1.5 本书的研究工作和章节结构
通过对已有相关研究工作的分析总结，将主要在以下3个方面对气象雷达的关键技术进行深入研究：
①微下击暴流风切变会对飞机产生危害，严重时会机毁人亡，则先研究微下击暴流风切变模型，在此基础上提出一种风切变模型和一种风切变信号处理算法。同时，研究在不同情形下（顺风、偏风、侧风、逆风）雨回波谱特性。
②针对湿性湍流。建立了相应的风场模型，对湍流特性进行仿真分析。同时提出了湍流信号处理的FFT算法；利用FFT三维对称特性产生出三维零均值高斯噪声，结合Von Karman模型建立了空间三维湍流场模型，并提出了一种机载雷达湍流信号的处理算法。为了有效检测湍流，分析了大气湍流的传统脉冲对检测算法，并针对提高检测概率提出了一种湍流检测算法。
③由于较强的地杂波会把有用的气象目标信号淹没，则研究相关的地杂波模型和抑制显得尤为重要，先对气象雷达的地杂波（包括主瓣杂波、旁瓣杂波、高度线杂波）进行分析；研究了地杂波处理方法，利用I，Q回波建立了地杂波数学模型，仿真分析了地杂波特性。结合传统的最小均方（LMS）算法和自适应噪声对消器（ANC），研究了LMS-ANC和LSLANC两种地杂波抑制方法，在风速误差、信杂比和运算时间3个方面对滤波效果进行了分析。
基于以上的研究内容，本书的章节结构组织如下：
第1章首先对气象雷达的应用领域做了简要介绍。在此基础上指出了本书的研究意义。接着在风切变探测和预警、大气湍流检测、地杂波建模与抑制方面进行了国内外研究现状的分析，并对相关技术的动态进行了深入分析。然后具体对与本书相关的研究成果进行了细致的分析。
第2章主要介绍本书研究工作的相关理论基础。首先分析了脉冲多普勒效应。其次分析了云、雾、雨回波，接着对气象目标的微粒性、叠加性、随机性进行了研究。研究了影响气象目标的多普勒速度宽度（谱宽）的4种气象因子：垂直方向上的水平风切变、因波束宽度而产生的横向风效应、大气中小于有效照射体尺度的湍流运动、不同直径雨滴在静止大气中的下落末速度的不均匀分布。最后分析了风切变和危险因子、湍流检测算法。
第3章研究风切变尤其是微下击暴流的目标回波建模与仿真。首先分析了均匀风场和非均匀风场特性，接着分析了风切变风场，在此基础上建立了风切变风场模型，并对对称风场和非对称风场进行了仿真分析。其次运用多普勒效应和网格映像法对风切变的点目标回波建立了数学模型。最后根据建立的数学模型，仿真分析了对称风场和非对称风场下雨回波的三维谱以及在不同情形下（顺风、偏风、侧风、逆风）的雨回波谱分布。
第4章研究湍流信号建模及其检测算法。首先根据第4章所建立风场，定义了一种湍流模型，根据所建立的湍流模型，仿真分析了湍流特性。其次分别基于FFT和Von Karman模型对湍流信号进行了仿真分析。最后对湍流检测性能进行了研究，运用Monte Carlo方法对湍流信号的检测性能进行了仿真分析，并与传统的湍流检测算法进行了比较。
第5章研究地杂波建模及其抑制算法。首先对地杂波谱进行了分析，同时讨论了影响地杂波谱形状的因素。其次分别基于I，Q回波和网格划分法对地杂波进行了建模，并分别研究了飞机速度、天线主波束方位角对杂波功率谱的影响。再次分析了常用的地杂波抑制技术。最后分析了传统的MTI和AMTI地杂波抑制算法，为了与传统的地杂波抑制算法进行对比分析，研究了LMS-ANC和LSL-ANC两种地杂波抑制方法，分别以风速误差、信杂比、运算时间为对比参数将LMS-ANC，LSL-ANC地杂波抑制方法与传统的地杂波抑制算法进行了对比分析。
第6章总结了本书的主要工作，并对下一步的研究工作进行了展望。