雷达成像技术

雷达技术的发展使其具有高的二维分辨率，能对场景和目标成像，因而成像已成为雷达的一种新的功能，极大地提高了获取目标信息的能力。它在各类雷达的许多方面得到越来越广泛的应用。本书共分9章，主要内容有：雷达高分辨的原理和实现的处理方法，一维距离像，合成孔径雷达，多模式SAR成像方法，逆合成孔径雷达，干涉技术在合成孔径雷达和逆合成孔径中的应用等。本书在内容的安排上更着重于理论联系实际，在将基本原理和算法介绍清楚的基础上，主要讨论实际实现中的各类工程技术问题，力求帮助雷达工程技术人员尽快地掌握这一新技术，并能用以解决实际工程问题。本书具有的设计性和实用性，将会指导从事雷达研究和制造的工程技术人员设计、制造出性能优异的雷达。本书对于从事雷达系统与相关技术教学的高等院校师生也是一本很有实践价值的教材或参考书，对于广大从事雷达装备使用与维护的雷达部队官兵和各行各业操作人员来说也是系统性学习雷达工程技术知识的参考书。

邢孟道，西安电子科技大学电子工程学院教授、博士生导师，前沿交叉研究院副院长，当选IEEE Fellow(2019) ，国家杰出青年科学基金获得者(2018)、国家首届优秀青年科学基金获得者(2012)、科技部创新人才推进计划中青年科技创新领军人才获得者、入选中共中央组织部"万人计划"(2019)、教育部新世纪优秀人才支持计划获得者、陕西省创新团队负责人，2018年获得陕西省科学技术一等奖，连续五年入选Elsevier电子和电气工程领域"中国高被引学者榜单"，其博士论文获得2004年全国百篇优秀博士论文提名奖，2002年7月破格评为副教授，2004年7月破格评为教授 ，主要研究方向为雷达成像技术、稀疏信号处理、激光合成孔径成像、微波光子合成孔径成像 。

第1章 概论 001
1.1 雷达成像及其发展概况 002
1.2 雷达成像的基本原理 006
1.2.1 逆合成孔径技术 006
1.2.2 合成孔径技术 009
1.3 本书的内容安排 011
参考文献 017
第2章 距离高分辨和一维距离像 019
2.1 宽带信号的逆滤波、匹配滤波和脉冲压缩 022
2.2 线性调频信号和解线频调处理 024
2.3 散射点模型与一维距离像 030
2.3.1 单个距离单元的回波特性 030
2.3.2 距离像随转角的变化 031
2.3.3 平均距离像 032
2.4 一维距离像回波的相干积累 034
2.5 高距离分辨雷达的检测和测高 038
2.5.1 宽频带雷达信号的检测 038
2.5.2 宽频带雷达信号的测高 043
参考文献 044
第3章 方位高分辨和合成阵列 045
3.1 合成阵列的特点 046
3.1.1 实际阵列天线 047
3.1.2 合成阵列的工作方式 048
3.1.3 合成阵列的远场和近场 050
3.1.4 合成阵列的近场处理 053
3.2 运动平台的合成孔径雷达的横向分辨率 057
3.2.1 运动平台合成孔径雷达的横向分辨原理和简单分析 057
3.2.2 运动平台合成孔径雷达回波的多普勒特性 060
3.2.3 运动平台合成孔径雷达回波的匹配滤波 065
3.3 用波数域分析合成孔径雷达的横向分辨率 066
3.3.1 波数域的基本概念 066
3.3.2 用波数域方法重建目标横向位置 070
3.3.3 用波数域方法重建二维目标的位置 073
3.3.4 聚束模式合成孔径雷达成像的波数域分析 078
参考文献 083
第4章 合成孔径雷达 084
4.1 条带式模式合成孔径雷达成像的基本原理 085
4.1.1 合成孔径雷达的系统响应函数 085
4.1.2 用时域相关法重建目标图像 087
4.1.3 距离-多普勒成像算法简介 089
4.2 合成孔径雷达在三维空间里的二维成像 092
4.2.1 三维空间数据录取、聚焦和成像的二维选择原则 093
4.2.2 合成孔径雷达的数据录取 094
4.2.3 聚焦和包络时延校正 095
4.2.4 成像平面 095
4.3 场景高程起伏引起的几何失真 097
4.4 合成孔径雷达的性能指标 098
4.4.1 合成孔径雷达的信噪比方程 099
4.4.2 地面后向散射系数?0 101
4.4.3 点散布函数 105
4.4.4 噪声 107
4.5 合成孔径雷达的电子反对抗 110
参考文献 112
第5章 合成孔径雷达成像算法 114
5.1 距离徙动 116
5.2 距离-多普勒（R-D）算法及其改进算法 122
5.2.1 原始的正侧视距离-多普勒算法 122
5.2.2 校正线性距离走动的距离-多普勒算法 125
5.2.3 频域校正距离走动和弯曲的距离-多普勒算法 129
5.2.4 时域校正距离走动并频域校正距离弯曲的距离-多普勒算法 136
5.3 线性调频变标（CS）算法 141
5.3.1 正侧视时的线性调频变标算法 141
5.3.2 大斜视情况下的非线性调频的变标算法 147
5.4 距离徙动算法（RMA） 154
5.5 极坐标格式算法（PFA） 157
5.6 后向投影（BP）算法 160
参考文献 163
第6章 多模式SAR成像方法 165
6.1 条带式模式SAR和广域ScanSAR成像 169
6.2 聚束模式SAR成像 169
6.2.1 聚束模式SAR回波信号分析 171
6.2.2 基于子孔径划分的聚束模式SAR算法 172
6.2.3 基于SPECAN的宽场景聚束模式SAR算法 177
6.3 大观测域TOPS-SAR和滑动聚束模式SAR成像 183
6.3.1 滑动聚束模式SAR信号模型 183
6.3.2 滑动聚束模式子孔径成像算法 185
6.3.3 滑动聚束模式全孔径成像算法 187
6.3.4 大观测域TOPS-SAR全孔径成像方法 191
6.4 斜视多模式SAR成像方法 195
6.4.1 斜视模式的信号模型与等效正侧视处理 196
6.4.2 走动校正引入的问题 198
6.4.3 大斜视SAR成像算法 199
6.4.4 基于方位重采样的斜视多模式处理 203
6.5 高分辨率宽测绘带SAR成像 207
6.5.1 相位中心配置（DPC）原理 208
6.5.2 方位解混叠方法 210
6.5.3 多通道解混叠性能影响因素及改善措施 214
6.5.4 宽测绘带与各种模式的结合 221
参考文献 221