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• 雷达成像
• 逆合成孔径雷达
• SAR
• 复杂运动目标
• 目标跟踪
• 信号处理
• 图像处理
• 微波遥感
• 雷达系统
• 目标识别

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030548061

版次：31

商品编码：12215755

包装：平装

开本：16开

字数：332000

内容简介

　　《复杂运动目标逆合成孔径雷达成像技术》系统阐述了复杂运动目标的逆合成孔径雷达成像基本理论与技术、非平稳信号的时频分析与参数估计技术。《复杂运动目标逆合成孔径雷达成像技术》共8章。第1章介绍逆合成孔径雷达成像的基本原理、运动补偿技术的实现以及距离�捕嗥绽粘上穹椒ǎ坏�2章对复杂运动目标ISAR成像的原理与方法进行总结和分析；第3～5章主要针对复杂运动目标ISAR成像的回波信号模型，分别从信号分解、时频分布和参数估计三个方面介绍相应的成像算法；第6章介绍分布式ISAR成像技术；第7章介绍具有旋转部件目标的ISAR成像算法；第8章针对舰船目标ISAR成像的特殊性介绍相应的成像方法。

目录

目录
序
前言
第1章 逆合成孔径雷达成像概述 1
1.1 引言 1
1.1.1 雷达成像发展过程 1
1.1.2 复杂运动目标逆合成孔径雷达信号处理 2
1.2 逆合成孔径雷达成像 11
1.2.1 逆合成孔径雷达成像的基本原理 11
1.2.2 逆合成孔径雷达运动补偿技术 12
1.2.3 逆合成孔径雷达成像算法 14
1.3 逆合成孔径雷达成像的距离-多普勒法 14
1.3.1 目标回波模型 14
1.3.2 转台成像仿真实验 16
1.3.3 真实数据成像方法与结果 18
1.4 逆合成孔径雷达像的横向定标 21
1.4.1 用解调频法估计线性调频信号初始频率及调频率 22
1.4.2 基于解调频参数估计方法对逆合成孔径雷达像进行横向定标 23
1.5 本章小结 27
参考文献 27
第2章 复杂运动目标ISAR成像的原理与方法 34
2.1 引言 34
2.2 基于距离-多普勒法的实测数据ISAR成像及分析 35
2.3 复杂运动目标ISAR成像原理 37
2.3.1 用逐次消去法分解多分量线性调频信号 39
2.3.2 ISAR成像结果及分析 44
2.4 复杂运动目标ISAR成像的超分辨方法 48
2.4.1 基于松弛迭代技术的超分辨方法 48
2.4.2 基于APES技术的超分辨方法 49
2.4.3 实测数据超分辨ISAR成像结果 51
2.5 复杂运动目标ISAR回波信号特点 51
2.6 本章小结 55
参考文献 55
第3章 基于信号分解的复杂运动目标ISAR成像 58
3.1 引言 58
3.2 自适应Chirplet分解的快速算法 59
3.2.1 单分量信号参数估计 59
3.2.2 多分量信号参数估计 60
3.3 基于自适应Chirplet分解的ISAR成像方法 64
3.4 修正自适应Chirplet分解法及其应用 66
3.4.1 修正自适应Chirplet分解的基本原理 66
3.4.2 修正自适应Chirplet分解的最大似然方法 67
3.4.3 修正自适应Chirplet分解的快速算法 68
3.4.4 修正自适应Chirplet分解实验结果 72
3.4.5 基于修正自适应Chirplet分解的复杂运动目标ISAR成像 73
3.5 本章小结 74
参考文献 74
第4章 基于时频分布的复杂运动目标ISAR成像 77
4.1 引言 77
4.1.1 线性时频分布 77
4.1.2 非线性时频分布 78
4.2 基于传统时频分布的复杂运动目标ISAR成像 81
4.2.1 线性时频分布 81
4.2.2 双线性时频分布 83
4.2.3 一种新的时频分布 85
4.2.4 重排时频分布 87
4.3 新型时频分布的构造及其在ISAR成像中的应用 89
4.3.1 基于Wigner-Ville分布和L-Wigner-Ville分布的核函数设计方案 90
4.3.2 基于指数型相位匹配原理的核函数设计方案 100
4.3.3 具有复数时间延迟变量的时频分布的构造 104
4.3.4 多项式Wigner-Ville分布的频域卷积实现 108
4.3.5 四阶复时间延迟型多项式Wigner-Ville分布 112
4.3.6 基于新型时频分布的复杂运动目标ISAR成像方法 114
4.4 本章小结 116
参考文献 116
第5章 基于三次相位信号参数估计的复杂运动目标ISAR成像 120
5.1 引言 120
5.2 复杂运动目标回波特性分析 120
5.3 基于局域多项式Wigner分布的三次相位信号参数估计 122
5.3.1 局域多项式Wigner分布定义 122
5.3.2 单分量三次相位信号的局域多项式Wigner分布 122
5.3.3 多分量三次相位信号的局域多项式Wigner分布 123
5.3.4 局域多项式Wigner分布的统计特性分析 124
5.3.5 仿真结果分析 129
5.4 基于IHAF的三次相位信号参数估计 131
5.4.1 IHAF的定义 131
5.4.2 基于IHAF的单分量三次相位信号的三次相位系数估计 132
5.4.3 基于IHAF的多分量三次相位信号的三次相位系数估计 132
5.4.4 IHAF算法的统计特性分析 133
5.5 基于LPWD和IHAF的复杂运动目标ISAR成像方法 134
5.5.1 基于LPWD的复杂运动目标ISAR成像算法 134
5.5.2 基于IHAF的复杂运动目标ISAR成像算法 135
5.6 ISAR成像结果 136
5.6.1 仿真数据 136
5.6.2 加性噪声情况下的成像结果分析 141
5.6.3 乘性噪声情况下的成像结果分析 144
5.6.4 实测数据 145
5.7 基于三阶匹配傅里叶变换的复杂运动目标ISAR成像 149
5.7.1 二阶匹配傅里叶变换简介 150
5.7.2 三阶匹配傅里叶变换 150
5.7.3 三阶匹配傅里叶变换的统计特性分析 151
5.7.4 仿真结果 159
5.7.5 基于三阶匹配傅里叶变换的ISAR成像算法 160
5.8 本章小结 163
参考文献 163
第6章 分布式ISAR成像技术 167
6.1 引言 167
6.2 分布式ISAR成像的基本原理 168
6.3 分布式ISAR成像处理步骤 172
6.4 仿真和实测数据处理 174
6.4.1 单散射点仿真 174
6.4.2 多散射点仿真 175
6.4.3 实测数据处理 179
6.5 分布式ISAR技术应用于非平稳目标的成像 180
6.6 本章小结 183
参考文献 183
第7章 具有旋转部件目标的ISAR成像算法 184
7.1 引言 184
7.2 含旋转部件的目标成像模型 184
7.3 基于时频分析的去微多普勒效应的ISAR成像算法 186
7.3.1 信号的短时傅里叶变换 186
7.3.2 单频信号与正弦调频信号分离的基本原理 186
7.3.3 去微多普勒干扰的ISAR成像算法 189
7.4 改进的去微多普勒效应的ISAR成像算法 191
7.5 本章小结 195
参考文献 195
第8章 舰船目标的ISAR成像 197
8.1 引言 197
8.2 舰船目标的最优成像时间段选取 198
8.2.1 基于角运动参数估计的最优成像时间段选取方法 198
8.2.2 基于多普勒中心估计的最优成像时间段选取方法 206
8.3 舰船目标的InISAR三维成像 208
8.3.1 InISAR三维成像 210
8.3.2 针对舰船目标的InISAR三维成像 212
8.3.3 基于最优成像时间段选取的舰船目标InISAR三维成像 221
8.3.4 基于线性时频分析的舰船目标InISAR三维成像 232
8.4 基于空间分割的舰船目标三维成像 238
8.4.1 舰船目标MIMO雷达三维成像的信号模型 239
8.4.2 舰船目标MIMO雷达三维成像原理 241
8.5 本章小结 250
参考文献 250

《精妙视界：超越回声的雷达全息解析》 在信息爆炸的时代，我们渴望更深入地洞察世界的每一个角落，尤其是在那些极端环境下，肉眼所及变得模糊甚至失效。当传统的光学手段难以企及，当动态、快速、隐匿的目标成为我们关注的焦点，一种强大的感知能力便应运而生——那就是雷达。而雷达技术，特别是其在高分辨率成像领域的演进，更是将我们的“视界”延伸到了前所未有的深度和广度。 本书《精妙视界：超越回声的雷达全息解析》并非一本关于特定技术（例如“复杂运动目标逆合成孔径雷达成像技术”）的孤立阐述，而是致力于构建一个更宏大、更普适的雷达全息解析框架。它将带领读者踏上一场探索雷达信号如何被转化为高分辨率二维、三维甚至四维（包含时间维度）图像的奇妙旅程。我们将从雷达工作的基本原理出发，逐步深入到信号处理的精髓，最终揭示如何从看似杂乱无章的电磁回波中“重塑”出物体的精确形态、运动轨迹以及更深层次的信息。 第一篇：雷达之眼——原理与基础 万物皆有其“声音”，而雷达捕捉的是电磁波的回声。本篇将以最直观的方式，介绍雷达系统的基本构成——发射机、接收机、天线，以及它们协同工作的物理基础。我们将理解电磁波的传播特性，如频率、波长、功率、极化等，这些是解读雷达信号的关键要素。 电磁波的奥秘： 从赫兹的实验到麦克斯韦方程组，我们将简要回顾电磁波的诞生与传播规律，理解雷达为何能够“看”得更远，穿透某些障碍。 雷达的“发射”与“接收”： 详细阐述脉冲雷达和连续波雷达的工作模式，解释如何通过发射电磁波并捕捉目标反射的回波来获取信息。我们将深入探讨雷达方程，理解目标散射特性、距离、功率等因素如何影响回波的强度。 天线的角色： 分析不同类型天线（如抛物面天线、相控阵天线）的设计原理及其对雷达波束形成、指向和分辨率的影响。 回波的语言： 学习解读回波信号的基本参数，如时间延迟（对应距离）、多普勒频移（对应径向速度）以及幅度与相位信息。这些原始数据是后续成像的关键。 第二篇：信号的重塑——核心成像机理 雷达系统捕获的是一系列离散的电磁回波，它们携带着关于目标位置、速度和后向散射特性的信息。然而，要将这些信息转化为可识别的图像，需要一系列精密的信号处理算法。本篇将聚焦于雷达成像的核心技术，从最基础的距离-多普勒（R-D）处理，到更为复杂的合成孔径原理，一步步揭示如何实现高分辨率的成像。 距离维度的解析： 介绍脉冲压缩技术，例如匹配滤波，如何将低分辨率的宽脉冲回波压缩成高分辨率的窄脉冲，从而精确测量目标距离。 速度维度的探索： 讲解多普勒效应在雷达测速中的应用，以及如何利用多普勒频移来区分具有不同径向速度的目标。 距离-多普勒（R-D）成像： 将距离和速度信息相结合，实现二维目标特性的分离和初步成像。我们将理解R-D处理在目标参数估计中的重要性。 合成孔径（SAR）的魔法： 这是突破单一天线物理尺寸限制的关键技术。本篇将深入剖析合成孔径的概念，理解为何雷达平台在运动过程中，可以通过连续采集目标回波，并在地面进行信号处理，从而“合成”出一个比物理天线尺寸大得多的虚拟孔径，实现亚米级甚至更高分辨率的成像。我们将探讨SAR成像的基本流程，包括目标回波的采集、脉冲压缩、二维频谱分析以及距离和方位向的聚焦。 超越二维：极化与相干性： 介绍雷达的极化信息如何揭示目标的结构和材料特性，例如偏振敏感性以及如何利用不同极化通道的回波来增强目标检测和识别能力。同时，我们将探讨相干积累在提高信噪比和实现更精细成像中的作用。 第三篇：动态的捕捉——运动目标的解析 自然界和人为活动中的目标往往是动态的，它们的运动给雷达成像带来了挑战，但也提供了宝贵的额外信息。本篇将专注于如何处理和解析运动目标的回波，克服运动引入的误差，并利用运动信息来增强成像效果和目标识别能力。 运动对成像的影响： 详细分析目标径向速度、平台运动误差（如姿态抖动、速度偏差）以及它们的组合如何导致成像模糊、失真和位置偏移。 运动目标检测与跟踪（MTD/MTI）： 介绍基于多普勒滤波的动目标显示（MTD）和动目标指示（MTI）技术，如何有效抑制静止地物回波，突出运动目标，实现运动目标的实时检测。 运动补偿技术： 讲解各种运动补偿策略，包括基于平台姿态测量单元（IMU）数据的补偿，以及基于回波自适应跟踪的补偿方法，如何校正运动引入的方位向和距离徙动，获得清晰的运动目标图像。 高分辨率运动目标成像： 探讨如何将合成孔径技术与运动目标处理相结合，实现对运动目标的高分辨率成像，揭示其精细结构和运动状态。我们将触及一些高级主题，例如基于航迹的成像（Track-Before-Detect）、多帧积累成像等。 目标运动状态估计： 除了成像，雷达还可以提供关于目标运动状态的精确估计，例如速度矢量、加速度等。本篇将介绍相关的估计方法。 第四篇：智慧的呈现——数据处理与应用 获取高质量的雷达图像只是第一步，如何对这些数据进行有效的处理、分析和解释，最终服务于实际应用，是雷达技术价值的最终体现。本篇将带领读者进入雷达数据的处理与应用领域。 图像增强与去噪： 介绍常见的图像增强技术，如何改善雷达图像的视觉效果，以及如何通过各种滤波算法来抑制噪声，提高图像质量。 目标识别与分类： 探讨如何利用雷达图像的几何特征、散射特性以及极化信息，结合机器学习和人工智能算法，实现对不同类型目标的自动识别与分类。 多源数据融合： 分析如何将雷达数据与其他传感器（如光学、红外）的数据进行融合，取长补短，构建更全面、更可靠的目标感知系统。 典型应用场景： 展望雷达全息解析技术在各个领域的广泛应用，包括但不限于： 国防与安全： 战场态势感知、目标侦察与监视、反恐反潜、武器制导等。 民用领域： 地质勘探、环境监测、交通监控、灾害预警（如地裂、洪水）、地面测绘、海洋监测、精确农业等。 航空航天： 飞行器导航与避障、行星探测、空间碎片监测等。 结语：展望未来 《精妙视界：超越回声的雷达全息解析》旨在为读者提供一个全面而深刻的雷达成像技术图景。从基本原理到前沿技术，从信号处理到实际应用，我们相信，通过对雷达回声的精妙解析，人类将能以前所未有的方式“看见”世界，洞察奥秘，并最终以智慧驱动科技，塑造更美好的未来。本书将激发您对雷达技术的浓厚兴趣，并为您深入探索这个充满魅力的领域奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常学术化，但同时又充满了探索的激情。我被书中关于“干涉SAR（InSAR）”技术在复杂运动目标成像中的应用所吸引。虽然标题强调的是逆合成孔径成像，但书中巧妙地将InSAR的原理引入，用来分析运动目标在不同时刻的形变和位移。比如，书中详细阐述了如何利用两次不同时刻获取的SAR图像，通过相位差来精确测量目标的微小形变，这对于监测桥梁、大坝等基础设施的健康状况，以及分析地质灾害的发生机制，都有着重要的意义。而且，书中还探讨了如何处理“多普勒模糊”和“距离模糊”的交叉影响，特别是在目标存在复杂运动和非线性形变的情况下，如何设计有效的成像算法来同时解决这两个问题。我还在书中看到了关于“自聚焦（Self-focusing）”技术的介绍，这种技术可以在不知道目标精确运动参数的情况下，通过迭代优化算法来提高成像质量，这对于处理未知或难以精确测量的运动目标场景非常有价值。这本书在理论的深度和算法的创新性上都做得非常到位。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节安排极具逻辑性，从基础理论到高级应用，层层递进，毫不突兀。我特别关注书中关于“非线性运动补偿”的部分，这部分内容是处理复杂运动目标成像的重中之重。因为现实中的目标运动往往不是简单的匀速直线运动，而是伴随着旋转、俯仰、滚转等复杂的姿态变化，这些都会导致雷达回波信号的非线性变化，给成像带来巨大的挑战。书中对此给出了多种精妙的解决方案，例如基于K-Åsterberg方法的时域补偿、基于相位差的空域补偿等等。作者通过大量的图示和数学推导，将这些复杂的过程清晰地呈现在读者面前。而且，书中还讨论了如何处理“成像几何畸变”的问题，例如倾斜地形对成像精度的影响，以及如何通过几何校正算法来还原真实的地物形貌。这本书的理论深度和工程实用性结合得非常好，让我不仅理解了背后的原理，也看到了如何将这些技术应用于实际的雷达系统中。我还在书中看到了关于“动目标检测（MTI）”和“动目标显示（MTD）”技术的进一步发展，特别是如何将其与ISAR技术相结合，以实现对地面固定目标和运动目标的协同探测。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一个精心搭建的知识迷宫，每一层都隐藏着令人惊叹的细节和严谨的逻辑。我被书中关于“回波信号建模”的部分深深吸引，作者并没有止步于对理想化模型的阐述，而是详细分析了真实场景下各种干扰因素对回波信号的影响，例如地表起伏、传感器噪声、大气扰动等等。这些因素在进行复杂运动目标成像时，往往是导致成像失真、分辨率下降的关键所在。书中对此给出了多种抑制和补偿的策略，其中一些基于先进的机器学习方法，让我眼前一亮。特别是关于“目标运动参数估计”的章节，作者列举了多种迭代优化算法，并对它们的收敛性和计算复杂度进行了详细的比较分析。这一点对于实际应用至关重要，因为在很多实时成像的场景下，计算效率是衡量算法好坏的重要标准。而且，书中还穿插了一些历史上SAR技术发展的重要里程碑事件，以及关键人物的贡献，这使得阅读过程更加生动有趣，也让我对这项技术的发展脉络有了更宏观的认识。我尤其欣赏书中对于“三维成像”的探讨，如何通过多视角或多脉冲的SAR数据，构建出运动目标的立体模型，这对于目标识别和分类具有重要的意义。这本书的内容深度和广度都非常令人印象深刻。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就相当吸引人，深邃的蓝色背景上，几条流动的光带勾勒出复杂的轨迹，仿佛在诉说着微波信号在时空中穿梭的奥秘。当翻开第一页，我首先被引入了SAR（合成孔径雷达）成像的基本原理，作者用非常直观的比喻和清晰的图示，将抽象的信号处理过程具象化，即便是我这样之前对SAR了解不多的读者，也能迅速抓住其核心思想。后续章节逐步深入到运动目标的处理，这里就展现出了这本书的独特价值。面对那些在地球表面高速移动、姿态不断变化的物体，传统的SAR成像算法会失效，这本书正是聚焦于解决这个难题。它详细剖析了多普勒效应在运动目标成像中的复杂影响，并系统地介绍了各种逆合成孔径成像（ISAR）技术，包括一些我从未听说过的创新算法。比如，书中对“多普勒频率模糊”和“距离模糊”的成因及解除方法进行了深入的讲解，配以大量的仿真数据和实际案例，让我对这些概念有了深刻的理解。虽然书中涉及到大量的数学公式和算法推导，但作者的表述方式非常清晰，步骤也讲解得很细致，常常会辅以“伪代码”式的描述，这极大地降低了阅读门槛。总而言之，这本书在概念的引入、核心问题的阐述以及技术细节的解析上，都做得非常出色，对于希望深入了解SAR运动目标成像技术的读者来说，无疑是一本极具价值的参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容让我感觉自己置身于一个充满挑战的研究前沿。我被书中关于“高分辨率成像”的探讨所深深吸引。在处理复杂运动目标时，如何获得足够高的分辨率来区分微小的目标特征，是很多应用场景的关键。书中详细介绍了多种提高分辨率的技术，例如“超分辨率”算法在SAR成像中的应用，以及如何通过扩展SAR系统（如多发多收系统）来获取更多的观测信息，从而提升成像性能。我尤其对书中关于“目标散射中心模型”的讨论印象深刻，作者详细分析了不同类型目标的后向散射特性，以及这些特性如何在SAR图像中得到体现。这对于目标识别和分类有着重要的指导意义。而且，书中还探讨了如何处理“杂波干扰”问题，特别是在复杂地形或动态环境下，如何有效地区分目标回波和杂波，并对其进行抑制。我还在书中看到了关于“极化SAR”在运动目标成像中的潜在应用，不同极化方式的回波信息可以提供关于目标结构和材质的额外信息，这有助于更全面地理解运动目标。这本书为我提供了一个全新的视角来理解SAR成像技术。