本書對偏振雷達的基礎知識、偏振電磁波探測降水粒子的基本理論、回波信息中獲取偏振特征參數的信號處理算法及其在氣像學上的應用等作了全面、深入的論述；對電磁波、雷達天線的極化和降水粒子散射的理論分析與數學推導嚴謹、詳盡，使讀者能建立起正確的物理概念。該書緊密聯繫偏振多普勒天氣雷達各分繫統以及氣像目標的實際進行理論分析，這將有助於偏振天氣雷達的設計、定標和信號處理。該書對從回波信號中提取偏振參數過程的理論表述清晰，讀者從中能夠較好地掌握這些參數的物理意義。書中也對偏振參數在不同降水情況下的數學表述以及在定量估測降水率方面的應用作了較全面、仔細的介紹，提高與擴展了雷達信息在氣像領域中的應用。

本書詳細介紹多普勒雷達和偏振雷達的原理，特別注重其在降水分析的 使用。整本書中一直強調設計特點和實際雷達繫統操作，以便說明重要的理 論基礎。 作者從電磁散射、偏振和波的傳播等背景知識開始討論，然後詳細介紹 脈衝多普勒雷達偏振處理，包括相關的信號理論、譜估計技術、噪聲補償等 ，書的最後部分是在氣像和遙感探測方面的一繫列應用。 本書可作為電氣工程和大氣科學研究生的參考教材，也可作為在氣像雷 達繫統應用的從業人員的參考用書。

序
前言
致謝
符號
第1章 雷達應用中有用的電磁場概念
1.1 麥克斯韋方程與電位的回顧
1.2 介質粒子散射的積分表達式
1.3 介質球的瑞利散射
1.4 散射、雙基和雷達橫截面
1.5 吸收和衰減截面
1.6 Clausius-Mosotti方程和Maxwell-Garnet混合公式
1.7 法拉第定律和非相對論的多普勒頻移
1.8 運動中的介質球：相干和非相干積累
1.9 平面波入射條件下運動的介質球
1.10 介質球構成的平板的相干前向散射
第2章 散射矩陣
2.1 前向散射和後向散射的校正規範
2.2 互易定理
2.3 Rayleigh-Gans近似條件下球和橢球體的散射矩陣
2.4 Mie解
2.5 koα的冪表示的Mie繫數：低頻近似
2.6 非球形粒子的數值散射方法
第3章 波、天線和雷達偏振
3.1 平面波的偏振狀態
3.2 天線輻射和接收的基本概念
3.3 雙偏振天線：線偏振基本理論
3.4 單個粒子的雷達距離方程：線偏振基本理論
3.5 變偏振基本理論：線偏振到圓偏振基本理論
3.6 雷達距離方程：圓偏振狀態
3.7 電壓方程的雙線性形式
3.8 偏振綜合與偏振特征
3.9 部分偏振波：相干矩陣和Stokes矢量
3.10 總體平均的Mueller矩陣
3.11 時間平均Mueller矩陣和協方差矩陣
3.12 散射中對稱性的含義
3.13 圓偏振的協方差矩陣
3.14 線偏振雷達和圓偏振雷達觀測之間的關繫
第4章 降水媒質中雙偏振波的傳播
4.1 相干波傳播
4.2 Oguchi解
4.3 含傳輸矩陣的雷達距離方程：線偏振態
4.4 含傳輸矩陣的雷達距離方程：圓偏振態
4.5 傳輸修正協方差矩陣
4.6 考慮傳輸影響的線偏振與圓偏振雷達觀測值之間的關繫
4.7 “混合”偏振條件下的測量
第5章 多普勒雷達信號理論和譜估計
5.1 信號與繫統的回顧
5.2 來自降水的回波信號
5.3 回波信號的平均功率
5.4 相干矩陣測量
5.5 回波信號的自相關
5.6 時間間隔、頻率間隔相干函數
5.7 回波信號的采樣
5.8 雷達繫統中的噪聲
5.9 回波信號的統計特征
5.10 平均功率估計
5.11 多普勒頻譜(或功率譜密度)和平均速度的估計
5.12 回波信號的統計特征和譜估計舉例
第6章 雙偏振雷達繫統和信號處理算法
6.1 繫統概況
6.2 天線性能特征
6.3 雷達標定
6.4 協方差矩陣估計
6.5 協方差矩陣元素估計的方差
6.6 比差分相位(Kdp)的估計
第7章 表征降水的偏振基本理論
7.1 雨
7.2 對流性降水
7.3 層狀降水
7.4 根據φdp估計雨的衰減和差分衰減
7.5 水凝物分類
第8章 雷達降水估計
8.1 基於物理參數降水率估計算法
8.2 基於物理參數的雨水含量估計算法
8.3 與利用Zh、Zdr和Kdp的降水率算法有關的誤差結構和實際問題
8.4 降水量估計中的統計方法
8.5 基於神經網絡的雷達降水估計
8.6 關於雷達降水估計的幾點一般性評論
附錄1 靜電學的回顧
附錄2 電磁場的矢量球諧函數及多極展開式的回顧
附錄3 T矩陣法
附錄4 傳輸矩陣的解
附錄5 自相關函數、它們的幅度和相位的方差計算公式及用周期組脈衝模式估計的公式
參考文獻