高分辨率微波成像

第1章 绪论

1.1 合成孔径雷达的发展

1.2 距离向高分辨率微波成像

1.3 聚束式合成孔径雷达和方位自动聚焦

1.4 高分辨率宽测绘带合成孔径雷达

1.5 微波成像超分辨率信息处理技术

1.6 本书的结构安排

参考文献

第2章 微波成像雷达基础

2.1 线性调频信号脉冲压缩

2.2 合成孔径雷达成像原理

2.3 合成孔径雷达的理论模型

2.4 脉冲压缩和合成孔径处理

2.5 合成孔径雷达的聚焦深度与距离徙动

2.6 合成孔径雷达的主要技术参数

2.6.1 空间分辨率

2.6.2 峰值旁瓣比与积分旁瓣比

2.6.3 成像带宽

2.6.4 系统灵敏度（噪声等效后向散射系数）

2.6.5 模糊比

2.6.6 动态范围

2.7 合成孔径雷达的天线面积限制与系统品质因数

2.7.1 天线最小面积限制

2.7.2 星载合成孔径雷达系统的品质因数

参考文献

第3章 雷达分辨率理论

3.1 雷达信号的最优检测

3.2 雷达回波信号的数学模型

3.2.1 径向速度引起的多普勒效应

3.2.2 径向速度对距离时间延迟的影响

3.3 模糊函数

3.3.1 距离模糊函数与距离分辨率

3.3.2 速度模糊函数与多普勒分辨率

3.4 合成孔径雷达分辨理论

3.5 波形分类与波形设计原则

3.5.1 波形分类

3.5.2 波形设计原则

参考文献

第4章 线性调频脉冲信号

4.1 线性调频脉冲信号

4.1.1 线性调频脉冲信号的频谱

4.1.2 线性调频信号的模糊函数

4.1.3 线性调频信号的脉压特性及加权处理

4.2 线性调频信号的误差分析

4.2.1 相位误差分析

4.2.2 幅度误差分析

4.2.3 正交调制及解调误差分析

4.3 线性调频连续波合成孔径雷达

4.3.1 调频连续波信号

4.3.2 调频连续波合成孔径雷达信号分析

4.3.3 线性调频连续波合成孔径雷达的成像流程

参考文献

第5章 频率步进信号及其合成孔径雷达成像

5.1 频率步进信号合成宽带信号的时域频域特性

5.2 频率步进信号的模糊函数

5.2.1 频率步进信号的模糊函数与分辨性能

5.2.2 中心模糊区域的模糊函数

5.3 频率步进信号的高距离分辨率原理

5.3.1 IFFT变换获得一维距离像原理

5.3.2 频率步进信号的距离分辨率

5.4 径向速度对频率步进雷达目标距离像的影响及补偿

5.4.1 径向速度对频率步进雷达目标距离像的影响

5.4.2 频率步进雷达目标速度估计与速度补偿

5.5 频率步进信号合成孔径雷达

5.5.1 频率步进信号照射下合成孔径雷达成像原理

5.5.2 频率步进合成孔径雷达及波形参数设计

5.5.3 模拟仿真

参考文献

第6章 脉内调频脉冲串信号及其合成孔径雷达成像

6.1 脉内调频脉冲串相参合成宽带信号原理

6.1.1 宽带信号的时域与频域特性

6.1.2 脉内调频脉冲串的时域与频域特性

6.1.3 仿真实验

6.2 脉内调频脉冲串信号的模糊函数

6.2.1 脉内调频脉冲串的模糊函数与分辨性能分析

6.2.2 中心模糊区域的模糊函数

6.3 径向速度对脉内调频子脉冲串合成距离像的影响与补偿

6.3.1 径向速度对脉内调频子脉冲串合成距离像的影响

6.3.2 脉内调频子脉冲串雷达的径向速度补偿

6.4 脉内调频脉冲串合成孔径雷达系统与成像

6.4.1 脉内调频脉冲串合成孔径雷达系统

6.4.2 脉内调频脉冲串波形照射下合成孔径雷达成像

6.4.3 模拟仿真

参考文献

第7章 聚束式合成孔径雷达技术

7.1 聚束式合成孔径雷达原理

7.2 聚束式合成孔径雷达的参数分析

7.2.1 聚束式合成孔径雷达的方位分辨率

7.2.2 聚束式合成孔径雷达的合成孔径长度

7.3 聚束式合成孔径雷达的特点

7.3.1 聚束式合成孔径雷达回波信号特征

7.3.2 聚柬式合成孔径雷达成像处理的特殊问题

参考文献

第8章 聚束式合成孔径雷达成像算法

8.1 聚束式合成孔径雷达去斜技术

8.1.1 聚束式合成孔径雷达去斜技术

8.1.2 残余视频相位的补偿

8.2 极坐标格式算法

8.2.1 极坐标格式算法原理

8.2.2 数据极坐标插值过程

8.2.3 距离弯曲误差的校正

8.2.4 斜视聚束式合成孔径雷达极坐标数据的处理

8.3 距离徙动成像算法

8.3.1 距离徙动成像算法原理

8.3.2 Stolt插值

8.3.3 距离徙动成像算法的特殊问题

8.4 ChirpScaling成像算法

8.4.1 未经过Dechirp接收的信号模型

8.4.2 ChirpScaling算法概述

8.4.3 ChirpScaling算法计算过程

8.5 扩展Chirpscaling算法

8.5.1 子孔径处理方法

8.5.2 频谱分析方法实现方位向聚焦

8.5.3 扩展ChitpScaling算法原理及流程

8.6 频率Scaling算法

8.6.1 照射几何

8.6.2 距离-多普勒域的去调频合成孔径雷达信号

8.6.3 利用频率Scaling校正距离徙动

8.6.4 频率Scaling算法

8.6.5 方位Scaling时间展宽

8.6.6 方位向子孔径处理

8.7 两步处理算法

8.7.1 方位Deramp+Chirp Scaling算法：正侧视模型

8.7.2 方位Deramp+Chirp Scaling算法：斜视模型

参考文献

第9章 滑动聚束式合成孔径雷达

9.1 滑动聚束模式

9.2 滑动聚束式合成孔径雷达的方位分辨率和成像宽度

9.2.1 点目标被照射的时间

9.2.2 有效照射区域

9.2.3 方位分辨率

9.3 滑动聚束式合成孔径雷达的回波信号模型

9.3.1 滑动聚束式合成孔径雷达的回波信号

9.3.2 滑动聚束式合成孔径雷达的回波多普勒频率历程

9.4 滑动聚束式合成孔径雷达脉冲重复频率选择

9.5 滑动聚束式合成孔径雷达的波束指向控制

9.5.1 星载聚束式合成孔径雷达天线波束指向控制

9.5.2 滑动聚束式合成孔径雷达天线波束指向控制

9.6 滑动聚束式合成孔径雷达的成像算法

9.6.1 扩展Chirp-Scaling（ECS）算法

9.6.2 波数域算法

9.6.3 基带方位Scaling算法

参考文献

第10章 单相位中心多波束合成孔径雷达

10.1 单相位中心多波束技术

10.1.1 单相位中心多波束工作原理

10.1.2 单相位中心多波束方位向信号特征

10.2 单相位中心多波束合成孔径雷达方位信号处理

10.2.1 复信号插值理论

10.2.2 方位信号处理的频域分析

10.2.3 一种方位信号处理的实现方法

10.3 单相位中心多波束合成孔径雷达模糊分析

10.3.1 单相位中心多波束合成孔径雷达的不同工作方式

10.3.2 “宽发窄收”方式的方位模糊特性

10.3.3 “窄发窄收”方式的方位模糊特性

10.3.4 方位模糊的仿真计算

10.3.5 距离模糊分析

10.4 单相位中心多波束合成孔径雷达的仿真验证

10.5 单相位中心多波束合成孔径雷达系统模型

参考文献

第11章 多相位中心多波束合成孔径雷达

11.1 多相位中心多波束技术原理

11.1.1 多相位中心多波束工作原理

11.1.2 天线相位中心间距的选取和天线总长度

11.2 多相位中心多波束合成孔径雷达回波信号数学模型

11.3 多相位中心多波束合成孔径雷达误差分析

11.3.1 信号传播路径差引入的误差

11.3.2 各接收通道幅相不平衡和方位向采样不均匀引入的相位误差

11.4 多相位中心多波束合成孔径雷达方位向信号处理

11.4.1 方位向非均匀采样误差的补偿处理

11.4.2 信号传播路径引入误差的补偿处理

11.5 多相位中心多波束合成孔径雷达模糊分析

11.5.1 方位模糊分析

11.5.2 距离模糊分析

11.6 多相位中心多波束合成孔径雷达系统模型

参考文献

第12章 多发多收合成孔径雷达

12.1 多发多收合成孔径雷达的发展背景及研究现状

12.2 多发多收合成孔径雷达的原理

12.3 多发多收合成孔径雷达的回波分离方法

12.4 基于频域分集的多发多收合成孔径雷达

12.4.1 频域分集多发多收合成孔径雷达基本原理

12.4.2 频域分集多发多收合成孔径雷达的回波信号处理方法

12.5 多发多收合成孔径雷达的数字波束形成

参考文献

第13章 合成孔径雷达自聚焦算法

13.1 子孔径相关自聚焦算法

13.2 多孔径相关自聚焦算法

13.3 相位差值自聚焦算法

13.4 移频相关自聚焦算法

13.5 相位梯度自聚焦算法

13.6 图像对比度最优法

参考文献

第14章 超分辨率微波成像技术基础

14.1 经典傅里叶谱分析

14.1.1 经典谱估计

14.1.2 周期图

14.1.3 布莱克曼-杜基谱估计

14.2 合成孔径雷达超分辨率信息处理技术概念

14.3 合成孔径雷达超分辨率处理信号模型

14.3.1 二维频域模型

14.3.2 Dechirp处理模型

14.3.3 ω-k域模型

参考文献

第15章 超分辨率谱估计成像方法

15.1 最小方差谱估计方法及其改进

15.1.1 最小方差谱估计方法

15.1.2 降秩改进的最小方差谱估计方法

15.1.3 二维扩展

15.1.4 分块计算

15.1.5 实验与分析

15.2 幅度相位谱估计方法

15.2.1 前向幅度相位谱估计方法

15.2.2 前后向幅度相位谱估计方法

15.2.3 二维扩展

15.2.4 实验与分析

15.2.5 非参数谱估计方法小结

15.3 子空间正交分解方法

15.3.1 多重信号分类方法

15.3.2 Pisarenko方法

15.3.3 最小模方法

15.3.4 Prony方法

15.4 基于旋转不变技术的信号参数估计方法

15.4.1 酉ESPRIT信号参数估计方法

15.4.2 合成孔径雷达超分辨率二维酉ESPRIT成像方法

15.4.3 实验与分析

15.5 松弛类谱估计方法

15.5.1 RELAX万法

15.5.2 CLEAN方法

15.5.3 实验与分析

15.6 最大似然估计方法

15.6.1 频率角度域最大似然估计方法

15.6.2 图像域最大似然估计方法

15.7 自回归谱估计方法

15.8 小结

参考文献

第16章 超分辨率频谱带宽外推成像方法与自适应加权成像方法

16.1 超分辨率频谱带宽外推成像方法

16.1.1 自回归线性预测外推超分辨率成像方法

16.1.2 最小加权范数外推超分辨率成像方法

16.1.3 小结

16.2 超分辨率自适应加权成像方法

16.2.1 空间变迹法

16.2.2 自适应旁瓣抑制方法

16.2.3 空间变迹法与自适应旁瓣抑制方法比较

16.2.4 合成孔径雷达自适应加权超分辨率成像方法

参考文献

第17章 超分辨率正则化成像方法与反卷积方法

17.1 利用系统点扩展函数的反卷积方法

17.2 超分辨率正则化成像方法

17.2.1 正则化方法概要

17.2.2 合成孔径雷达超分辨率正则化方法

17.2.3 SAR超分辨率正则化成像方法处理步骤

17.3 图像超分辨率信息处理

17.3.1 超分辨率图像复原的数学解释

17.3.2 超分辨率图像复原的观测模型

参考文献

索引

《高分辨率微波成像》全面系统地论述了高分辨率微波成像和超分辨率信息处理技术。全书分为两部分共17章，其中高分辨率微波成像技术包括微波成像雷达基础，雷达分辨率理论、线性调频脉冲信号、频率步进信号和脉内调频脉冲串信号合成孔径雷达成像、聚束式合成孔径雷达及信息处理、单相位中心多波束合成孔径雷达、多相位中心多波束合成孔径雷达，多发多收高分辨率宽测绘带合成孔径雷达等内容，超分辨率信息处理技术研究了超分辨率处理的技术基础和微波成像超分辨处理技术，系统地分析了现代谱估计、超分辨率频谱带宽外推成像、自适应加权旁瓣抑、矩阵求逆和正则化方法等微波成像等超分辨率信息处理的新理论和新方法。
　　《高分辨率微波成像》内容新颖、系统性强、理论联系实际，具有很强的实际应用背景，基本反映了近年来高分辨率微波成像和超分辨率信息处理领域的新理论、新方法和新成果。《高分辨率微波成像》可供电子系统特别是微波遥感、微波成像雷达的研究人员和工程技术人员使用，亦可作为高等院校通信与信息系统、电子技术、计算机应用等相关专业的教师和研究生进行有关课题研究或课程教学时的参考书。