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第1章 概述 1

1.1 超宽带地表穿透成像雷达发展现状 1

1.1.1 研究背景及意义 1

1.1.2 工作模式 3

1.1.3 典型系统 4

1.2 超宽带地表穿透成像雷达信息处理关键技术 15

1.2.1 信息处理流程简介 15

1.2.2 成像算法研究现状 17

1.2.3 成像误差校正和图像增强技术研究现状 18

1.2.4 浅埋目标检测与鉴别技术研究现状 20

参考文献 23

第2章 超宽带合成孔径成像技术 29

2.1 合成孔径成像算法概述 29

2.2 后向投影算法及其快速实现 31

2.2.1 传统后向投影算法及其运动补偿 31

2.2.2 索引快速后向投影算法 34

2.2.3 基于因式分解的快速后向投影算法 39

2.3 基于快速后向投影算法的运动补偿方法 52

2.3.1 非均匀孔径下的多级多分辨因式分解快速后向投影 52

2.3.2 二维误差下的运动补偿 54

2.3.3 任意曲线孔径的因式分解快速后向投影算法 56

2.4 圆迹合成孔径三维成像算法 61

2.4.1 圆迹合成孔径成像模型 61

2.4.2 时域圆迹孔径成像算法 62

2.4.3 波数域圆迹孔径成像算法 64

2.4.4 仿真结果 67

2.5 本章小结 68

参考文献 69

第3章 超宽带虚拟孔径成像技术 72

3.1 虚拟孔径天线配置技术 72

3.1.1 恒速双站合成孔径雷达模型的距离特性分析 73

3.1.2 车载前视地表穿透虚拟孔径雷达的回波特性分析 79

3.1.3 车载前视地表穿透虚拟孔径雷达的图像特性分析 81

3.1.4 车载前视地表穿透虚拟孔径雷达的等效单站合成孔径雷达模型 85

3.2 虚拟孔径后向投影算法及其快速实现 86

3.2.1 虚拟孔径后向投影算法原理 87

3.2.2 虚拟孔径快速后向投影算法原理 88

3.2.3 虚拟孔径快速后向投影算法的性能评估 97

3.3 平面孔径三维成像算法 103

3.3.1 平面孔径三维成像算法原理 104

3.3.2 基于平面孔径的原始三维后向投影算法 105

3.3.3 平面孔径三维因式分解快速后向投影算法 106

3.4 三维图像超分辨技术 109

3.4.1 三维欠秩稳健卡彭滤波器组原理 110

3.4.2 三维欠秩稳健卡彭滤波器组与级联欠秩稳健卡彭滤波器组算法对比分析 113

3.4.3 三维欠秩稳健卡彭滤波器组与三维自适应旁瓣抑制技术、三维正弦幅度相位估计算法对比分析 117

3.5 本章小结 119

参考文献 120

第4章 浅埋目标成像算法及干扰抑制技术 124

4.1 浅埋目标回波畸变及其对成像的影响 124

4.1.1 折射和色散引起的浅埋目标回波畸变定量分析 124

4.1.2 折射和色散对浅埋目标聚焦和定位的影响 128

4.2 土壤折射和色散影响校正方法 131

4.2.1 回波域校正方法 131

4.2.2 图像域校正方法 133

4.3 射频干扰抑制技术 138

4.3.1 射频干扰抑制方法概述 139

4.3.2 射频干扰信号二维频域支撑区特性 140

4.3.3 自适应射频干扰抑制滤波器设计 141

4.4 基于多视处理的相干斑噪声抑制技术 144

4.4.1 不同俯视角成像平面的畸变关系分析 144

4.4.2 浅埋目标不同俯视角多视图像的配准方法 145

4.4.3 相干斑噪声抑制处理结果 147

4.5 虚拟孔径多通道校正技术 148

4.5.1 多通道系统的误差分析 148

4.5.2 基于定标物的通道误差校正方法 150

4.6 本章小结 152

参考文献 152

第5章 地雷目标电磁建模和特征提取技术 154

5.1 半空间目标电磁建模方法概述 154

5.1.1 电磁散射计算方法 154

5.2.2 埋地目标电磁散射计算方法研究现状 156

5.2 基于矩量法的地雷目标电磁建模 157

5.2.1 矩量法基本原理 157

5.2.2 金属地雷积分方程的建立 158

5.2.3 离散化和取样检验过程 162

5.2.4 Sommerfeld积分的计算 168

5.2.5 阻抗矩阵中奇异性积分的计算 171

5.2.6 电磁建模结果分析 174

5.3 基于物理光学法的地雷目标电磁建模 178

5.3.1 基于物理光学法的浅埋金属地雷一维回波解析表达式 178

5.3.2 浅埋金属地雷二维电磁特征分析 180

5.3.3 理论建模结果与实测结果对比 181

5.4 金属地雷双峰特征增强算法 183

5.4.1 金属地雷双峰结构对方位聚焦的影响 183

5.4.2 基于后滤波器的双峰特征增强算法 184

5.4.3 实测数据处理结果 185

5.5 地雷目标多维散射特征提取方法 188

5.5.1 四维散射函数估计 188

5.5.2 特征选择 189

5.5.3 地雷和杂波特征提取结果对比 190

5.6 本章小结 193

参考文献 194

第6章 浅埋目标检测／鉴别方法 198

6.1 基于恒虚警率检测的预筛选 199

6.1.1 恒虚警率检测的基本原理 199

6.1.2 杂波统计特性建模与识别 201

6.1.3 感兴趣区域获取 204

6.1.4 感兴趣区域的特征提取 206

6.2 基于分割的恒虚警率检测器改进 210

6.2.1 图像预处理 211

6.2.2 基于分割的检测算法 213

6.2.3 快速算法 216

6.2.4 实测数据处理结果 218

6.3 浅埋目标鉴别器设计 220

6.3.1 一类分类器适应性分析 220

6.3.2 模糊超球面支持向量机原理 221

6.3.3 适合地雷鉴别的高斯核模糊超球面支持向量机超参数优化 229

6.3.4 适合未爆物鉴别的隐马尔可夫模型核模糊超球面支持向量机设计 234

6.4 本章小结 238

参考文献 238

附录1 式（3.29）的证明 241

附录2 式（3.32）的证明 242

附录3 场源点同层时格林函数表达式 244

附录4 场源点异层时格林函数表达式 245

附录5 式（6.95）的推导 246