0 写在前面
人生不如意之事十有八九，常想一二，不思八九，事事如意。 ——林清玄
1 基本介绍
雷达系统框图：
雷达工作区域：几乎所有的雷达系统都在大气层和地球表面附近运行。
大气对雷达性能的影响：雷达波束衰减；雷达波束通过大气时的折射（弯曲）；多径效应：雷达波束下部的能量从地球表面反射，产生干扰效应；雷达波束在地面上的超视距衍射。
传播效果随以下情况而变化：不断变化的大气条件和波长；时间和地理变化。
大气和地理参数的多重性：
大气参数随海拔高度变化：折射率；降雨量；空气密度和湿度；雾/云水含量。
地球表面：地球曲率；表层材料（海洋/陆地）；表面粗糙度（波浪、山脉/平原、植被）。
2 地表反射
干涉效应：两个波可以相干干涉，也可以相消干涉；产生的场强仅取决于两个波的相对振幅和相位：雷达电压范围为单波的0-2倍；雷达功率与（电压）2成比例，功率为0-4倍；干涉操作0-16倍产生功率变化。
平面地球上的传播：地球表面的反射导致直接雷达信号与表面反射信号的干涉，由传播因子|F|^4表示的总传播效应。表面反射系数（Γ）决定相对信号振幅：取决于表面材料、粗糙度、极化、频率；对于平坦的海洋接近1，对于崎岖的陆地接近0。由路径长度差和反射时的相移确定的相对相位，取决于：高度、范围和频率。
相对相位计算：
平面地球上的传播：
多径效应对雷达探测距离的影响：多路径导致高程覆盖被分解成一个叶形结构；位于波瓣最大值的目标将被探测到自由空间探测范围的两倍；在其他角度，检测范围将小于自由空间，零处不会接收到回波信号。
多径是频率相关的：波瓣密度随着雷达频率的增加而增加。
圆形地球上的传播：圆形地球的反射系数小于扁平地球的反射；圆形地球的传播计算有些复杂；计算机程序的存在是为了执行这项简单但乏味的任务；Blake详细阐述了代数关系；与平地一样，圆形的高球结构将出现。
Examples - L-Band Reflection Coefficient：
SPS-49 Ship Borne Surveillance Radar：
SPS-49监视雷达的垂直覆盖：
3 大气折射
雷达波束折射：折射率（折射率）随海拔高度的增加而降低；传播速度随着海拔高度的增加而增加；下降通常通过指数来很好地建模；由于折射率下降，雷达波束向下弯曲。
修改地球半径以考虑折射效应：
雷达波束折射的影响：
Non-Standard Propagation：
异常传播：
Effect of Ducting on Target Detection：可能造成雷达仰角覆盖范围的差距；可以在更大范围内进行低空飞机探测；增加来自地面的反向散射。
异常传播：
Ducted Clutter from New England：Ducting conditions can extend horizon to extreme ranges。
4 超视距衍射
圆形地球上的传播：
衍射：
Knife Edge Diffraction Model：
地平线附近的目标探测：
组合衍射和多径效应的频率相关性：
5 大气衰减
H2O和O2引起的大气衰减的理论值：
对流层中的大气衰减：
3 GHz时的大气衰减：波束通过对流层后衰减变为常数。
Atmospheric Attenuation at 10 GHz：对于大气中的目标，雷达方程计算需要迭代方法来确定大气衰减损失的正确值。
海平面大气衰减：
雨雾引起的衰减：雷达在高频下的性能高度依赖于天气。
雷达距离-高度-角度图（正常大气）：
6 电离层传播
超视距雷达：
频谱（高频和微波波段）：高频（HF）的电磁传播与微波频率的电磁传播非常不同。
Ionospheric Propagation (How it Works- What are the Issues)：
天波超视距雷达：折射（弯曲）电离层中的雷达波束，反射回地球，将其从目标上散射开，最后将目标回波反射回雷达 。超视距雷达的性能在很大程度上取决于电离层的物理特性、稳定性和可预测性。
超视距雷达传播物理学：
电离层的规律变化：来自太阳的紫外线辐射是造成电离层上层电离的主要因素。
电离层的不同层：
平均太阳黑子数（1750～至今）：在每一周、每一个月、每一年中，太阳黑子数（太阳通量）都有显著变化，因此电离层中的电子密度也有显著变化。
电离层电子密度的可变性：
Flare Emissions and Ionospheric Effects：
超视距雷达的传播问题：
7 总结讨论
8 参考文献
[1] 百度翻译
[2] MIT 公开课： Radar Systems Engineering