地面目标宽带雷达信号仿真与智能感知技术

本书系统阐述了典型地面场景(如耕地、草地、路面、沙地、机场及海岛等)与其上复杂目标的复合场景从几何建模、电磁建模、模型校验、信号仿真到目标探测识别的完整仿真实现过程，主要内容包括：典型单一与复合型地面场景几何建模、典型地面与目标复合场景电磁散射建模的新理论和方法、电磁散射模型校验与评估方法、宽带雷达信号仿真技术、单脉冲雷达目标追踪应用、复合场景的合成孔径雷达图像仿真技术、基于人工智能的目标分类识别技术。本书力求将地面目标雷达散射建模、电磁成像仿真及目标识别中的新模型和算法介绍给读者，使读者能够理解地面场景与目标雷达电磁散射的基本理论与模型，掌握信号仿真、雷达成像与目标识别的新近技术，最终灵活解决实际工程问题。
本书的主要读者对象为从事电磁特性研究、雷达信号仿真、目标探测与识别及电磁成像算法研究与图像理解的相关科研工作人员，也可作为高等学校相关专业研究生的教学参考用书。

第1章 典型地面场景几何建模方法
1.1 随机粗糙面特性描述
1.1.1 高度概率分布
1.1.2 粗糙面相关性描述
1.2 单一尺度地面的几何建模
1.2.1 沥青粗糙面
1.2.2 水泥粗糙面
1.2.3 裸土粗糙面
1.3 双尺度地面的几何建模——沙地
1.3.1 常见沙地地面近似模型
1.3.2 基于物理机理的沙波纹几何建模
1.4 草地地面的几何建模
1.5 基于地形及影像数据融合的真实地面场景建模
1.5.1 数字高程模型及高程数据处理
1.5.2 基于遥感影像数据的地物分类
本章小结
参考文献
第2章 地面环境与目标复合场景电磁散射模型
2.1 微扰近似法
2.2 积分方程方法
2.3 小斜率近似方法
2.3.1 锥形波
2.3.2 小斜率近似方法
2.3.3 小斜率近似方法算例及检验
2.4 植被电磁散射的矢量辐射传输理论
2.4.1 矢量辐射传输方程
2.4.2 矢量辐射传输方程的迭代解
2.4.3 农作物电磁散射算例
2.5 植被电磁散射的蒙特卡罗方法
2.5.1 电磁散射模型
2.5.2 蒙特卡罗模拟及数值结果
2.6 植被电磁散射的CUDA加速算法
2.6.1 矢量辐射传输理论CUDA并行方法
2.6.2 蒙特卡罗四路径方法的CUDA并行方法
2.7 复杂目标电磁散射的GO-PO混合模型
2.7.1 具体实现步骤
2.7.2 GO-PO混合模型的加速
2.7.3 复杂目标散射算例
2.8 目标与粗糙地面复合电磁散射
2.8.1 导体粗糙面与目标
2.8.2 介质粗糙面与目标
本章小结
参考文献
第3章 地面环境电磁散射模型可信度评估
3.1 地面样本实验数据处理及分析
3.1.1 沥青地面样本数据处理
3.1.2 沙地地面样本数据处理
3.1.3 水泥地面样本数据处理
3.2 ISAR高分辨图像下的实测与仿真数据对比
3.2.1 第一组数据：入射角70°(擦地角), 4～8 GHz频段
3.2.2 第二组数据：入射角50°(擦地角), 4～8 GHz频段
3.2.3 第三组数据：入射角50°(擦地角), 8～12 GHz频段
3.2.4 第四组数据：入射角50°(擦地角), 12～16 GHz频段
3.2.5 第五组数据：入射角50°(擦地角), 4～12 GHz频段
3.2.6 第六组数据：入射角50°(擦地角), 10～18 GHz频段
3.3 子系统权重因子计算
3.4 电磁散射模型可信度评估
本章小结
参考文献
第4章 地面目标复合场景宽带雷达信号及成像仿真
4.1 地面目标复合场景电磁散射模型优化
4.1.1 GO/PO射线追踪加速技术
4.1.2 粗糙面电磁散射模型的谱分解技术
4.2 基于频谱分析的宽带信号回波仿真技术
4.3 地面目标复合场景SAR图像仿真
4.3.1 地面场景的条带SAR距离多普勒(RD)算法
4.3.2 多次散射效应对复合场景电磁散射及成像影响
4.3.3 不同地物背景下地面目标复合场景SAR图像仿真
4.3.4 目标材质属性对复合场景SAR图像仿真结果影响
本章小结
参考文献
第5章 复合场景雷达目标识别与智能感知技术
5.1 深度学习基础理论
5.1.1 深度神经网络
5.1.2 卷积神经网络
5.2 CNN改进型网络及其在目标识别中的应用
5.2.1 RCNN
5.2.2 SPPNet
5.2.3 Fast RCNN
5.2.4 Faster RCNN
5.2.5 MSTAR SAR公开数据集上的Faster RCNN分类检测
5.2.6 影响目标识别精度因素分析
5.2.7 基于仿真图像训练数据的真实目标识别
5.3 基于SAR图像的目标隐身设计
5.3.1 平台目标隐身变形设计
5.3.2 基于轮廓提取技术的隐身图像相关度分析
5.4 单脉冲雷达目标追踪技术
5.4.1 单脉冲雷达测角原理
5.4.2 地面目标单脉冲雷达测角算例
本章小结
参考文献