Предисловие редактора

Настоящая книга представляет собой серьезную монографию, в которой излагаются вопросы теории и практики сложных радиолокационных сигналов, позволяющих осуществлять сжатие импульсов.

Существенным достоинством книги является простота изложения, сочетающаяся с большой глубиной рассмотрения и охватом широкого круга вопросов современной радиолокации.

Большое внимание уделено проблемам обоснования и выбора сигналов для работы в условиях различного рода пассивных помех, вопросам влияния искажений в трактах радиолокационных станций на характеристики сигнала, а также вопросам расчета и проектирования согласованных фильтров для сжатия радиолокационных сигналов с использованием ультразвуковых, СВЧ и оптических методов.

Эта книга вместе со сравнительно недавно вышедшими переводами книг: «Современная радиолокация» Р. Берковица и «Введение в технику радиолокационных систем» Д. Бартона в известной мере отражает современный уровень радиолокационной техники в США.

Техника сложных радиолокационных сигналов, как известно, развивалась параллельно в ряде стран, в том числе и в Советском Союзе. Однако в данной книге авторы ссылаются только на работы ученых США, Англии и Германии. При переводе этот недостаток частично исправлен и приведены ссылки на оригинальные работы советских ученых.

В американском издании книги имеются отдельные неточности и опечатки. На одну из них указано в работе Палса (см. «Зарубежная радиоэлектроника» № 2 за 1970 г.). При переводе сделаны необходимые исправления.

Перечни литературных источников, помещенные после каждой главы, воспроизведены так, как они даны в английском издании. Работы, переведенные на русский язык, отмечены звездочкой и приводятся дополнительно под теми же номерами после источников на английском языке. Двумя звездочками отмечаются статьи из журнала Proceedings IEEE, который с 1961 г. полностью переводится на русский язык издательством «Мир» вначале под названием ТИРИ и затем (с 1963 г.) как ТИИЭР.

Книга Кука и Бернфельда будет полезна широкому кругу радиоспециалистов, разработчикам радиолокационных станций и систем, а также студентам и аспирантам вузов.

Перевод книги выполнен М. К. Размахниным (главы 1—8 и 13—14) и Г. Н. Белобровым (главы 9—12).

В. С. Кельзон

Предисловие авторов

В настоящей книге рассматриваются основы теории и применения радиолокационных сигналов, получивших название сигналов с большим значением произведения длительности на ширину полосы частот, сигналов, позволяющих осуществлять сжатие импульса, или сложных сигналов. Теория сигналов этого класса является одним из краеугольных камней современной радиолокации, однако до сих пор не опубликованы труды, где этот вопрос был бы рассмотрен достаточно полно и на сравнительно простом уровне, пользуясь которыми студенты старших курсов и инженеры-практики могли бы получить необходимые основы знаний для работы в этой области радиолокации. При написании данной книги авторы пытались представить в единой форме теоретические и практические аспекты применения некоторых методов обработки радиолокационных сигналов, которые освещены в целом ряде опубликованных работ.

Понимая необходимость создания пособия, где эта информация была бы изложена в более доступной для читателя форме, авторы подготовили для работников фирмы Sperry Gyroscope курс лекций. Указанный курс был предназначен для слушателей вечерних курсов повышения квалификации и охватывал вопросы теории применения и формирования сигналов с большим значением произведения длительности на полосу частот. Этот курс и послужил в дальнейшем основой для создания настоящей книги. Хотя в книге отсутствуют примеры, специально предназначенные для проработки материала различных глав, вопросы и задачи для проверки усвоения его могут быть получены непосредственно из текста и приведены в соответствие с запросами студентов в процессе изучения материала.

Практические потребности, связанные с военными применениями радиолокации, послужили начальным толчком к проведению исследований для изучения свойств и методов формирования сложных радиолокационных сигналов как на протяжении второй мировой войны, так и после нее. В этот период был достигнут быстрый прогресс в понимании существа проблемы, а также в определении и обосновании требований, предъявляемых к оптимальным линейным методам обработки сигналов. В то же самое время развитие техники подготовило почву для практической реализации методов, опирающихся на развитую теорию; выдвигались многочисленные предложения о путях построения систем, известных теперь как системы со сжатием импульса или системы с кодированными сигналами.

Работы Вилле, Вудворда — Дэвиса и Вудворда обеспечили единую базу, основываясь на которой начинается второй этап концентрированных усилий в определении ограничений,

накладываемых на вид функции неопределенности радиолокационных сигналов и принципы реализации специфических радиолокационных систем в результате выбора того или иного вида радиолокационного сигнала. В течение некоторого времени упорно существовала надежда, что может быть найден такой сложный сигнал, который был бы оптимален для целого ряда различных приложений. После того, как такие попытки, предпринимавшиеся в течение десятилетия, позволили сформировать значительно более глубокое понимание существа проблемы, оказалось, что эта надежда была в значительной мере иллюзорна. В этом отношении утверждение Вудворда, что «основной вопрос, заключающийся в том, что (какой радиолокационный сигнал) следует передавать, остается по существу без ответа», было до некоторой степени пророческим. Несмотря на достигнутый с тех пор большой прогресс (1953 г.), это заявление все еще содержит элемент истины, если только не может быть дано очень точного описания природы элементов окружающего мира, расположенных в области, от которой отражается радиолокационный сигнал. В этом случае может оказаться возможным оптимальное согласование практически полученного радиолокационного сигнала с окружающей средой. Однако прогнозирование распределения и движения отражающих поверхностей обычно связано с большей или меньшей неопределенностью. При этих условиях разработчик радиолокационной станции обычно стремится сформировать радиолокационный сигнал (или сигналы) компромиссного типа, который, как он думает, будет обеспечивать выполнение задачи в некоторых заранее заданных возможных ситуациях. Намерения авторов книги как раз и состоят в том, чтобы обеспечить читателя знанием теории и принципов, которые будут помогать его попыткам при разрешении стоящих перед ним специфических проблем.

Изложение материала в книге сопровождается примерами различных типов радиолокационных сигналов. При этом было найдено, что для многих задач наиболее подходящим и легко реализуемым является сигнал с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ сигнал). В связи с этим указанные сигналы используются в качестве примера во многих разделах, где рассматриваются практические проблемы, связанные с радиолокационными системами, которые используют сложные сигналы.

Интересно отметить, что сложные сигналы нашли применение в таких различных областях как метеорология, сейсмология, ионосферное зондирование, портовая навигация, контроль движения х в аэропортах, определение дефектов в металлах и экспериментальный анализ пограничных слоев между различными средами. Следует ожидать, что с течением времени этот перечень будет увеличиваться и мы надеемся, что настоящая книга внесет свой вклад в расширение области использования этого класса сигналов.

Ч. Кук, М. Бернфельд

Список обозначений

(см. скан)

(см. скан)