1 概述 400
10.5.2 空中目标选频流程 401
10.5.3 水面目标选频流程 403
10.6 频率资源管理 405
第11章 天波雷达与通信一体化技术 407
11.1 概述 408
11.2 短波通信简介 408
11.2.1 发展历程 408
11.2.2 宽带短波通信 409
11.2.3 短波通信网络 410
11.3 探测通信一体化架构 413
11.3.1 网络拓扑结构 413
11.3.2 资源调度模式 415
11.3.3 系统架构 419
11.4 波形设计及处理 424
11.4.1 高速通信波形设计 424
11.4.2 一体化波形设计 430
11.4.3 一体化波形信号处理 441
11.5 探测通信一体化频率管理 442
11.5.1 基于经验模型的频率管理 442
11.5.2 基于实时信道估计的频率管理 443
11.5.3 探测通信一体化系统的频率管理 446
附录A ESBW波形优化及信号处理方法 451
A.1 波形优化方法 452
A.2 信号处理过程 455
附录B 机动目标的多项式相位推导过程 456
附录C MPDA算法基本步骤 459
C.1 算法推导 460
C.2 MPDA算法流程 462
附录D MVDA算法基本步骤 464
D.1 算法推导 465
D.2 MVDA算法流程 466
参考文献 468