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电磁频谱监测是感知电磁环境的技术手段，是电磁频谱管理（无线电管理）的基础。本书以电磁波传播、信号分析、天线、射频等为基础，以电磁频谱监测接收、无线电测向、无线电定位为技术框架，之后补充特殊业务，并阐述电磁频谱监测组织实施流程，形成了完备的电磁频谱监测知识体系。本书的出版可以为电磁频谱技术与管理（无线电管理）专业各类本科生、研究生对电磁频谱监测业务的学习提供强有力的教学条件支撑，也可以为电磁频谱（无线电）监测技术人员、电磁频谱管理人员、电磁频谱（无线电）监测站（队）长等岗位的任职教育提供良好的基础。同时也可以为无线电爱好者、信息通信以及各类用频业务领域工作人员提供良好的技术和理论学习支持。

目录
第一章  绪论	1
第一节  电磁频谱监测基本概念	1
一、电磁频谱监测定义	1
二、电磁频谱监测对象	1
三、电磁频谱监测主体	2
四、电磁频谱监测目的	3
第二节  电磁频谱监测职能	3
一、常规电磁频谱监测职能	3
二、特殊电磁频谱监测职能	4
第三节  电磁频谱监测内容	5
一、无线电信号频谱特征参数测量	5
二、无线电测向与定位	6
三、卫星频率和轨道资源监测	7
第四节  电磁频谱监测发展	7
一、电磁频谱监测接收发展	7
二、电磁频谱测向定位发展	8
三、电磁频谱监测认知发展	9
四、电磁频谱监测模式发展	9
习题与思考题	10
第二章  电磁波及其传播	11
第一节  电磁波基础	11
一、麦克斯韦方程组	11
二、电磁波	12
三、无线电波	14
第二节  电磁波传播	16
一、电磁波传播媒介	16
二、电磁波传播的主要方式	18
第三节  电磁波传播损耗	20
一、自由空间中的电磁波传播损耗	20
二、传播媒质中的电磁波传播损耗	21
习题与思考题	22
第三章  天线与基本射频模块	23
第一节  天线	23
一、鞭状天线	24
二、宽频带直立天线	25
三、盘锥天线	25
四、环天线	26
五、Adcock天线	27
六、角度计天线	28
七、Roche天线	29
第二节  基本射频模块	29
一、正弦波振荡器	29
二、混频器	30
三、频率合成器	33
四、功率放大器	35
习题与思考题	37
第四章  信号处理	39
第一节  噪声与信号	39
一、噪声	39
二、噪声系数	40
三、信号	41
第二节  傅里叶分析	42
一、离散傅里叶级数	43
二、离散傅里叶变换	44
三、快速傅里叶变换	45
第三节  采样和内插	46
一、采样	46
二、内插	47
第四节  数字滤波器	49
一、数字滤波器简介	49
二、无限长脉冲响应（IIR）滤波器设计方法	50
三、有限长脉冲响应（FIR）滤波器设计方法	51
习题与思考题	52
第五章  电磁频谱监测接收基本原理	53
第一节  窄带接收技术体制	53
一、超外差接收	53
二、数字化零中频接收	55
三、中频数字化接收	56
第二节  宽带接收技术体制	57
一、直接数字化接收	57
二、数字宽开搜索截获接收	58
三、信道化接收	59
习题与思考题	60
第六章  电磁频谱模拟接收技术	61
第一节  模拟全景显示搜索接收	61
一、基本流程	61
二、频率搜索	62
三、全景显示	65
四、主要技术指标	66
第二节  模拟压缩接收	68
一、基本流程	68
二、色散时延	70
三、信号压缩	72
四、主要特点	74
第三节  模拟信道化接收	75
一、基本流程	76
二、纯信道化接收	77
三、频带折叠式信道化接收	78
四、时间分割式信道化接收	79
五、主要技术性能指标与分析	82
习题与思考题	85
第七章  电磁频谱数字接收技术	87
第一节  数字接收的原理	87
一、采样原理	88
二、正交变换	89
第二节  数字全景显示搜索接收	89
第三节  数字信道化接收	91
一、基于双速率欠采样宽带数字信道化接收	92
二、基于并行数字下变频（DDC）的数字信道化接收	92
三、基于多相滤波的数字信道化接收	94
第四节  其他数字接收	95
一、数字压缩接收	95
二、引导式数字接收	95
三、单比特数字接收	96
习题与思考题	96
第八章  电磁频谱参数测量	97
第一节  频率测量	97
一、常规频率测量方法	97
二、基于DSP的频率测量方法	103
第二节  场强和功率通量密度测量	106
一、测量原理	107
二、测量天线的选择	109
三、测量时长和测量地点的选取	109
第三节  带宽测量	110
一、占用带宽测量	110
二、xdB带宽测量	111
第四节  调制方式识别	114
一、信号调制	115
二、调制方式识别方法	116
三、信号统计特征	121
习题与思考题	132
第九章  无线电测向基础	133
第一节  无线电测向概述	133
一、无线电测向相关概念	133
二、无线电测向的主要用途	134
三、无线电测向技术与设备	136
四、无线电测向技术发展	137
第二节  无线电测向主要性能指标	138
一、测向准确度	138
二、测向灵敏度	139
三、工作频率范围	140
四、处理带宽和频率分辨率	140
五、可测信号的种类	141
六、抗干扰性	142
七、时间特性	143
八、可靠性	143
习题与思考题	143
第十章  振幅法测向	144
第一节  最小信号法测向	144
一、人工听觉小音点测向	145
二、自动视觉小音点测向	149
第二节  最大信号法测向	150
一、最大信号法测向原理	151
二、测角精度和角度分辨率	151
三、最大信号法测向特点	152
第三节  比幅法测向	152
一、单脉冲比幅法测向	153
二、沃特森-瓦特比幅法测向	154
第四节  幅度综合法测向	157
一、幅度综合法测向原理	157
二、幅度综合法测向过程	160
习题与思考题	162
第十一章  相位法测向	163
第一节  干涉仪测向	164
一、单基线双信道干涉仪测向设备	164
二、双基线双信道干涉仪测向	168
三、双信道四单元天线干涉仪测向	169
四、三信道三单元天线干涉仪测向	170
第二节  相关干涉仪测向	172
一、相关干涉仪测向原理	172
二、相关干涉仪测向过程	173
三、相关干涉仪的特点	176
第三节  多普勒测向	177
一、多普勒效应	177
二、多普勒测向原理	178
三、伪多普勒测向原理	179
第四节  时差法测向	181
一、时差法测向的基本原理	181
二、时差法测向的测量误差	182
习题与思考题	183
第十二章  空间谱估计测向	184
第一节  引言	184
第二节  阵列信号处理的基本模型	185
一、常见阵列	185
二、窄带信号的延迟	188
三、阵列信号模型	190
第三节  波束形成	191
一、波束形成定义	191
二、常规波束形成	192
三、最佳波束形成	195
第四节  信号子空间与噪声子空间	199
第五节  多重信号分类（MUSIC）算法	201
一、经典MUSIC算法	202
二、解相干MUSIC算法	204
三、求根MUSIC算法	209
第六节  旋转不变技术（ESPRIT）算法	210
一、ESPRIT算法原理	211
二、LS-ESPRIT算法	213
三、TLS-ESPRIT算法	214
习题与思考题	216
第十三章  无线电定位	217
第一节  无源定位基础	217
一、无源定位的概念	217
二、无源定位的分类	217
三、无源定位的指标	219
第二节  三角定位	219
一、三角定位原理	219
二、三角定位关键技术	221
三、三角定位误差分析	222
第三节  频差定位	225
一、频差定位原理	225
二、频差定位关键技术	228
三、频差定位误差分析	230
第四节  时差定位	232
一、时差定位原理	232
二、时差定位关键技术	234
三、时差定位误差分析	241
习题与思考题	241
第十四章  卫星频率轨道监测	242
第一节　卫星信号频谱监测	242
一、卫星信号测量基础	242
二、静止轨道卫星电磁频谱监测	245
三、非静止轨道卫星电磁频谱参数监测	253
第二节  卫星轨道测量	256
一、静止轨道卫星无源测轨	256
二、静止轨道卫星有源测轨	257
三、统计定轨与星历生成	260
第三节  卫星干扰源定位	261
一、单星和多星定位测量	261
二、双星定位测量	262
三、定位误差及校正	267
习题与思考题	269
第十五章  电磁频谱监测组织实施	270
第一节  电磁频谱监测力量	270
一、电磁频谱监测人员	270
二、电磁频谱监测装备（系统）	271
第二节  电磁频谱监测组织	275
一、受领任务与分析判断情况	275
二、制订电磁频谱监测行动方案	277
三、组织遂行任务前的电磁频谱监测准备	278
第三节  电磁频谱监测实施	282
一、电磁频谱监测台站的开设与撤收	283
二、电磁频谱监测值勤	293
三、典型电磁频谱监测任务的实施	298
习题与思考题	306

前言

电磁频谱监测是感知电磁环境的主要技术手段，是电磁频谱管理（无线电管理）的基础。随着以5G等为代表的信息化时代的到来，电磁环境变得越来越复杂，电磁频谱资源变得越来越紧缺，国内外对电磁频谱监测与管理的重视程度越来越高。专门的电磁频谱监测教材的编写与出版不仅将为电磁频谱技术与管理（无线电管理）专业各类本科生、研究生对电磁频谱监测业务的学习提供强有力的教学条件支撑，也将为电磁频谱（无线电）监测技术人员、电磁频谱管理人员、电磁频谱（无线电）监测站（队）长等岗位的任职教育提供良好的基础，还将为无线电爱好者、信息通信及各类用频业务领域工作人员提供良好的技术和理论学习支持。
本书是为电磁频谱监测业务从业人员编写的专业教材，专业性很强。该教材知识体系更为完备。根据电磁频谱监测专业对学生宽口径、厚基础的特点要求，本书更侧重于技术方面的阐述，附加一些包括电磁波传播、信号分析、天线、射频等更基础性的知识，一并作为本书的主要部分。针对电磁频谱监测的业务特点，并考虑知识体系的完整性，本教材特别设置了以电磁频谱监测接收、无线电测向、无线电定位为基本框架的章节体系；考虑卫星监测的特殊性，本教材特设一个专题论述卫星监测接收、测轨与干扰源定位等内容。本教材从基础到体系，再到特殊业务补充，形成了完备的电磁频谱监测知识体系。本教材知识结构新，考虑电磁频谱监测技术性强、发展快的特点，特编写电磁频谱监测发展相关内容，为读者学习和把握该领域前沿知识奠定基础；特编写空间谱估计等矢量法测向内容，作为无线电测向的重要内容，体现了对传统电磁频谱监测内容知识结构的更新。本教材技术与应用结合，在描述电磁频谱监测技术的同时，设置了《电磁频谱监测组织实施》章节。
本书共15章，张学庆编写了前言和第一章《绪论》，胡明波编写了第二章《电磁波及其传播》，朱璇编写了第三章《天线与基本射频模块》，夏雷编写了第四章《信号处理》，李有编写了第五章《电磁频谱监测接收基本原理》，刘汉编写了第六章《电磁频谱模拟接收技术》，李凯编写了第七章《电磁频谱数字接收技术》，杨仰强和张璐婕编写了第八章《电磁频谱参数测量》，吴兵编写了第九章《无线电测向基础》、第十章《振幅法测向》和第十一章《相位法测向》，沈建军编写了第十二章《空间谱估计测向》，赵志远和廖晓闽编写了第十三章《无线电定位》，张学庆编写了第十四章《卫星频率轨道监测》，姜水桥和朱璇编写了第十五章《电磁频谱监测组织实施》。
鉴于作者水平有限，错漏之处在所难免，敬请批评指正！

编委会
2023年5月

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