0 写在前面
多数人在人潮汹涌的世间，白白挤了一生，从来不知道哪里才是他所想要到达的地方，而有目标的人却始终不忘记自我的方向，所以他能打开出路，走向成功。—罗兰
1 解除战争的迷雾
通过介绍两次战役，雷达的作用就全天时全天候观测敌军的动向，精准定位军事目标，并进行精确打击。
诺曼底登陆：诺曼底登陆：代号“霸王行动”（英语Operation Overlord），是第二次世界大战中盟军在欧洲西线战场发起的一场大规模攻势。接近三百万士兵渡过英吉利海峡前往法国诺曼底。诺曼底战役是世界上最大的一次海上登陆作战，使第二次世界大战的战略态势发生了根本性的变化。
硫磺岛战役：美军本来计划五天拿下硫磺岛，但结果整整打了一个月的硬仗。3月26日，美军宣布占领硫磺岛，但在这前一天，即25日，隐藏的日军还跑出洞穴进行最后一次进攻。结果，除200人被俘外，岛上日军全被击毙。这次战役中，进攻部队的伤亡超过了守军：美国陆海军将士负伤19000人，阵亡约7000人。此外，巨型航空母舰萨拉托加号受重伤，护卫航空母舰俾士麦海号被击沉。
2 军事感知的手段
军事感知的手段主要通过以下几种方式：
- 光学红外方式(Optical/IR)：地面监视/侦查/识别；激光瞄准；夜视仪；太空监视；导弹导引头等；
- 雷达：监视；跟踪；火力控制；目标识别分类 ；地面监视/侦查；地面测绘；动目标检测；空中交通管制；导弹导引头等；
- 声学：声纳；爆炸检测；部队调动检测；
- 其他：化学；生物；放射学。
主要属性：远距离、全天时、全天候、3维空间定位、抗干扰鲁棒性。
早期雷达部署方式：1940年21部预警雷达在英国Dover地区部署地点以及2006年9月Dover附近三座雷达发射塔的照片如下图所示。
典型的雷达部署方式如下图所示：
雷达参数如下：
- 频率：20-30MHz；
- 天线：偶极子天线发射，交叉偶极子接收；
- 方位波束宽度：约100度；
- 峰值功率：350kW；
- 检测距离： 约160海里(检测到德国轰炸机动向)。
两个发射塔和一个接收塔如下图所示：
21部预警雷达在大不列颠战争中是英国“火力倍增器”，及时预警德国飞机袭击的方向和规模，允许英国集中力量部署数量有限的拦截飞机，实现与攻击型德国飞机的数量对等。对战争的影响就是德国无法实现空中优势，对英国的入侵被无限期推迟。
监视和火控雷达：地基雷达捕获、跟踪、识别来袭目标，将信息传输给指挥控制系统。当接到预警信号之后，拦截系统的目标监视与火控雷达准确地捕获、跟踪和识别目标，并精确计算出来袭导弹的飞行弹道，根据指挥控制系统的指令，及时发射拦截导弹。如下图所示：
机载与空中管制雷达：主要用于控制和制导武器，实施空中警戒、侦察，保障准确航行和飞行安全。如下图所示：
测量雷达：主要用来测量目标属性的雷达，一般以体量大著称。如下所示：
3 雷达基础
雷达即无线电探测与测距的缩写，即RAdio Detection And Ranging。其基本工作过程如下图所示。
雷达观测变量：目标距离、目标角度(方位、俯仰)、目标大小(RCS值)、目标速度(多普勒)，目标特征(成像)。
雷达作用频率在10M～100G以上，如下图所示：
频率与波长关系：频率是光速通过波长的时间的倒数。即
波的幅度与相位特性：幅度是包络最大值，相位是一个角度，如下
由于相位的存在，可以产生同相相加，负相相消的现象，如下所示：
极化：是电磁波在空间传播时，其电场矢量的瞬时取向。
雷达频率波段划分如下：
IEEE 标准雷达频段与雷达属性对应关系如下：
典型雷达工作流程图如下所示：
雷达距离方程：
信噪比定义：
在对数尺度上测量的两个事物的相对值通常以分贝（dB）表示：
脉冲雷达术语与概念：
举个例子：
简短的数学数字、科学符号和希腊语前缀：
雷达波形：是指雷达发射信号的波形，广义的雷达波形包括发射波形和接收波形。
雷达距离测量：
天线增益：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。
传播效应对雷达性能的影响：环境可以使雷达波束产生衰减、反射和弯曲的效应。
雷达截面积：是雷达看到的目标的有效截面积，单位通常为 m^2 或 dBm^2 。
信号处理脉冲压缩：
精确的测距不能采用长脉冲，而短脉冲不能有大的作用距离。
使用可变频率的脉冲，并使用“匹配滤波器”进行信号处理：
带宽与分辨力关系：带宽越大，分辨力越高。
带宽作用在于，宽带可以测得目标更多的频率响应特性，因此可以测量目标跟多的特征信息。
噪声背景下信号检测：
相干积累：信号可以同相相加，噪声不能，因此可以提高N倍SNR。
多普勒效应：相对速度会导致波长的变化，从而频率发生变化，这个频率变化量即为多普勒移动。
多普勒重要性：多普勒可以用来区分静止目标与运动目标。比如舰载雷达可以在静止杂波中检测出目标，机载雷达可以从地杂波中提取目标。
杂波频谱：地杂波可以认为在0频附近，而海杂波与气象杂波由于有微弱的运动，故其频率分布范围略高于地杂波，箔条无源干扰略高于海杂波和气象杂波，鸟速度大故频率最高，可近似为质点，即没有频率宽度，成梳状谱形式，如下所示：
这一课程主要包含以下内容：
•基本介绍
•雷达方程
•传播效应
•目标雷达横截面
•噪声和脉冲压缩中的信号检测
•雷达天线
•雷达杂波和杂波
•信号处理MTI和脉冲多普勒
•跟踪和参数估计
•发射器和接收器
4 参考文献
- 百度翻译
- 百度百科
- MIT 公开课：Introduction to Radar Systems。
