激光相干探测应用理论方法

本书围绕目标高性能探测领域激光相干探测的新兴应用问题，介绍了相关理论与方法。全书共5章，包括激光相干探测基础、大气扰动的激光相干探测、距离速度的啁啾调幅激光相干探测、微多普勒效应的激光相干探测以及面向合成孔径的激光相干探测。本书可供从事激光探测、光电信息获取、目标探测与识别、激光技术等领域的科学研究和工程技术人员参考，也可以作为光学工程、电子信息工程等专业教师、研究生和高年级本科生的参考用书。

序
前言
第1章 激光相干探测理论基础 1
1.1 激光探测概述 1
1.2 激光相干探测原理 2
1.2.1 光电探测器平方律特性 2
1.2.2 激光相干探测信号表征 3
1.3 激光相干探测的信噪比 4
1.3.1 光电探测器的噪声 4
1.3.2 相干探测的信噪比 6
1.4 激光相干探测相干效率 8
1.4.1 信号光场与本振光场 8
1.4.2 相干效率分析 9
1.5 激光相干探测基本特性 10
1.6 激光相干探测典型应用概述 11
1.6.1 大气扰动激光探测 12
1.6.2 激光测距测速 14
1.6.3 微多普勒效应激光探测 16
1.6.4 合成孔径激光高分辨率成像 20
参考文献 22
第2章 大气扰动的激光相干探测 25
2.1 基本原理 25
2.1.1 激光探测大气雷达方程 25
2.1.2 大气 CO2激光相干探测基本原理 27
2.1.3 风场扰动激光相干探测基本原理 33
2.2 大气扰动激光相干探测实验系统 36
2.2.1 探测系统总体结构 37
2.2.2 探测系统参数设计 40
2.2.3 探测回波脉冲数据处理 50
2.3激光相干探测大气扰动实验 54
2.3.1 大气 CO2探测实验 54
2.3.2 大气风场探测实验 60参考文献 65
第3章 距离速度的啁啾调幅激光相干探测 67
3.1 基本原理 67
3.1.1 啁啾调幅测距原理 68
3.1.2 啁啾调幅测速原理 69
3.2 啁啾信号特性及去啁啾处理 70
3.2.1 啁啾信号及其模糊函数 70
3.2.2 匹配滤波脉冲压缩处理 72
3.2.3 啁啾信号频域脉冲压缩 73
3.2.4 距离与速度耦合现象 75
3.3 平衡相干探测 76
3.4 距离速度的啁啾调幅激光相干探测实验 77
3.4.1 距离的啁啾调幅激光外差相干探测实验 77
3.4.2 距离速度的啁啾调幅激光零差相干探测实验 83
参考文献 88
第4章 微多普勒效应的激光相干探测 90
4.1 激光探测微多普勒效应基本原理 90
4.1.1 多普勒与微多普勒效应 90
4.1.2 目标振动探测回波光电流信号建模 91
4.1.3 目标多散射点回波光电流信号建模 95
4.1.4 激光微多普勒信号特性影响因素分析 98
4.2 激光相干探测目标微多普勒采集实验系统 104
4.3 基于时频分析的目标微动特征提取 105
4.3.1 目标微多普勒信号的时频分析方法 106
4.3.2 基于曲线跟踪的多分量信号时频特征分解 109
4.3.3 基于经验模态分解的微动时频特征分离提取 112
4.4 基于信号模型的微动参数估计 115
4.4.1 基于静态参数粒子滤波模型的微动参数估计 115
4.4.2 基于优选似然的微动参数估计 119
参考文献 133
第5章 面向合成孔径的激光相干探测 135
5.1 合成孔径激光雷达基本原理 135
5.1.1 激光雷达的合成孔径直观概念 135
5.1.2 激光合成孔径雷达回波信号模型 137
5.1.3 啁啾信号相干混频基本原理 139
5.2 合成孔径激光雷达成像算法 141
5.2.1 距离-多普勒成像算法 141
5.2.2 相位梯度自聚焦成像算法 148
5.3 面向合成孔径的激光相干探测实验 151
5.3.1 实验系统结构 152
5.3.2 数据处理流程 156
5.3.3 实验结果分析 157
参考文献 171
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