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前言

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

● 增強(qiáng)型氣象雷達(dá)(Nexrad終端多普勒氣象雷達(dá)、風(fēng)廓線雷達(dá)、TRMM衛(wèi)星氣象雷達(dá)和機(jī)載風(fēng)切變檢測(cè)雷達(dá))

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

●干涉型合成孔徑雷達(dá)，用于場(chǎng)景的三維成像和對(duì)慢速運(yùn)動(dòng)表面目標(biāo)的檢測(cè)

●逆合成孔徑雷達(dá)，ISAR(用于艦船識(shí)別的APS-137)

●地面穿透雷達(dá)

●相控陣?yán)走_(dá)的批量生產(chǎn)("愛(ài)國(guó)者"、"宙斯盾"、"鋪路爪"和B-1B轟炸機(jī)雷達(dá))

●有源孔徑相控陣?yán)走_(dá)

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

●高頻超視距雷達(dá)(ROTHR和Jindalee)

●戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視(JSTARS)雷達(dá)

●用于環(huán)境遙感的雷達(dá)

●改進(jìn)的空中交通管制雷達(dá)

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

此外，在利用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行信號(hào)處理、數(shù)據(jù)處理和雷達(dá)控制方面已經(jīng)取得廣泛進(jìn)展；利用多普勒現(xiàn)象對(duì)嚴(yán)重雜波環(huán)境中小運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)取得顯著改善；對(duì)來(lái)自地面和海面的雷達(dá)回波特性有了更好的理解；檢測(cè)決策和信息提取實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化；目標(biāo)識(shí)別；固態(tài)發(fā)射機(jī)及功率電子管的進(jìn)展；無(wú)人值守高雷達(dá)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(jī)的發(fā)展，以及電子戰(zhàn)技術(shù)能力的提高，都推動(dòng)著軍用雷達(dá)進(jìn)行重大改進(jìn)。

《雷達(dá)系統(tǒng)導(dǎo)論》第三版和先前兩版一樣，是以介紹雷達(dá)和雷達(dá)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(dá)及有關(guān)系統(tǒng)的研制、采購(gòu)、制造和應(yīng)用各領(lǐng)域的工程師和管理人員參考。

對(duì)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(jì)一個(gè)系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)某些有用的功能。雷達(dá)是電子工程系統(tǒng)的一個(gè)典型的例子，它利用了被電子工程師們實(shí)際應(yīng)用的許多專業(yè)技術(shù)，包括信號(hào)處理、數(shù)據(jù)處理、波形設(shè)計(jì)、電磁散射、檢測(cè)、參數(shù)估計(jì)、信息提取、天線、傳播、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)等。由于這些專題對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生影響，因此，是本文中對(duì)雷達(dá)討論的一部分內(nèi)容。有些只是一帶而過(guò)，對(duì)另一些則作比較詳細(xì)的討論。

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

第三版和第二版一樣，進(jìn)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(shí)學(xué)期(第1～4章)通過(guò)非常重要且廣泛應(yīng)用的雷達(dá)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(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波，以及利用雷達(dá)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤等介紹許多基本的雷達(dá)概念。第8章關(guān)于雷達(dá)波傳播的大部分材料通常包括在及時(shí)學(xué)期中，并且作為第2章雷達(dá)方程的一部分來(lái)討論。第二學(xué)期(第5～7章和第9章)涵蓋噪聲中信號(hào)檢測(cè)、雷達(dá)信號(hào)中信息提取、波形，當(dāng)限制雷達(dá)性能的主要因素是雜波而不是噪聲時(shí)的目標(biāo)檢測(cè)和雷達(dá)天線的許多形式。當(dāng)時(shí)間允許時(shí)，討論雷達(dá)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，以及回顧一些重要的雷達(dá)應(yīng)用(不是本書的一部分)。有時(shí)，發(fā)射機(jī)或接收機(jī)課題在及時(shí)學(xué)期中通過(guò)讓學(xué)生提供關(guān)于這些雷達(dá)分系統(tǒng)某一方面的小論文來(lái)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(kuò)充。由于出版商要求本書保持一個(gè)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(kuò)充。去除的是一些已變得過(guò)時(shí)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(dá)和調(diào)頻雷達(dá)由于利用這兩種雷達(dá)越來(lái)越少而被略去了。低功率連續(xù)波雷達(dá)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)還將用于一些特殊應(yīng)用，因而，簡(jiǎn)要地包括在本書第3章末尾，但遠(yuǎn)程高功率連續(xù)波雷達(dá)由于其收、發(fā)需要單獨(dú)分開(kāi)的天線，基本上已被采用單個(gè)天線的脈沖多普勒雷達(dá)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(jiǎn)短概述組成，如合成孔徑雷達(dá)、高頻超視距雷達(dá)、對(duì)空監(jiān)視雷達(dá)、測(cè)高儀和三坐標(biāo)雷達(dá)、ECCM、雙基地雷達(dá)和毫米波雷達(dá)。雖然這些仍然是重要的雷達(dá)課題，但如果本書要涵蓋其他雷達(dá)課題方面的進(jìn)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(dá)系統(tǒng)應(yīng)用，但要恰當(dāng)?shù)貙⒗走_(dá)的所有重要內(nèi)容涵蓋在一本書中是困難的。

在及時(shí)版中關(guān)于雷達(dá)天線為單獨(dú)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(zhǎng)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(zhǎng)，還因?yàn)樘炀€在雷達(dá)系統(tǒng)中的作用獨(dú)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(shí)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(shí)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(guó)家，但在本版中仍然沿用混合單位。因?yàn)樵诠こ躺希貏e是在美國(guó)，混合單位看來(lái)目前仍在使用(例如，國(guó)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(lái)的時(shí)候，就采用該文章中采用的單位而沒(méi)有把它變換成其他單位。有24小時(shí)，所有單位可能將是"米-千克-秒"單位制，但到那時(shí)之前工程師仍應(yīng)熟悉混合制單位，因?yàn)閷?shí)踐中仍然采用這些單位。

分貝或dB貫穿使用在整個(gè)雷達(dá)工程中，并且廣泛用于本教材。有些學(xué)生似乎對(duì)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(duì)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(shí)，如果始終取兩個(gè)功率之比，則決不會(huì)因?yàn)槭浅艘猿?shù)10還是20而引起混淆；它將始終是10。利用方程時(shí)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(gè)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(wèn)題，以方便讀者(及教師)將本書作為雷達(dá)課程的研究生教材。這些習(xí)題和問(wèn)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(wèn)題的課程中所出現(xiàn)的那類問(wèn)題是困難的。在有些習(xí)題和問(wèn)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(qiáng)化所涵蓋的內(nèi)容。不過(guò)，其他習(xí)題試圖擴(kuò)大在本教材中的材料，因此，讀者必須擴(kuò)展自己的思路來(lái)尋找答案。從出版商McGraw-Hill處應(yīng)能獲得這些習(xí)題和問(wèn)題的解答手冊(cè)。

在自己的雷達(dá)課中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)期綜合論文是一個(gè)重要的學(xué)習(xí)工具。我通常嘗試著提出一項(xiàng)相對(duì)直截了當(dāng)?shù)模瑢W(xué)生不可能在發(fā)表的文獻(xiàn)中找到的"概念設(shè)計(jì)"任務(wù)(在過(guò)去的若干年中由于雷達(dá)的進(jìn)展變得越來(lái)越難做)。學(xué)期論文總是在第二學(xué)期中指定。有時(shí)我在及時(shí)學(xué)期就已指定了一篇比第二學(xué)期中用得比較簡(jiǎn)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(cè)中。

如同其他兩版那樣，我努力提供足夠的參考文獻(xiàn)來(lái)說(shuō)明我的資料來(lái)源，并指明在讀者有興趣進(jìn)一步深入時(shí)在什么地方可獲得某一特定課題的更多資料。《雷達(dá)手冊(cè)》，也由McGraw-Hill出版，是獲得本書中許多課題方面更多先進(jìn)資料的一個(gè)很好來(lái)源。《雷達(dá)手冊(cè)》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(shí)版(1960年)的《雷達(dá)系統(tǒng)導(dǎo)論》中，幾乎所有的參考文獻(xiàn)都是"最近的"，因?yàn)楫?dāng)時(shí)雷達(dá)還年輕。有關(guān)雷達(dá)的早期出版物在20世紀(jì)40年代后期開(kāi)始出現(xiàn)于文獻(xiàn)中，大約在本書及時(shí)版出版之前15或16年。因此，及時(shí)版包括了許多"最近的"參考文獻(xiàn)。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(xiàn)。這并不總是可能的，因?yàn)橛行┤匀恢匾恼n題已經(jīng)成熟，并且近年來(lái)沒(méi)有太大進(jìn)展。因此，本版中大量參考文獻(xiàn)已有30～40年的歷史。有些包含在及時(shí)版或第二版中，但少數(shù)較老的參考文獻(xiàn)沒(méi)有包含在前兩版中，因?yàn)樗鼈兯w的課題已經(jīng)沉睡多年直至技術(shù)趕上和/或需要它們時(shí)才需要參考它們。

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

Merrill I. Skolnik