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第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 成像雷达的分类 2

1.3 成像雷达的发展及现状 7

1.3.1 合成孔径雷达 8

1.3.2 逆合成孔径雷达 13

1.4 成像雷达的应用 16

第2章 雷达成像基本原理 22

2.1 引言 22

2.2 提高角度分辨率原理 23

2.3 一维距离像原理 24

2.3.1 一维距离像的特性分析 24

2.3.2 散射点距离移动 26

2.4 ISAR成像原理 28

2.4.1 ISAR成像的基本原理 28

2.4.2 ISAR运动补偿 30

2.4.3 ISAR成像算法 30

2.4.4 机动飞行目标ISAR信号处理 31

2.5 SAR成像原理 31

2.5.1 SAR成像基本几何模型 31

2.5.2 非聚焦合成孔径角分辨 32

2.5.3 聚焦合成孔径角分辨 33

2.5.4 SAR高角分辨率的多普勒分析 34

2.6 混合SAR-ISAR成像原理 36

第3章 SAR成像算法 38

3.1 距离—多普勒算法 38

3.1.1 成像算法概述 40

3.1.2 距离徙动和聚焦深度 44

3.1.3 距离压缩处理 45

3.1.4 时域距离徙动补偿 47

3.1.5 频率域方位处理与二次距离压缩 49

3.2 成像辅助处理 54

3.2.1 纹斑噪声与多视处理 54

3.2.2 杂波锁定与自动聚焦 58

3.2.3 时频分析方法估计多普勒参数 60

3.2.4 解多普勒中心频率方位模糊 64

3.3 其他成像的处理算法 66

3.3.1 极坐标处理算法 66

3.3.2 波方程算法 71

3.3.3 Chirp Scaling成像算法 74

第4章 星载SAR系统总体设计 79

4.1 轨道选择 79

4.1.1 基本考虑 79

4.1.2 重复轨道 79

4.1.3 漂移轨道 80

4.2 脉冲响应（IRF）特性 80

4.2.1 脉冲响应函数 80

4.2.2 峰值旁瓣比（PSLR） 82

4.2.3 虚假旁瓣比（SSLR） 83

4.2.4 积分旁瓣比（ISLR） 83

4.3 距离分辨与信号带宽 83

4.4 方位分辨与天线 84

4.5 模糊特性 85

4.5.1 方位模糊比 85

4.5.2 距离模糊比 86

4.6 测绘带与脉冲重复频率 88

4.7 数据格式和数据率 91

4.7.1 数据格式 91

4.7.2 数据率计算 93

4.8 辐射分辨率 93

4.9 辐射稳定性和动态范围 94

4.10 天线波束综合 94

4.11 SAR雷达方程 95

4.11.1 点目标雷达方程 95

4.11.2 分布目标雷达方程 96

第5章 星载SAR系统 98

5.1 雷达系统 98

5.1.1 定时与控制子系统 99

5.1.2 射频子系统 101

5.1.3 高功放子系统 103

5.1.4 天线子系统 104

5.1.5 数据子系统 106

5.1.6 电源子系统 108

5.2 数据下传与数据压缩 108

5.2.1 卫星平台与数据下传 109

5.2.2 数据压缩与分块浮点量化 110

5.3 星载SAR地面系统 113

5.3.1 地面接收站 113

5.3.2 信号处理考虑 115

5.3.3 数据备档及管理 121

5.4 星载SAR 地面仿真系统 123

5.4.1 仿真目的与仿真系统构成 123

5.4.2 仿真系统工作原理 124

5.4.3 星载SAR目标仿真模型 133

5.4.4 信号仿真与处理 135

第6章 干涉SAR成像原理与算法 146

6.1 InSAR基本原理 146

6.1.1 InSAR测量原理 146

6.1.2 InSAR测量中的平地效应 148

6.1.3 影响InSAR相干性的各种因素 148

6.2 干涉图的仿真 149

6.3 InSAR干涉图的处理 153

6.3.1 干涉图像的配准 156

6.3.2 干涉平地效应的去除 160

6.3.3 干涉图的滤波 161

6.4 干涉图的二维相位解缠 166

6.4.1 一维相位解缠基本原理 166

6.4.2 二维相位解缠基本原理 167

6.4.3 基于匈牙利算法的二维相位解缠 170

6.4.4 最小二乘相位解缠法 172

6.4.5 相位解缠结果的验证 176

第7章 ISAR信号处理 181

7.1 引言 181

7.2 ISAR目标回波信号形式 182

7.2.1 阶跃跳频的情形 184

7.2.2 用于距离压缩的信号波形 185

7.2.3 Chirp信号的STRETCH处理 185

7.2.4 ISAR图像散焦的原因 186

7.3 互相关运动的补偿方法 187

7.3.1 互相关运动补偿距离和相位对准原理 188

7.3.2 互相关快速运动的补偿方法 189

7.3.3 两种相位对准方法的比较 191

7.3.4 成像结果 192

7.3.5 各种不理想因素对运动补偿精度的影响 193

7.4 运动补偿的精度要求及补偿误差的影响 195

7.4.1 运动补偿误差及其影响 195

7.4.2 互相关快速运动补偿方法的误差特性 197

7.4.3 方位向抽选及其对补偿误差的影响 199

7.5 积累互相关运动的补偿方法 200

7.5.1 积累互相关运动补偿原理 201

7.5.2 积累互相关运动补偿方法的误差特性 204

7.5.3 最佳积累脉冲数的确定 207

7.6 限幅互相关运动的补偿方法 208

7.6.1 限幅互相关运动的补偿原理 208

7.6.2 自适应限幅门限的选取 210

7.6.3 动态范围压缩的积累互相关运动补偿算法 211

7.7 优化运动补偿的方法 212

7.8 ISAR成像算法 213

7.8.1 FFT重建算法 213

7.8.2 旋转距离走动 214

7.8.3 极坐标格式重建算法 215

7.8.4 超分辨成像处理算法 217

第8章 机动目标ISAR成像算法 224

8.1 基于距离—多普勒方法的实测数据ISAR成像及分析 225

8.2 机动目标ISAR成像原理与方法 227

8.3 基于信号分解的机动目标ISAR成像方法 230

8.3.1 信号分解原理 231

8.3.2 自适应Chirplet分解的优化方法 231

8.3.3 基于自适应Chirplet分解的ISAR成像方法 233

8.3.4 修正自适应Chirplet分解法及其应用 236

8.3.5 修正自适应Chirplet分解的快速算法 240

8.3.6 基于修正自适应Chirplet分解的机动目标ISAR成像 244

8.4 基于时频分布的机动目标ISAR成像方法 246

8.4.1 线性时频分布 246

8.4.2 双线性时频分布 247

8.4.3 基于重排时频分布的机动目标ISAR成像 249

8.5 机动目标ISAR成像的超分辨方法 251

8.5.1 基于RELAX技术的超分辨方法 251

8.5.2 基于APES技术的超分辨方法 252

8.5.3 实测数据超分辨ISAR成像结果 254

8.6 舰船目标ISAR成像算法 255

8.6.1 舰船运动及回波模型 255

8.6.2 目标三维转动分析 258

8.6.3 基于图像处理的舰船目标运动估计 265

8.6.4 外场实测数据舰船目标成像结果 273

第9章 ISAR系统设计及补偿 275

9.1 引言 275

9.2 ISAR系统 276

9.2.1 实验ISAR的技术指标 277

9.2.2 实验ISAR宽带系统 279

9.3 实验ISAR模拟信号源 280

9.3.1 概述 280

9.3.2 模拟信号源的技术难点 281

9.3.3 模拟信号源的系统构成 282

9.4 二次距离压缩 283

9.5 ISAR作用距离 287

9.6 ISAR系统补偿 289

9.6.1 驻定相位原理 290

9.6.2 成对回波理论 293

9.6.3 失真的分类及其影响 296

9.6.4 I/Q正交不一致性与其他失真的分离 305

9.6.5 宽带系统失真的相互分离 308

9.6.6 系统失真的补偿方法 313

9.6.7 各种系统失真的测试与补偿结果 316

参考文献 323

名词索引 339