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第1章 雷达应用中有用的电磁场概念1

1．1 麦克斯韦方程与电位的回顾1

1．2 介质粒子散射的积分表达式4

1．3 介质球的瑞利散射7

1．4 散射、双基和雷达横截面10

1．5 吸收和衰减截面13

1．6 Clausius-Mosotti方程和Maxwell-Garnet混合公式13

1．7 法拉第定律和非相对论的多普勒频移16

1．8 运动中的介质球：相干和非相干积累21

1．9 平面波入射条件下运动的介质球23

1．10 介质球构成的平板的相干前向散射28

第2章 散射矩阵32

2．1 前向散射和后向散射的校正规范32

2．2 互易定理35

2．3 Rayleigh-Gans近似条件下球和椭球体的散射矩阵37

2．4 Mie解52

2．5 k0a的幂表示的Mie系数：低频近似58

2．6 非球形粒子的数值散射方法60

第3章 波、天线和雷达偏振62

3．1 平面波的偏振状态62

3．2 天线辐射和接收的基本概念68

3．3 双偏振天线：线偏振基本理论72

3．4 单个粒子的雷达距离方程：线偏振基本理论74

3．5 变偏振基本理论：线偏振到圆偏振基本理论75

3．6 雷达距离方程：圆偏振状态79

3．7 电压方程的双线性形式81

3．8 偏振综合与偏振特征83

3．9 部分偏振波：相干矩阵和Stokes矢量88

3．10 总体平均的Mueller矩阵91

3．11 时间平均Mueller矩阵和协方差矩阵94

3．12 散射中对称性的含义97

3．13 圆偏振的协方差矩阵100

3．14 线偏振雷达和圆偏振雷达观测之间的关系107

第4章 降水媒质中双偏振波的传播114

4．1 相干波传播114

4．2 Oguchi解122

4．3 含传输矩阵的雷达距离方程：线偏振态125

4．4 含传输矩阵的雷达距离方程：圆偏振态131

4．5 传输修正协方差矩阵137

4．6 考虑传输影响的线偏振与圆偏振雷达观测值之间的关系141

4．7 “混合”偏振条件下的测量145

第5章 多普勒雷达信号理论和谱估计150

5．1 信号与系统的回顾150

5．2 来自降水的回波信号154

5．3 回波信号的平均功率158

5．4 相干矩阵测量165

5．5 回波信号的自相关167

5．6 时间间隔、频率间隔相干函数173

5．7 回波信号的采样175

5．8 雷达系统中的噪声182

5．9 回波信号的统计特征186

5．10 平均功率估计191

5．11 多普勒频谱（或功率谱密度）和平均速度的估计193

5．12 回波信号的统计特征和谱估计举例202

第6章 双偏振雷达系统和信号处理算法206

6．1 系统概况206

6．2 天线性能特征222

6．3 雷达标定233

6．4 协方差矩阵估计240

6．5 协方差矩阵元素估计的方差248

6．6 比差分相位（Kdp）的估计257

第7章 表征降水的偏振基本理论263

7．1 雨264

7．2 对流性降水296

7．3 层状降水324

7．4 根据φdp估计雨的衰减和差分衰减334

7．5 水凝物分类349

第8章 雷达降水估计363

8．1 基于物理参数降水率估计算法363

8．2 基于物理参数的雨水含量估计算法369

8，3 与利用Zh、Zdr和Kdp的降水率算法有关的误差结构和实际问题370

8．4 降水量估计中的统计方法377

8．5 基于神经网络的雷达降水估计382

8．6 关于雷达降水估计的几点一般性评论386

附录1 静电学的回顾389

附录2 电磁场的矢量球谐函数及多极展开式的回顾400

附录3 T矩阵法404

附录4 传输矩阵的解407

附录5 自相关函数、它们的幅度和相位的方差计算公式及用周期组脉冲模式估计的公式411

参考文献417