高頻地波雷達是一種利用高頻段（3-30MHz）垂直極化電磁波沿海面繞射傳播的物理機制而實現(xiàn)海態(tài)遙感與超視距目標探測的新體制雷達，不僅可從海面散射回波信號中提取浪高、洋流及風場的速度與方向等豐富的海洋環(huán)境信息，還可對視距外的海面艦船及低空飛行目標實施有效監(jiān)測。此外，高頻地波雷達還具有反隱身、抗反輻射導彈、造價低等特點，是一種性價比高的早期預警雷達。除軍事用途外，高頻地波雷達還可對200海里范圍內(nèi)的專屬經(jīng)濟區(qū)實現(xiàn)全天時、全天候監(jiān)測，可彌補我國預警機和沿海岸防雷達的不足，加強海上交通管制，打擊非法走私艦船，有助于國家對領海資源監(jiān)視能力的綜合提升。
　　雖然高頻地波雷達具有以上廣泛的應用前景，但受高頻電臺干擾、路徑衰減、風浪損耗以及電離層擾動等影響，雷達探測性能大幅降低。在雷達回波中，電離層回波強度遠勝海雜波和目標回波，是制約整個高頻地波雷達探測性能的瓶頸。電離層回波不僅與雷達系統(tǒng)參數(shù)及信號處理的過程有關，還與電離層本身獨有的分布特性有關。電離層回波抑制技術很大程度上取決于對電離層物理機制的科學理解，因此加深對電離層回波機理的認識將會有助于電離層回波抑制技術研究的突破。
　　本書緊密圍繞高頻地波雷達電離層回波機理這一核心關鍵科學問題展開而成，共8章。第1章為緒論，簡要概述高頻地波雷達的發(fā)展史及電離層回波特性綜述；第2章介紹電離層物理特性及高頻電波在電離層中的傳播機理；第3章以威海雷達站收發(fā)天線為例，仿真高頻地波雷達天線系統(tǒng)對電離層回波傳播路徑的影響，并聯(lián)合垂測儀對電離層開展觀測研究；第4章基于距離一多普勒譜，提取電離層回波，并對電離層實高及F2層臨界頻率進行估計反演；第5章對面散射及體散射下電離層距離方程進行推導，并對電離層特征參數(shù)進行反演研究；第6章基于高頻電磁散射理論對垂直向及中低緯后向散射天波傳播路徑的電離層回波進行建模，并對眾多參數(shù)進行仿真分析；第7章對2016年“鲇魚”和2018年“溫比亞”臺風期間的電離層進行觀測分析，對臺風一電離層關聯(lián)機理進行探索性的研究；第8章為本書結論。
　　需要說明的是，本書采用的所有實測數(shù)據(jù)均來自哈爾濱工業(yè)大學（威海）雷達站。該站建于20世紀80年代，為中國科學院院士、中國工程院院士、國家最高科學技術獎獲得者、哈爾濱工業(yè)大學劉永坦教授所創(chuàng)，是我國高頻地波雷達實驗站，同時也是工業(yè)和信息化部“對海監(jiān)測及信息處理”重點實驗室的外場實驗基地。經(jīng)過30多年幾代人的艱苦不懈努力，該站在高頻地波雷達方向開展了大量理論與工程技術研究，并取得了眾多開創(chuàng)性成果。本書的主要內(nèi)容即為該站電離層回波研究領域的研究成果。
　　全書由楊旭光獨立撰寫而成。在本書撰寫過程中，得到了哈爾濱工業(yè)大學（威海）雷達站諸多領導和科研工作者的大力支持。特別要感謝我的博士生導師哈爾濱工業(yè)大學于長軍教授和權太范教授的指導，以及實驗站的王霖瑋博士等的幫助。本書的出版得到國家自然科學基金、隴東學院著作基金的資助。在此一并表示誠摯衷心的感謝！
　　由于高頻地波雷達技術發(fā)展迅速，加上作者學術水平有限、時間倉促，因此書中可能存在不足與疏漏之處，敬請讀者批評指正。