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本书系统地介绍空间、邻近空间、空中、地面、水下各类典型目标的电磁散射、光学和发射信号等特性，以及感应、探测、获取这些特性的各种方法的基本原理和过程。全书共分6章：第1章主要介绍目标、目标特性及传感的基本概念，典型目标特性及其传感手段，目标特性的军事应用，以及研究现状和发展趋势；第2章至第4章较详细地介绍目标发射信号特性及其获取方法、目标电磁散射特性及其探测原理和目标光学特性及其观测原理；为使体系更为完整，第5章简要介绍声、磁、地震动等目标其他特性及相应的传感方法；第6章以目标发射信号指纹特性为例介绍目标特性在个体识别中的应用。本书可作为高等院校相关专业的本科生教材，也可供从事目标探测、信号和信息处理、目标工程等相关领域的科技工作者参考。

第1章  绪论	1
1.1  目标概念及分类	1
1.1.1  目标界定	1
1.1.2  目标分类	1
1.1.3  目标/环境的现象定义	4
1.2  目标特性及其分类	6
1.2.1  目标特性和目标特征的基本概念	6
1.2.2  环境特性	6
1.2.3  目标特性的分类	7
1.3  传感概念及主要方法	8
1.4  典型目标特性及其传感手段	9
1.4.1  地面目标的主要特性及其传感手段	9
1.4.2  空中目标的主要特性及其传感手段	11
1.4.3  水面与水中目标的主要特性及其传感手段	13
1.5  目标特性的军事应用	15
1.5.1  目标特性的直接应用	16
1.5.2  目标特性的间接应用	17
1.6  研究现状与发展趋势	20
思考题	21
第2章  目标发射信号特性及其获取方法	22
2.1  无线信号的主要特性	22
2.1.1  时域特性	22
2.1.2  频域特性	24
2.1.3  调制特性	25
2.2  目标发射信号特性概述	26
2.2.1  目标发射信号特性的定义	26
2.2.2  目标发射信号特性的重要性	26
2.2.3  目标发射信号特性的分类	27
2.3  运动目标发射信号的特性	28
2.3.1  目标速度的信号特性——多普勒频移	28
2.3.2  目标距离的信号特性——衰减和时延	29
2.3.3  目标方位的信号特性——波达角度	30
2.4  目标辐射源信号指纹特性	31
2.4.1  目标辐射源信号指纹特性概述	31
2.4.2  目标辐射源信号指纹特性的分类	35
2.4.3  目标辐射源信号指纹特性产生机理	37
2.5  目标发射信号特性的获取	41
2.5.1  环境特性对目标发射信号特性的影响	41
2.5.2  目标发射信号特性接收机及其影响	47
2.5.3  目标发射信号特性的获取方法	49
思考题	53
第3章  目标电磁散射特性及其探测原理	54
3.1  电磁辐射的基本概念	54
3.1.1  电磁辐射的发现	54
3.1.2  麦克斯韦方程组的物理含义	54
3.1.3  电磁辐射的传感	56
3.2  目标电磁散射特性概述	57
3.3  目标RCS的定义和分类	58
3.3.1  RCS的定义	58
3.3.2  RCS波长分类方式	60
3.3.3  宽带RCS	62
3.3.4  双站RCS	63
3.4  RCS的起伏特性	63
3.4.1  RCS起伏的成因	64
3.4.2  RCS起伏的统计模型	64
3.4.3   分布模型	66
3.5  目标极化特性	68
3.5.1  极化理论基础	68
3.5.2  极化散射矩阵	70
3.6  目标宽带特性	71
3.6.1  目标多散射中心	71
3.6.2  宽带雷达目标特征	76
3.7  RCS的缩减	80
3.7.1  赋形	81
3.7.2  雷达吸波材料	84
3.7.3  有源与无源阻抗加载	84
3.7.4  RCS的缩减作用	85
思考题	86
第4章  目标光学特性及其观测原理	88
4.1  辐射理论基础	88
4.2  辐射的基本定律	89
4.2.1  普朗克黑体辐射定律	89
4.2.2  斯忒藩-玻耳兹曼定律	91
4.2.3  维恩位移定律	91
4.2.4  基尔霍夫定律	91
4.3  辐射体的类型	92
4.4  目标与环境光学特性的分类和特点	93
4.4.1  空间目标与深空背景	95
4.4.2  空中目标与天空背景	95
4.4.3  地面目标与地物背景	96
4.4.4  海面目标与海洋背景	97
4.5  典型目标的光学特性	97
4.5.1  普通目标的光学特性	98
4.5.2  太阳的光学特性	99
4.5.3  飞机的辐射特性	99
4.5.4  导弹的辐射特性	103
4.6  光学观测技术及其发展	105
4.6.1  红外探测技术	106
4.6.2  微光夜视技术	106
4.6.3  紫外探测技术	107
思考题	107
第5章  目标其他特性及其传感原理	108
5.1  声音特性及其传感原理	108
5.1.1  声波定义及特性	108
5.1.2  声波特性的获取——声音探测	113
5.1.3  声音探测技术的军事应用	115
5.2  磁特性及其传感原理	118
5.2.1  磁特性概述	118
5.2.2  磁探测技术及其发展	119
5.2.3  磁探测技术的军事应用	122
5.3  地震动特性及其传感原理	123
5.3.1  地震动特性定义	123
5.3.2  典型运动目标的震源模型	125
5.3.3  地震动特性的军事应用	126
思考题	127
第6章  目标特性应用实例：辐射源个体识别	128
6.1  辐射源个体识别系统一般流程	128
6.2  实例1：WLAN设备识别	129
6.2.1  先验信息与信号采集	130
6.2.2  信号指纹提取与个体识别	133
6.2.3  识别实验与结果	135
6.3  实例2：卫星用户识别	139
6.3.1  基于迁移学习的分类模型	139
6.3.2  信号指纹提取与个体识别	141
6.3.3  识别实验与结果	143
6.4  辐射源个体识别发展趋势	144
思考题	145
参考文献	146

目标特性信息是军事信息最重要、最基本的资源之一，贯穿于武器平台或系统作战全过程，对发展军事攻防体系关键技术起到支撑作用。现代信息获取技术内涵十分丰富，在军事应用中，首先要解决的重要问题是如何发现目标、识别目标、确认目标，这就要求准确掌握目标的相关特性信息。目标特性决定了传感设备、传感方式的选取。
目标是个非常宽泛的概念，本书将其界定为有军事价值或人们感兴趣的、可被电、光、声等技术手段所能探测到的目标。本书重点介绍各类典型目标的发射信号、电磁散射和光学等特性，以及感知、探测、获取这些特性的各种方法的基本原理和过程。内容涵盖电、光、声、震动等多领域知识，涉及传感器、毫米波、红外、人工智能等技术，具有基础性、综合性和系统性的特点。
目标特性是目标固有的属性，但必须依靠传感技术才能获取。因此，有许多目标特性是随着传感手段的发展进步才逐渐为人类所获知的（如红外特性等），也有一些目标特性是随着科技的发展而与人造目标相伴而生的（如电磁散射特性、发射信号特性等）。通过对相关技术历史的观察和梳理，我们可以很明晰地发现，目标特性理论与传感技术二者呈现出螺旋式交叠向上发展的特点，二者的发展互为依托，相互牵制。以雷达技术与目标RCS研究为例，雷达技术的发展为人们对目标RCS的研究提供了更多的方法和思路；而在面临各种新型“低慢小”目标时，难以取得突破的雷达学者又将目光投向了目标RCS的研究，试图从中挖掘出更多的特性和特征，从而激发雷达技术新的跃升。再比如，对目标发射信号特性的研究，早期更多地从提升信息传输有效性和可靠性的角度，研究调制方式、编码方式等主要特性。这些主要特性同时可作为区分目标类别的依据。随着无线传输技术、加密技术的发展以及接收机硬件水平的提升，人们对于目标发射信号特性的研究越来越细致，并越来越多地将目光投向信号指纹特性，以期解决辐射源个体识别问题。总而言之，未来必将有许多新的目标和目标特性伴随着传感技术的发展而被人类获取和发现，并加以研究和利用。
本书由作者共同编写而成，其中，郑娜娥负责第1章、第2章的2.4节、第6章的编写以及全书统稿，任修坤负责第2章的2.1节、2.2节、2.3节、2.5节的编写，吕品品、王盛负责第3章和第4章的编写，陈松负责第5章的编写。此外，在本书的编写过程中，课程组张靖志、岳嘉颖、张龙、蒋春启等完成了大量工作；同时，编写中参阅了大量国内外相关研究成果和文献资料，在此对上述人员及相关文献作者一并表示感谢。由于涉及学科知识较多，限于作者知识结构和能力水平，书中错漏和不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。

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目标特性与传感原理