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前言

自1980年本書第二版出版以來，雷達技術(shù)及其應(yīng)用持續(xù)發(fā)展。自那時起出現(xiàn)了許多新的雷達系統(tǒng)：

● 增強型氣象雷達(Nexrad終端多普勒氣象雷達、風(fēng)廓線雷達、TRMM衛(wèi)星氣象雷達和機載風(fēng)切變檢測雷達)

●行星探索雷達(用于探索金星的麥哲倫雷達;用于探索提坦，即土星的一個行星的卡西尼雷達)

●干涉型合成孔徑雷達，用于場景的三維成像和對慢速運動表面目標(biāo)的檢測

●逆合成孔徑雷達，ISAR(用于艦船識別的APS-137)

●地面穿透雷達

●相控陣?yán)走_的批量生產(chǎn)("愛國者"、"宙斯盾"、"鋪路爪"和B-1B轟炸機雷達)

●有源孔徑相控陣?yán)走_

●彈道導(dǎo)彈防御雷達(地基雷達GBR和"箭"式導(dǎo)彈防御系統(tǒng))

●高頻超視距雷達(ROTHR和Jindalee)

●戰(zhàn)場監(jiān)視(JSTARS)雷達

●用于環(huán)境遙感的雷達

●改進的空中交通管制雷達

●具有復(fù)雜多普勒處理的新型多功能軍用戰(zhàn)斗機/攻擊機機載雷達

此外，在利用數(shù)字技術(shù)進行信號處理、數(shù)據(jù)處理和雷達控制方面已經(jīng)取得廣泛進展；利用多普勒現(xiàn)象對嚴(yán)重雜波環(huán)境中小運動目標(biāo)的檢測取得顯著改善；對來自地面和海面的雷達回波特性有了更好的理解；檢測決策和信息提取實現(xiàn)了自動化；目標(biāo)識別；固態(tài)發(fā)射機及功率電子管的進展；無人值守高雷達系統(tǒng)的研制。而且，由于隱形(低橫截面積目標(biāo))、低空/高空高速攻擊機的發(fā)展，以及電子戰(zhàn)技術(shù)能力的提高，都推動著軍用雷達進行重大改進。

《雷達系統(tǒng)導(dǎo)論》第三版和先前兩版一樣，是以介紹雷達和雷達系統(tǒng)各方面基本原理的一學(xué)年研究生教材為基礎(chǔ)的。本書可用于自學(xué)，也適合于從事雷達及有關(guān)系統(tǒng)的研制、采購、制造和應(yīng)用各領(lǐng)域的工程師和管理人員參考。

對大多數(shù)工學(xué)院的課程目錄的查閱表明，與系統(tǒng)有關(guān)的課程很少，而正是有了系統(tǒng)，才有電子工程的存在。工程的核心就是設(shè)計一個系統(tǒng)以實現(xiàn)某些有用的功能。雷達是電子工程系統(tǒng)的一個典型的例子，它利用了被電子工程師們實際應(yīng)用的許多專業(yè)技術(shù)，包括信號處理、數(shù)據(jù)處理、波形設(shè)計、電磁散射、檢測、參數(shù)估計、信息提取、天線、傳播、發(fā)射機和接收機等。由于這些專題對雷達系統(tǒng)會產(chǎn)生影響，因此，是本文中對雷達討論的一部分內(nèi)容。有些只是一帶而過，對另一些則作比較詳細的討論。

本書還包括一些關(guān)于雷達的專門內(nèi)容：對雷達基本了解所必需的并可作為系統(tǒng)設(shè)計工具的距離方程；在動目標(biāo)顯示(MTI)雷達和脈沖多普勒雷達中一樣，都是利用多普勒頻移將運動目標(biāo)回波從接收到的靜止(雜波)環(huán)境回波中區(qū)分開來；用單脈沖和圓錐掃描雷達跟蹤目標(biāo)；用監(jiān)視雷達跟蹤目標(biāo)；雷達信號的檢測；使信噪比較大的匹配濾波器；雷達測量精度，以及影響雷達性能的自然環(huán)境回波的特性。

第三版和第二版一樣，進行了大量修訂。幾乎每一段都有改變或整段替換。章節(jié)的順序也重新安排，以反映作者在他自己講授的研究生課程中是如何講授這些材料的。及時學(xué)期(第1～4章)通過非常重要且廣泛應(yīng)用的雷達距離方程的推導(dǎo)，利用多普勒頻移從非常嚴(yán)重的陸地雜波和海雜波回波中提取微弱的運動目標(biāo)回波，以及利用雷達進行運動目標(biāo)跟蹤等介紹許多基本的雷達概念。第8章關(guān)于雷達波傳播的大部分材料通常包括在及時學(xué)期中，并且作為第2章雷達方程的一部分來討論。第二學(xué)期(第5～7章和第9章)涵蓋噪聲中信號檢測、雷達信號中信息提取、波形，當(dāng)限制雷達性能的主要因素是雜波而不是噪聲時的目標(biāo)檢測和雷達天線的許多形式。當(dāng)時間允許時，討論雷達發(fā)射機和接收機，以及回顧一些重要的雷達應(yīng)用(不是本書的一部分)。有時，發(fā)射機或接收機課題在及時學(xué)期中通過讓學(xué)生提供關(guān)于這些雷達分系統(tǒng)某一方面的小論文來介紹。

第二版中許多課題由于有許多新的資料和其重要性的提高，在第三版中得到了擴充。由于出版商要求本書保持一個合理的字?jǐn)?shù)，因此，不得不去除一些課題以允許其他內(nèi)容的擴充。去除的是一些已變得過時的課題，例如，相控陣天線中移相的一些方法和用于調(diào)頻脈沖壓縮的各種色散延遲線。第二版第3章關(guān)于連續(xù)波雷達和調(diào)頻雷達由于利用這兩種雷達越來越少而被略去了。低功率連續(xù)波雷達和調(diào)頻連續(xù)波雷達還將用于一些特殊應(yīng)用，因而，簡要地包括在本書第3章末尾，但遠程高功率連續(xù)波雷達由于其收、發(fā)需要單獨分開的天線，基本上已被采用單個天線的脈沖多普勒雷達所取代。另外被刪除的是第二版的一章，該章由關(guān)于各種系統(tǒng)課題的簡短概述組成，如合成孔徑雷達、高頻超視距雷達、對空監(jiān)視雷達、測高儀和三坐標(biāo)雷達、ECCM、雙基地雷達和毫米波雷達。雖然這些仍然是重要的雷達課題，但如果本書要涵蓋其他雷達課題方面的進展的話，它們就不能是本版內(nèi)容的一部分。還有值得討論的其他雷達系統(tǒng)應(yīng)用，但要恰當(dāng)?shù)貙⒗走_的所有重要內(nèi)容涵蓋在一本書中是困難的。

在及時版中關(guān)于雷達天線為單獨一章。在第二版中天線被涵蓋在兩章中：一章是關(guān)于反射面天線的，另一章是關(guān)于相控陣的。在第三版中，天線又被編在一章中，是本書最長的一章。將天線歸為一章而不是兩章，使處理反射面天線和陣列天線二者共同的課題更容易。天線這一章很長，還因為天線在雷達系統(tǒng)中的作用獨特而重大。

本書中包含了通常兩學(xué)期研究生課程所不能涵蓋的更多課題。其中的許多課題是給做實際工作的工程師或管理人員使用本教材作參考資料用的。因此，教師們應(yīng)根據(jù)特定課程的目的選擇哪些課題應(yīng)該省略。

人們認(rèn)識到"米-千克-秒"單位制通常用于大學(xué)課程和世界上大多數(shù)國家，但在本版中仍然沿用混合單位。因為在工程上，特別是在美國，混合單位看來目前仍在使用(例如，國際空中交通管制系統(tǒng)仍然用海里表示距離，用英尺表示高度)。而且，在本書中當(dāng)某一量的值是從發(fā)表的文章中引用來的時候，就采用該文章中采用的單位而沒有把它變換成其他單位。有24小時，所有單位可能將是"米-千克-秒"單位制，但到那時之前工程師仍應(yīng)熟悉混合制單位，因為實踐中仍然采用這些單位。

分貝或dB貫穿使用在整個雷達工程中，并且廣泛用于本教材。有些學(xué)生似乎對其使用太熟練。這里提醒一下，dB定義為功率比或與功率單位有關(guān)的參數(shù)(如天線增益)的對數(shù)的10倍，即10log(功率比或與功率單位有關(guān)的參數(shù))。當(dāng)考慮dB時，如果始終取兩個功率之比，則決不會因為是乘以常數(shù)10還是20而引起混淆；它將始終是10。利用方程時還必須注意，有些參數(shù)雖然以dB給出，但在方程中該參數(shù)是一個數(shù)字。dB必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字而不是將dB值直接代入方程。

本版在每章的結(jié)尾提供了習(xí)題和問題，以方便讀者(及教師)將本書作為雷達課程的研究生教材。這些習(xí)題和問題也應(yīng)是在職工程師自學(xué)的輔助工具。作為一門面向系統(tǒng)的課程，要提供往往在工程學(xué)校中所教的解決問題的課程中所出現(xiàn)的那類問題是困難的。在有些習(xí)題和問題中，求出答案的方法或方程可在本教程中找到，而且它們有助于強化所涵蓋的內(nèi)容。不過，其他習(xí)題試圖擴大在本教材中的材料，因此，讀者必須擴展自己的思路來尋找答案。從出版商McGraw-Hill處應(yīng)能獲得這些習(xí)題和問題的解答手冊。

在自己的雷達課中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)期綜合論文是一個重要的學(xué)習(xí)工具。我通常嘗試著提出一項相對直截了當(dāng)?shù)模瑢W(xué)生不可能在發(fā)表的文獻中找到的"概念設(shè)計"任務(wù)(在過去的若干年中由于雷達的進展變得越來越難做)。學(xué)期論文總是在第二學(xué)期中指定。有時我在及時學(xué)期就已指定了一篇比第二學(xué)期中用得比較簡單的課題論文，以往我已采用或考慮的學(xué)期論文題目也列入了解答手冊中。

如同其他兩版那樣，我努力提供足夠的參考文獻來說明我的資料來源，并指明在讀者有興趣進一步深入時在什么地方可獲得某一特定課題的更多資料。《雷達手冊》，也由McGraw-Hill出版，是獲得本書中許多課題方面更多先進資料的一個很好來源。《雷達手冊》的每一章都由一名或多名精通本章所涉及的特定領(lǐng)域方面的專家撰寫。

在及時版(1960年)的《雷達系統(tǒng)導(dǎo)論》中，幾乎所有的參考文獻都是"最近的"，因為當(dāng)時雷達還年輕。有關(guān)雷達的早期出版物在20世紀(jì)40年代后期開始出現(xiàn)于文獻中，大約在本書及時版出版之前15或16年。因此，及時版包括了許多"最近的"參考文獻。在第三版中，如果有的話，我已努力連同早期的一起提供最近的參考文獻。這并不總是可能的，因為有些仍然重要的課題已經(jīng)成熟，并且近年來沒有太大進展。因此，本版中大量參考文獻已有30～40年的歷史。有些包含在及時版或第二版中，但少數(shù)較老的參考文獻沒有包含在前兩版中，因為它們所涵蓋的課題已經(jīng)沉睡多年直至技術(shù)趕上和/或需要它們時才需要參考它們。

這類性質(zhì)上涵蓋雷達許多方面、許多不同課題的書，內(nèi)容上多依靠雷達工程師撰寫的公開技術(shù)文獻。我依賴這些文獻編寫了本書，并且我要感謝從目前存在的浩瀚的雷達文獻中所得到的重大幫助。

Merrill I. Skolnik