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第1章 绪论 1

1.1 多天线SAR的基本概念 1

1.1.1 分布式多天线SAR简介 1

1.1.2 单站式多天线SAR简介 2

1.2 多天线SAR的研究现状与发展趋势 3

1.2.1 分布式多天线SAR成像的研究现状 3

1.2.2 单站式多天线SAR成像的研究现状 7

1.2.3 多天线SAR的关键技术问题 9

1.3 本书内容概要 9

参考文献 11

第2章 多天线SAR成像基础 16

2.1 卷积与相关 16

2.1.1 卷积 16

2.1.2 相关 19

2.1.3 卷积与相关的比较 20

2.2 采样与插值 21

2.2.1 采样 21

2.2.2 插值 22

2.2.3 混叠 24

2.3 线性调频与匹配滤波 25

2.3.1 驻定相位原理 25

2.3.2 线性调频脉冲波形 26

2.3.3 匹配滤波器 27

2.3.4 脉冲压缩 30

2.4 雷达模糊函数 31

2.4.1 模糊函数定义 31

2.4.2 模糊函数的基本性质 33

2.5 SAR的成像原理 33

2.6 SAR成像的主要技术指标 35

2.6.1 空间分辨力 35

2.6.2 测绘带宽 36

2.6.3 系统灵敏度 36

2.6.4 模糊比 37

2.7 SAR点目标回波模型 40

2.8 SAR基本成像处理算法简介 42

2.8.1 CS成像算法推导 43

2.8.2 CS成像算法仿真 47

2.9 小结 49

参考文献 49

第3章 方位向多天线SAR成像 52

3.1 分辨力与测绘带之间的制约关系 53

3.1.1 最小天线面积限制 53

3.1.2 宽测绘带与高方位向分辨力矛盾 54

3.2 单相位中心多天线SAR成像 55

3.2.1 基本成像原理 56

3.2.2 基本信号模型与预处理算法 57

3.3 多相位中心多天线SAR成像 60

3.3.1 基本成像原理 61

3.3.2 方位向非均匀采样问题 62

3.3.3 方位向非均匀采样信号的重构处理 66

3.4 方位向多天线SAR的模糊比分析 70

3.4.1 单相位中心多天线SAR的模糊比分析 70

3.4.2 多相位中心多天线SAR的模糊比分析 72

3.5 方位向多天线SAR的系统灵敏度分析 73

3.6 方位向多天线SAR运动目标成像 74

3.6.1 信号模型 75

3.6.2 基于简化分数阶傅里叶变换的运动目标检测算法 80

3.6.3 仿真结果 84

3.6.4 几点讨论 85

3.7 小结 88

参考文献 88

第4章 距离向多天线SAR成像 92

4.1 常规距离向多天线SAR的成像原理 93

4.1.1 基本成像原理 93

4.1.2 回波信号模型 94

4.2 MIMO SAR正交波形分析与设计 97

4.2.1 正交多相码波形 98

4.2.2 具有大时间—带宽积的频分LFM波形 100

4.2.3 正交频分复用波形 108

4.3 基于距离向多天线和OFDM的宽测绘带成像方法 113

4.3.1 基本原理 114

4.3.2 匹配滤波与多波束形成处理 116

4.3.3 数值仿真结果 119

4.4 距离向多天线SAR系统性能分析 123

4.4.1 系统灵敏度分析 123

4.4.2 模糊比分析 123

4.4.3 仿真结果分析 125

4.5 小结 126

参考文献 126

第5章 方位向和距离向联合多天线SAR成像 130

5.1 空时编码MIMO-OFDM SAR高分辨成像方法 130

5.1.1 基本原理 131

5.1.2 方位向空时编码方法 132

5.1.3 距离向“多发多收”方法 134

5.1.4 距离向波束形成方法 135

5.1.5 方位向信号处理方法 139

5.1.6 数值仿真结果 143

5.2 基于MIMO-OFDM SAR的动目标检测与成像 147

5.2.1 回波信号模型 148

5.2.2 运动目标检测与定位 150

5.2.3 天线配置模式讨论 153

5.3 小结 155

参考文献 155

第6章 多天线SAR时间和相位同步方法 159

6.1 相位噪声的时域建模与仿真 160

6.1.1 相位噪声的基本特性 161

6.1.2 现有的相位噪声模型 166

6.1.3 时域相位噪声模拟模型 168

6.1.4 数值仿真结果 170

6.2 相位和时间同步误差对成像的影响分析 172

6.2.1 相位同步误差对成像的影响分析 172

6.2.2 时间同步误差对成像的影响分析 175

6.3 基于直达波信号的时间和相位同步方法 178

6.3.1 时间同步方法 179

6.3.2 相位同步方法 183

6.3.3 同步精度估计与分析 187

6.3.4 成像仿真结果 189

6.4 基于GPS和自聚焦算法的时间和相位同步方法 190

6.4.1 基于GPS信号的时间和相位同步方法 191

6.4.2 GPS PPS信号的预测与平滑处理 196

6.4.3 残余时间同步误差补偿 200

6.4.4 残余相位同步误差补偿 203

6.4.5 同步性能仿真分析 206

6.5 基于同步通信链路的时间和相位同步方法 207

6.5.1 基于双向通信链路的同步方法 207

6.5.2 双向通信链路的同步精度分析 208

6.5.3 基于单向通信链路的同步方法 210

6.5.4 单向通信链路的同步精度分析 214

6.6 小结 216

参考文献 217

第7章 多天线SAR空间同步方法 221

7.1 空间同步误差及其对SAR成像的影响 222

7.1.1 分布式多天线SAR的空间同步问题及其要求 222

7.1.2 空间同步问题对双站SAR成像的影响 223

7.1.3 空间同步问题对分布式InSAR成像的影响 227

7.2 脉冲追赶式空间同步方法 229

7.3 基于波束指向控制的空间同步方法 231

7.3.1 基于双向滑动聚束模式的空间同步方法 232

7.3.2 基于反向滑动聚束模式的空间同步方法 233

7.3.3 基于宽波束模式的空间同步方法 234

7.4 基于多波束接收的空间同步方法 235

7.5 多天线SAR天线姿态测量方法 239

7.6 小结 243

参考文献 244

第8章 多天线SAR成像处理 248

8.1 几何模式与信号模型 249

8.1.1 “空不变”与“空变”工作模式 249

8.1.2 系统参数分析与设计 252

8.2 系统成像性能分析 255

8.2.1 距离向分辨力 255

8.2.2 方位向分辨力 256

8.2.3 仿真结果 258

8.3 方位向空变特性分析 261

8.3.1 方位向多普勒特性 261

8.3.2 点目标回波信号的二维频谱特性 263

8.3.3 数值仿真结果 268

8.4 “空变”模式下的运动误差补偿 269

8.4.1 基于地面转发器的硬件补偿方法 269

8.4.2 基于信号处理的软件补偿方法 276

8.5 基于等效合速度的改进NCS成像算法 283

8.5.1 引言 283

8.5.2 信号模型与处理算法 284

8.5.3 仿真结果 288

8.6 小结 290

参考文献 291

第9章 多天线MIMO SAR三维成像 296

9.1 MIMO SAR三维成像的一般信号模型 297

9.2 下视MIMO-OFDM SAR三维成像方法 299

9.2.1 引言 299

9.2.2 下视MIMO-OFDM SAR的基本原理 301

9.2.3 回波信号模型 303

9.2.4 三维成像处理 304

9.2.5 三维成像性能分析与仿真 307

9.3 侧视MIMO-OFDM SAR三维成像方法 310

9.3.1 引言 310

9.3.2 侧视MIMO-OFDM SAR三维成像的基本原理 313

9.3.3 信号模型与信号处理 313

9.3.4 系统性能与成像指标分析 315

9.4 讨论与补充 316

9.5 小结 318

参考文献 318

缩略词表 321