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[英] 米哈伊尔·切尔尼亚科夫(MikhailChe 著

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• 电磁波传播
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店铺： 文轩网旗舰店

出版社： 中国宇航出版社

ISBN：9787515909738

商品编码：10046486990

出版时间：2015-07-01

作  者:(英)米哈伊尔·切尔尼亚科夫(Mikhail Cherniakov) 编；陈筠力 译 定  价:128 出 版 社:中国宇航出版社 出版日期:2015年07月01日 页  数:504 装  帧:精装 ISBN:9787515909738 ●第1章双基地合成孔径雷达基本原理
●1.1引言
●1.2双基地合成孔径雷达的基本几何构形和分辨率
●1.3双基地合成孔径雷达的科学应用
●1.3.1通过多角双基地合成孔径雷达观察评估天然及人造目标的双基地雷达截面积
●1.3.2用距离和双基地散射特性测量值获取地形高程及坡度
●1.3.3由两部雷达的多普勒频率求取速度
●1.3.4天线间距加大在立体雷达测量学中的应用
●1.3.5提升图像分类及模式识别程序
●1.3.6海洋波频谱分量的高分辨率测量
●1.3.7双基地合成孔径雷达数据处理
●1.3.8位置与速度测量
●1.3.9双基地雷达立体测量
●1.4结束语
●缩写
●参考文献
●第2章星载双基地合成孔径雷达
●2.1引言
●2.2星载双基地合成孔径雷达设计要点
●2.2.1星载双基地合成孔径雷达构形的基本权衡研究
●部分目录

内容简介

《双基地雷达：一项新兴技术》是一本深入研究双基地雷达的专著。本文主要探讨两个主题：双基地合成孔径雷达（BSAR）和无源双基地雷达系统（PBRS）。该书的开始部分带有“教学风格”，专门讲述雷达技术的基本原理；第二部分讲述双基地雷达的基础知识，着重介绍双基地雷达反射方面的近期新成果；很后部分则论述所采用的系统性方法，以及将前向散射雷达用于探测和跟踪空中目标的实际应用。

《电磁波的奥秘：从基础到前沿应用》 图书简介 本书旨在为广大工程技术人员、科研工作者以及对电磁场与电磁波理论有浓厚兴趣的读者，提供一个全面、深入且兼具前瞻性的知识体系。全书内容紧密围绕电磁波的产生、传播、接收及其在现代工程技术中的多样化应用展开，力求在理论深度和工程实用性之间取得精妙的平衡。我们避免了对特定雷达体制的深入剖析，而是将焦点置于支撑所有现代电磁系统的底层物理原理和关键技术要素之上。 全书结构清晰，逻辑严密，共分为六个宏大章节，层层递进，引导读者从微观的场论基础迈向宏观的系统设计。 --- 第一章：麦克斯韦方程组的精炼与诠释 (The Refined Interpretation of Maxwell’s Equations) 本章是全书的理论基石。我们首先对麦克斯韦方程组在不同介质和边界条件下的微分和积分形式进行详尽的数学推导和物理意义阐释。重点剖析了场矢量间的内在联系，特别是引入了坡印廷矢量（Poynting Vector）来精确描述电磁能量的流向和密度，这是理解所有电磁波现象的出发点。 随后，本章深入探讨了均匀介质中的平面波传播特性。详细分析了理想导体、理想介质和有限电导率介质中波的反射、折射和衰减规律。通过引入特性阻抗（Intrinsic Impedance）的概念，建立了电磁波在界面处能量交换的量化模型。本章特别关注了色散（Dispersion）现象，解释了不同频率分量在复杂介质中传播速度差异对信号完整性的影响，为后续讨论复杂信号处理打下坚实基础。 核心内容提炼： 麦克斯韦方程组的统一性、坡印廷定理的能量观、界面上的边界条件、以及色散对波形的影响机制。 --- 第二章：导引电磁波：传输线、波导与谐振腔 (Guided Electromagnetic Waves: Transmission Lines, Waveguides, and Cavity Resonators) 电磁波的有效利用往往需要“引导”其能量。本章系统地介绍了宏观结构对电磁波的约束和传输效应。 首先，本书对经典的集总元件传输线理论（如特勒根模型）进行了回顾，并将其推广到分布参数模型，重点分析了史密斯圆图（Smith Chart）在阻抗匹配和传输线分析中的强大应用。我们将史密斯圆图视为一个复杂的几何工具，用于可视化复数阻抗在特定频率下的变化轨迹。 接着，我们将讨论波导理论，涵盖矩形波导、圆波导以及微带线。详细推导了TM（横磁）模、TE（横电）模的特征方程，并清晰区分了截止频率（Cutoff Frequency）的概念及其物理意义——即低于此频率的电磁能量无法在波导内有效传播。本章还引入了模式选择性（Mode Purity）和模式转换（Mode Conversion）的概念，这对于高频信号的保真度至关重要。 最后，谐振腔作为电磁能量的“存储单元”，其原理被深入探讨。通过对空腔谐振器的模式分析，推导了品质因数（Q Factor）的定义，并阐述了高Q值在滤波器和频率选择性器件中的关键作用。 核心内容提炼： 史密斯圆图的几何意义、波导模态的物理特性、截止频率的严格定义、高Q谐振腔的能量存储能力。 --- 第三章：电磁波的辐射与散射 (Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves) 本章聚焦于电磁能量如何从结构中释放（辐射）以及如何与目标物体相互作用（散射）。 在辐射部分，我们首先基于齐次解与特解的叠加，推导了小振幅振子（如半波偶极子和环形天线）的远场辐射特性。重点阐述了天线的主要性能参数：辐射方向图（Radiation Pattern）、增益（Gain）、有效面积（Effective Aperture）和极化（Polarization）。我们尤其强调了互易性原理（Reciprocity Principle）在天线分析中的普遍适用性。 散射理论部分，本书引入了散射截面（Scattering Cross Section, RCS）作为量化目标对电磁波反射能力的物理量。我们系统地分析了瑞利散射（Rayleigh Scattering）、米氏散射（Mie Scattering）和几何光学/物理光学（GO/PO）近似的适用范围和局限性。通过对比不同频率范围下的散射机制，读者能够理解为什么小目标在低频时“隐形”，而在高频时易于被探测。 核心内容提炼： 天线参数的物理关联性、互易性原理的普适性、RCS的频率依赖性、以及不同散射理论的适用域划分。 --- 第四章：电磁波与物质的相互作用：材料特性与传播介质 (Interaction of Waves with Matter: Material Properties and Propagation Media) 本章深入探讨了电磁波在各种非理想介质中传播时所发生的复杂物理现象，这对于设计电磁兼容（EMC）和电磁屏蔽系统至关重要。 详细分析了电磁场在具有电导率的有限介质（如土壤、海水或人体的组织）中的穿透深度（Skin Depth）问题。我们引入了复介电常数和复磁导率的概念，解释了损耗角正切（Loss Tangent）如何量化介质的能量耗散率。 针对屏蔽问题，本书构建了一个基于反射、吸收和多次反射的理论框架。详细推导了屏蔽效能（Shielding Effectiveness, SE）的计算公式，并区分了由反射主导的远场屏蔽和由吸收主导的近场屏蔽。此外，本章还探讨了超材料（Metamaterials）作为一种新型人工结构的电磁响应特性，例如负折射率的理论基础及其对波前控制的潜力。 核心内容提炼： 介质损耗的量化指标、电磁屏蔽的能量转化过程、以及超材料对传统电磁参数的颠覆性影响。 --- 第五章：阵列理论与波束形成基础 (Array Theory and Fundamentals of Beamforming) 本章将焦点从单个天线单元转移到多个单元构成的系统，这是实现空间选择性和高分辨率测量的关键技术。 本书首先基于线性阵列的基本原理，推导出阵因子（Array Factor, AF）的数学表达式，并清晰地展示了阵元间距、相位加权和幅度加权如何共同决定最终的辐射方向图。我们详细分析了主瓣宽度、旁瓣抑制比和栅瓣的产生机理。 随后，系统性地介绍了经典波束形成技术，包括均匀加权、泰勒（Taylor）加权和切比雪夫（Chebyshev）加权法。每种加权方法都被置于旁瓣抑制与主瓣宽度折衷的视角下进行分析。 更进一步，本章探讨了二维阵列和相控阵（Phased Array）的基本结构，解释了通过控制各单元的激励相位，实现波束快速、无机械运动扫描的物理基础。引入了“等效孔径”的概念，用以衡量阵列系统的整体性能。 核心内容提炼： 阵因子对辐射方向图的决定性作用、不同加权方法的优缺点权衡、以及相控阵实现空间灵活性的核心原理。 --- 第六章：信号的互相关与系统辨识 (Signal Correlation and System Identification) 本章是联系电磁波理论与信号处理技术的桥梁，着重于如何从接收到的复杂信号中提取有价值的信息，即“如何看到”电磁波的相互作用。 我们从基础的随机过程理论出发，定义了自相关函数和互相关函数，并阐述了相关性在信号检测中的重要性——即通过与已知模板的对比来提高信噪比。 重点分析了线性时不变（LTI）系统的脉冲响应（Impulse Response）概念，并将其扩展到电磁环境中的多径效应（Multipath Effect）。详细阐述了系统的频率响应（Transfer Function）如何由脉冲响应的傅里叶变换得到。 最后，本书讨论了系统辨识的基本方法，即如何通过已知的激励信号和观测到的响应信号，反推出未知系统的特性（如传播信道或散射体）。这部分内容为后续分析复杂的、非平稳的电磁环境提供了坚实的理论工具。 核心内容提炼： 相关函数在噪声抑制中的作用、多径环境对信号的影响、以及系统辨识的理论框架和应用场景。 --- 总结： 《电磁波的奥秘：从基础到前沿应用》是一部面向高级读者的理论专著，它系统地覆盖了从麦克斯韦方程组到现代信号处理中的电磁波应用的全景图。本书严格遵循物理规律，注重数学推导的严谨性，旨在培养读者独立分析和解决复杂电磁场问题的能力，而非聚焦于任何单一的、具体的设备实现细节。它为理解和设计任何依赖电磁波的系统提供了必要的、不可或缺的知识基础。

评分☆☆☆☆☆

最后一章或者最后的篇幅，我预感《双基地雷达》会着眼于这项技术的未来发展和应用前景。随着人工智能、大数据和新型传感器技术的不断融合，双基地雷达是否会迎来新的突破？书中可能会展望一些更具前瞻性的研究方向，比如分布式双基地雷达网络，或者与人工智能结合的智能信号处理技术。我希望作者能够分享一些关于该技术在非军事领域的潜在应用，比如航空管制、气象监测，甚至是某些环境探测等。这种对未来的展望，往往能激发读者的无限遐想，并对该领域产生更持久的兴趣。同时，我也期待书中能够点出一些尚待解决的技术难题，或者作者对于未来发展趋势的独到见解，这会让这本书的价值超越纯粹的技术介绍，上升到对科技发展方向的思考层面。

评分☆☆☆☆☆

初拿到《双基地雷达》这本书，就被封面设计所吸引，那种低调而又不失科技感的风格，仿佛预示着里面蕴藏着深邃而精密的知识。我本身并非雷达领域的专业人士，更多的是出于对现代军事科技的好奇心，所以抱着一种探索的心态来翻阅。坦白说，一开始确实有些畏惧，担心晦涩的公式和理论会让我望而却步。然而，翻开几页后，我惊喜地发现，作者在引言部分就用非常通俗易懂的语言，勾勒出了双基地雷达的核心概念，以及它相对于传统雷达的独特优势。作者并没有一开始就抛出大量数学模型，而是先用生动的比喻和场景化的描述，让我对“发射站”和“接收站”分离的这种雷达体制有了一个初步的、直观的认识。例如，作者可能类比了声音在不同位置传播时我们感知到的差异，或者光学系统中成像原理的某些变体，来辅助理解双基地雷达的工作模式。这种“由浅入深”的引导方式，极大地降低了阅读门槛，让像我这样的“门外汉”也能感受到其中蕴含的科学魅力。

评分☆☆☆☆☆

在阅读《双基地雷达》的过程中，我注意到作者在处理数据处理和信号分析的部分，似乎采取了一种非常细致的叙述方式。即便我并非数据分析的专家，也能从中体会到作者的严谨。书中可能详细地介绍了如何从接收到的信号中提取有用的信息，比如如何区分目标回波和干扰，如何进行目标的定位和跟踪。作者可能并没有简单地给出一堆公式，而是通过一些图示或者流程图，一步一步地展示信号处理的逻辑。我猜想，书中会探讨诸如多普勒效应、相干处理、以及可能的空域滤波等技术，并且会解释这些技术在双基地雷达系统中的具体作用。例如，在讲述目标跟踪时，作者可能会解释为什么双基地雷达在某些情况下能提供比单基地雷达更精确的轨迹信息，以及这背后的原理是什么。这种对细节的关注，让人感觉作者对这个领域有着深刻的理解，并且试图将这份理解清晰地传达给读者。

评分☆☆☆☆☆

我对于《双基地雷达》中可能涉及到的“对抗性”和“博弈性”的讨论非常感兴趣。雷达技术的发展，往往与电子对抗和反隐身技术的发展是相辅相成的。这本书，我猜测，很可能会涉及到双基地雷达在面对现代隐身技术时的优势，以及它自身可能存在的脆弱点。比如，书中可能讨论如何利用双基地雷达的非视距探测能力，来发现那些难以被传统雷达捕捉到的目标。同时，它也可能探讨在面对敌方电子干扰或反辐射武器时，双基地雷达的生存能力和应对策略。作者的描述，或许会充满一种“猫鼠游戏”的张力，让读者感受到科技领域的不断较量和智慧的博弈。我期待从中了解，这项技术在复杂的战场环境中，是如何发挥其独特的战略价值，又是如何被不断地优化和改进，以应对不断变化的威胁。

评分☆☆☆☆☆

我特别欣赏《双基地雷达》在概念阐释方面所做的努力，它不仅仅是罗列技术参数，而是深入地剖析了双基地雷达产生的历史背景以及它之所以被发展出来的必然性。我了解到，在某些复杂的电磁环境下，或者在需要规避探测、增强隐蔽性的场景下，传统的单基地雷达会显得力不从心。而双基地雷达，通过将发射源和接收器分开部署，可以有效利用目标产生的杂波信号，或者在接收站进行信号处理时，能够获得不同于发射源视角的独特信息。作者在阐述这一点时，很可能运用了一些历史案例或者设想性的应用场景，比如在城市峡谷中，单基地雷达可能被建筑遮挡，但双基地雷达就可以通过巧妙的站址选择，克服这些限制。这种对技术“问题-解决方案”模式的深入挖掘，让这本书读起来不仅仅像是一本技术手册，更像是一部关于科技创新和解决实际问题的思想史。我开始意识到，这项技术并非凭空出现，而是人类智慧在应对挑战时不断演进的产物。