图书介绍

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穿墙雷达成像
  • (美)MOENESSG.AMIN主编 著
  • 出版社: 北京:电子工业出版社
  • ISBN:9787121217906
  • 出版时间:2014
  • 标注页数:349页
  • 文件大小:110MB
  • 文件页数:358页
  • 主题词:雷达成像

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图书目录

第1章 墙体衰减与色散1

1.1引言1

1.2材质的介电性3

1.2.1材料的色散6

1.2.2典型墙体的电特性7

1.3穿墙中衰减和色散的测量技术7

1.3.1时域技术7

1.3.2频域技术8

1.4结构特性与时间选通10

1.4.1单次穿透技术10

1.4.2多次穿透技术11

1.5从材料参数至穿墙传播模型12

1.6近期研究和发展14

1.6.1墙体模型15

1.6.2穿墙传播的仿真15

1.6.3穿墙传播的测量16

1.7现有的系统、应用和研究方向16

1.8小结17

参考文献17

第2章 穿墙成像雷达天线单元,阵列和系统22

2.1引言22

2.2 TWRI系统设计注意事项22

2.2.1墙体参数、传播模型和损耗22

2.2.2链路预算和系统功率考虑26

2.3阵列拓扑、带宽和超宽带天线28

2.3.1 TWRI阵列拓扑结构28

2.3.2宽带微带型天线单元31

2.3.3超宽带天线35

2.4 TWRI天线阵列开发实例40

2.4.1应用于便携式TWRI系统的印制宽带阵列的开发40

2.4.2用于TWRI系统的维瓦尔第阵列的开发44

2.4.3 TWRI系统中维瓦尔第子阵列的实现46

致谢49

参考文献49

第3章 用于穿墙雷达成像的波束形成技术54

3.1引言54

3.2点扩展函数55

3.2.1分辨率58

3.2.2旁瓣58

3.2.3栅瓣59

3.3墙体对波束形成的影响61

3.3.1均匀墙体61

3.3.2非均匀墙体65

3.4波束形成阵列的实现68

3.4.1阵元功能68

3.4.2波束形成方式68

3.4.3阵列配置69

3.5波束形成算法70

3.5.1后向投影70

3.5.2直接频域成像算法71

3.5.3ω-k算法71

3.5.4 Capon波束形成器72

3.5.5计算效率对比75

参考文献76

第4章 基于密布和分布孔径的墙后目标成像与定位78

4.1引言78

4.2雷达成像79

4.2.1相参雷达成像79

4.2.2同时发射正交波形80

4.2.3考虑墙体81

4.2.4非相参雷达成像81

4.2.5步进频方法82

4.3实际成像系统的性能限制82

4.3.1系统设计对成像系统性能的影响82

4.3.2用于目标定位的成像方法85

4.3.3分布式孔径系统87

4.4目标距离估计与定位88

4.4.1基于DOA和距离信息的目标定位88

4.4.2三边测量目标定位89

4.4.3距离估计90

4.5用于运动目标定位的时频分析92

4.5.1时频表示92

4.5.2基于STFT相位信息的距离估计93

4.5.3基于双线性时频分布相位信息的距离估计93

4.5.4基于多普勒特征的距离估计94

4.5.5例子94

4.6利用双频合成孔径雷达定位无生命的运动目标97

4.7小结97

参考文献97

第5章 应用于穿墙探测与成像的传统及新兴波形100

5.1引言100

5.2传统雷达波形100

5.2.1窄脉冲波形100

5.2.2调频波形101

5.2.3 M序列相位编码波形102

5.2.4噪声波形103

5.2.5超宽带波形104

5.2.6传统波形结果104

5.3探测环境对电磁波传播的影响107

5.3.1对场景分辨率、天线尺寸与工作频率的分析108

5.4穿墙雷达波形设计109

5.4.1匹配照射波形109

5.4.2混沌波形113

5.4.3正交频分多址(OFDM)波形114

5.5小结116

参考文献116

第6章 穿墙成像的逆散射方法119

6.1引言119

6.2墙体的类型及介电和散射特性119

6.2.1均匀墙体120

6.2.2非均匀墙体120

6.2.3均匀墙体参数估计122

6.3自由空间传播模型下的穿墙成像122

6.3.1墙体对雷达回波和目标成像的影响122

6.3.2实际建筑物场景中的成像退化125

6.4 TWRI逆散射方法127

6.4.1逆散射的数学表达127

6.4.2线性化Born模型128

6.4.3作为线性逆散射问题的TWRI129

6.5雷达重聚焦增强的穿墙成像133

6.5.1墙体补偿的雷达回波和目标图像增强133

6.5.2灵敏度分析134

6.6运动目标检测和定位136

参考文献138

第7章 穿墙建筑物微波层析技术140

7.1引言140

7.1.1章节安排141

7.2几何光学:起始期、生命期和结束期141

7.2.1射线起始期:发射天线特性142

7.2.2射线生命期:传播与“繁衍”144

7.2.3射线衰亡期:接收天线特性145

7.3射线的衍射146

7.3.1紧凑障碍物衍射146

7.3.2边界衍射147

7.3.3什么时候衍射变得重要148

7.3.4半阴影普遍性以及波前复原149

7.4射线与理想墙体的相互作用151

7.5布拉格散射和墙体波导共振154

7.5.1 Bloch定理:周期结构散射的普遍特点154

7.5.2布拉格衍射和射线理论156

7.5.3波导模式以及长时间拖尾157

7.5.4分层墙体中的钢筋:精确解158

7.6数值实现的一些思考161

7.7数值结果162

7.7.1深度限制:一些敏感性试验165

7.7.2实际建筑物数据的例子167

7.8多径效应限制与衍射层析169

7.9小结169

致谢170

参考文献170

第8章 用于穿墙雪达成像的解析射线追踪方法172

8.1引言172

8.2用于建筑物的射线方法173

8.2.1简介173

8.2.2 UTD概述173

8.2.3透射场和反射场174

8.2.4绕射场174

8.2.5高阶项177

8.3墙体建模178

8.3.1常见的多层钢筋墙体178

8.3.2周期介质墙185

8.3.3周期介电墙的等效均匀介质模型187

8.4在成像中的应用189

8.4.1穿墙成像算法189

8.4.2一个建筑物的简单例子190

8.4.3成像中的墙体消除192

8.5小结194

致谢194

参考文献195

第9章 穿墙成像的合成孔径雷达技术198

9.1引言198

9.2电磁建模技术199

9.3人体的雷达特征信号199

9.4 SAR成像算法202

9.5简单房间的SAR图像204

9.5.1模型描述204

9.5.2简单房间中的人205

9.5.3煤渣空心砖墙房间和成像参数的折中考虑207

9.5.4用于条带SAR的后向投影算法209

9.5.5 TWRI中的极化技术211

9.5.6伪像分析212

9.6复杂房间的SAR图像213

9.6.1模型描述213

9.6.2仿真地面平台的SAR成像214

9.6.3仿真机载平台的SAR成像216

9.7雷达实测的SAR图像217

9.8消除墙体的成像技术219

9.9三维SAR成像219

9.10小结220

参考文献221

第10章 冲激合成孔径雷达及其在穿墙检测和识别人与武器中的应用224

10.1简介224

10.2冲激合成孔径雷达基础225

10.2.1脉冲发生器225

10.2.2天线227

10.2.3平台228

10.2.4性能预测工具和系统设计注意事项229

10.2.5信号处理232

10.3 ImpSAR穿墙目标检测和识别236

10.3.1现象学236

10.3.2去墙236

10.3.3举例说明237

10.3.4 ImpSAR图像目标检测239

10.4三维立体ImpSAR242

10.5小结243

致谢244

参考文献244

第11章 基于属性散射中心特征的穿墙合成孔径雷达的建筑物内部结构描述246

11.1引言246

11.1.1雷达测量设备246

11.2 SAR标准散射模型247

11.3穿墙特征提取250

11.3.1子孔径成像251

11.3.2高度向处理252

11.3.3非参数反卷积258

11.3.4散射基元检测和最大似然参数估计260

11.4例子261

11.5小结263

11.6下一步工作264

致谢264

参考文献264

第12章 穿墙成像雷达检测方法268

12.1引言268

12.2单视和多视图像的集中式检测268

12.2.1单视和多视成像268

12.2.2一个简单的门限检测方案270

12.2.3奈曼-皮尔逊检验271

12.3穿墙雷达图像的统计特性271

12.3.1成像272

12.3.2经验统计特性研究272

12.3.3墙体影响276

12.4穿墙雷达成像中的自适应检测276

12.5多视成像的分布式检测279

12.6实验结果281

12.6.1单视成像281

12.6.2多视成像284

12.6.3分布式检测286

12.6.4三维成像287

12.7小结289

致谢289

参考文献289

第13章 穿墙雷达图像中的隐蔽目标检测292

13.1引言292

13.2隐蔽目标成像方法的特征293

13.3线性采样方法294

13.4 LSM方法的适用性296

13.5基于LSM方法的墙内成像296

13.5.1成像流程概述297

13.6概念验证的数值仿真299

13.6.1关于测量配置的几点考虑300

13.6.2成像过程的结果300

13.7小结303

致谢304

参考文献304

第14章 穿墙雷达成像的快速录取与压缩感知技术306

14.1引言306

14.2方法1:使用少量数据的步进频率波束形成307

14.3方法2:压缩感知310

14.3.1 TWRI中的步进频率压缩感知312

14.3.2压缩感知成像312

14.3.3应用CS进行数据恢复314

14.3.4仿真315

14.4 TWRI时域脉冲压缩感知319

14.4.1问题陈述319

14.4.2压缩感知的应用320

14.4.3仿真321

14.5小结323

参考文献323

第15章 运动人体目标的雷达微多普勒特征326

15.1引言326

15.1.1多普勒效应326

15.1.2雷达观测中的微多普勒效应327

15.1.3微多普勒处理、估计与分析327

15.1.4单站、双站及多站微多普勒特征328

15.2由微动力学引起的微多普勒的基本原理331

15.2.1目标运动的微多普勒特征332

15.2.2人体不同活动的雷达散射336

15.2.3人体运动的微多普勒特征分析337

15.2.4从微多普勒特征中恢复运动信息338

15.2.5人的心跳的微多普勒分析339

15.3多站微多普勒特征340

15.3.1多站微多普勒特征的优点340

15.3.2人体运动的多站微多普勒特征340

15.4利用微多普勒特征的目标分类344

15.5运动目标检测345

参考文献346

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