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第1章 绪论 1

1.1合成孔径雷达的发展 1

1.2距离向高分辨率微波成像 4

1.3聚束式合成孔径雷达和方位自动聚焦 5

1.4高分辨率宽测绘带合成孔径雷达 7

1.5微波成像超分辨率信息处理技术 9

1.6本书的结构安排 13

参考文献 15

第2章 微波成像雷达基础 18

2.1线性调频信号脉冲压缩 18

2.2合成孔径雷达成像原理 19

2.3合成孔径雷达的理论模型 23

2.4脉冲压缩和合成孔径处理 26

2.5合成孔径雷达的聚焦深度与距离徙动 27

2.6合成孔径雷达的主要技术参数 29

2.6.1空间分辨率 29

2.6.2峰值旁瓣比与积分旁瓣比 31

2.6.3成像带宽 33

2.6.4系统灵敏度（噪声等效后向散射系数） 33

2.6.5模糊比 34

2.6.6动态范围 37

2.7合成孔径雷达的天线面积限制与系统品质因数 39

2.7.1天线最小面积限制 40

2.7.2星载合成孔径雷达系统的品质因数 41

参考文献 43

第3章 雷达分辨率理论 45

3.1雷达信号的最优检测 45

3.2雷达回波信号的数学模型 46

3.2.1径向速度引起的多普勒效应 46

3.2.2径向速度对距离时间延迟的影响 47

3.3模糊函数 48

3.3.1距离模糊函数与距离分辨率 49

3.3.2速度模糊函数与多普勒分辨率 51

3.4合成孔径雷达分辨理论 52

3.5波形分类与波形设计原则 53

3.5.1波形分类 53

3.5.2波形设计原则 53

参考文献 55

第4章 线性调频脉冲信号 56

4.1线性调频脉冲信号 56

4.1.1线性调频脉冲信号的频谱 56

4.1.2线性调频信号的模糊函数 58

4.1.3线性调频信号的脉压特性及加权处理 62

4.2线性调频信号的误差分析 64

4.2.1相位误差分析 64

4.2.2幅度误差分析 68

4.2.3正交调制及解调误差分析 69

4.3线性调频连续波合成孔径雷达 74

4.3.1调频连续波信号 75

4.3.2调频连续波合成孔径雷达信号分析 75

4.3.3线性调频连续波合成孔径雷达的成像流程 78

参考文献 79

第5章 频率步进信号及其合成孔径雷达成像 80

5.1频率步进信号合成宽带信号的时域频域特性 80

5.2频率步进信号的模糊函数 82

5.2.1频率步进信号的模糊函数与分辨性能 82

5.2.2中心模糊区域的模糊函数 85

5.3频率步进信号的高距离分辨率原理 87

5.3.1 IFFT变换获得一维距离像原理 87

5.3.2频率步进信号的距离分辨率 88

5.4径向速度对频率步进雷达目标距离像的影响及补偿 91

5.4.1径向速度对频率步进雷达目标距离像的影响 91

5.4.2频率步进雷达目标速度估计与速度补偿 97

5.5频率步进信号合成孔径雷达 99

5.5.1频率步进信号照射下合成孔径雷达成像原理 99

5.5.2频率步进合成孔径雷达及波形参数设计 102

5.5.3模拟仿真 105

参考文献 107

第6章 脉内调频脉冲串信号及其合成孔径雷达成像 109

6.1脉内调频脉冲串相参合成宽带信号原理 109

6.1.1宽带信号的时域与频域特性 109

6.1.2脉内调频脉冲串的时域与频域特性 110

6.1.3仿真实验 114

6.2脉内调频脉冲串信号的模糊函数 115

6.2.1脉内调频脉冲串的模糊函数与分辨性能分析 115

6.2.2中心模糊区域的模糊函数 117

6.3径向速度对脉内调频子脉冲串合成距离像的影响与补偿 120

6.3.1径向速度对脉内调频子脉冲串合成距离像的影响 120

6.3.2脉内调频子脉冲串雷达的径向速度补偿 123

6.4脉内调频脉冲串合成孔径雷达系统与成像 125

6.4.1脉内调频脉冲串合成孔径雷达系统 125

6.4.2脉内调频脉冲串波形照射下合成孔径雷达成像 128

6.4.3模拟仿真 129

参考文献 132

第7章 聚束式合成孔径雷达技术 134

7.1聚束式合成孔径雷达原理 135

7.2聚束式合成孔径雷达的参数分析 138

7.2.1聚束式合成孔径雷达的方位分辨率 138

7.2.2聚束式合成孔径雷达的合成孔径长度 142

7.3聚束式合成孔径雷达的特点 145

7.3.1聚束式合成孔径雷达回波信号特征 145

7.3.2聚束式合成孔径雷达成像处理的特殊问题 149

参考文献 154

第8章 聚束式合成孔径雷达成像算法 156

8.1聚束式合成孔径雷达去斜技术 156

8.1.1聚束式合成孔径雷达去斜技术 156

8.1.2残余视频相位的补偿 158

8.2极坐标格式算法 160

8.2.1极坐标格式算法原理 160

8.2.2数据极坐标插值过程 162

8.2.3距离弯曲误差的校正 162

8.2.4斜视聚束式合成孔径雷达极坐标数据的处理 164

8.3距离徙动成像算法 165

8.3.1距离徒动成像算法原理 166

8.3.2 Stolt插值 167

8.3.3距离徒动成像算法的特殊问题 168

8.4 Chirp Scaling成像算法 171

8.4.1未经过Dechirp接收的信号模型 171

8.4.2 Chirp Scaling算法概述 172

8.4.3 Chirp Scaling算法计算过程 173

8.5扩展Chirp Scaling算法 177

8.5.1子孔径处理方法 177

8.5.2频谱分析方法实现方位向聚焦 178

8.5.3扩展Chirp Scaling算法原理及流程 179

8.6频率Scaling算法 183

8.6.1照射几何 183

8.6.2距离—多普勒域的去调频合成孔径雷达信号 184

8.6.3利用频率Scaling校正距离徒动 185

8.6.4频率Scaling算法 187

8.6.5方位Scaling时间展宽 189

8.6.6方位向子孔径处理 189

8.7两步处理算法 190

8.7.1方位Deramp + Chirp Scaling算法：正侧视模型 190

8.7.2方位Deramp + Chirp Scaling算法：斜视模型 195

参考文献 199

第9章 滑动聚束式合成孔径雷达 201

9.1滑动聚束模式 201

9.2滑动聚束式合成孔径雷达的方位分辨率和成像宽度 202

9.2.1点目标被照射的时间 203

9.2.2有效照射区域 204

9.2.3方位分辨率 205

9.3滑动聚束式合成孔径雷达的回波信号模型 205

9.3.1滑动聚束式合成孔径雷达的回波信号 205

9.3.2滑动聚束式合成孔径雷达的回波多普勒频率历程 206

9.4滑动聚束式合成孔径雷达脉冲重复频率选择 207

9.5滑动聚束式合成孔径雷达的波束指向控制 207

9.5.1星载聚束式合成孔径雷达天线波束指向控制 208

9.5.2滑动聚束式合成孔径雷达天线波束指向控制 210

9.6滑动聚束式合成孔径雷达的成像算法 211

9.6.1扩展Chirp-Scaling（ECS）算法 212

9.6.2波数域算法 214

9.6.3基带方位Scaling算法 215

参考文献 217

第10章 单相位中心多波束合成孔径雷达 219

10.1单相位中心多波束技术 219

10.1.1单相位中心多波束工作原理 219

10.1.2单相位中心多波束方位向信号特征 220

10.2单相位中心多波束合成孔径雷达方位信号处理 221

10.2.1复信号插值理论 221

10.2.2方位信号处理的频域分析 223

10.2.3一种方位信号处理的实现方法 225

10.3单相位中心多波束合成孔径雷达模糊分析 226

10.3.1单相位中心多波束合成孔径雷达的不同工作方式 226

10.3.2“宽发窄收”方式的方位模糊特性 227

10.3.3“窄发窄收”方式的方位模糊特性 228

10.3.4方位模糊的仿真计算 230

10.3.5距离模糊分析 232

10.4单相位中心多波束合成孔径雷达的仿真验证 233

10.5单相位中心多波束合成孔径雷达系统模型 235

参考文献 236

第11章 多相位中心多波束合成孔径雷达 238

11.1多相位中心多波束技术原理 238

11.1.1多相位中心多波束工作原理 239

11.1.2天线相位中心间距的选取和天线总长度 241

11.2多相位中心多波束合成孔径雷达回波信号数学模型 242

11.3多相位中心多波束合成孔径雷达误差分析 247

11.3.1信号传播路径差引入的误差 247

11.3.2各接收通道幅相不平衡和方位向采样不均匀引入的相位误差 249

11.4多相位中心多波束合成孔径雷达方位向信号处理 252

11.4.1方位向非均匀采样误差的补偿处理 253

11.4.2信号传播路径引入误差的补偿处理 256

11.5多相位中心多波束合成孔径雷达模糊分析 261

11.5.1方位模糊分析 261

11.5.2距离模糊分析 263

11.6多相位中心多波束合成孔径雷达系统模型 264

参考文献 265

第12章 多发多收合成孔径雷达 267

12.1多发多收合成孔径雷达的发展背景及研究现状 267

12.2多发多收合成孔径雷达的原理 268

12.3多发多收合成孔径雷达的回波分离方法 270

12.4基于频域分集的多发多收合成孔径雷达 271

12.4.1频域分集多发多收合成孔径雷达基本原理 271

12.4.2频域分集多发多收合成孔径雷达的回波信号处理方法 273

12.5多发多收合成孔径雷达的数字波束形成 278

参考文献 279

第13章 合成孔径雷达自聚焦算法 281

13.1子孔径相关自聚焦算法 282

13.2多孔径相关自聚焦算法 285

13.3相位差值自聚焦算法 287

13.4移频相关自聚焦算法 288

13.5相位梯度自聚焦算法 291

13.6图像对比度最优法 294

参考文献 296

第14章 超分辨率微波成像技术基础 297

14.1经典傅里叶谱分析 297

14.1.1经典谱估计 297

14.1.2周期图 298

14.1.3布莱克曼-杜基谱估计 298

14.2合成孔径雷达超分辨率信息处理技术概念 299

14.3合成孔径雷达超分辨率处理信号模型 301

14.3.1二维频域模型 301

14.3.2 Dechirp处理模型 303

14.3.3ω-k域模型 304

参考文献 305

第15章 超分辨率谱估计成像方法 307

15.1最小方差谱估计方法及其改进 308

15.1.1最小方差谱估计方法 308

15.1.2降秩改进的最小方差谱估计方法 308

15.1.3二维扩展 309

15.1.4分块计算 310

15.1.5实验与分析 312

15.2幅度相位谱估计方法 314

15.2.1前向幅度相位谱估计方法 314

15.2.2前后向幅度相位谱估计方法 315

15.2.3二维扩展 317

15.2.4实验与分析 319

15.2.5非参数谱估计方法小结 322

15.3子空间正交分解方法 322

15.3.1多重信号分类方法 323

15.3.2 Pisarenko方法 326

15.3.3最小模方法 327

15.3.4 Prony方法 327

15.4基于旋转不变技术的信号参数估计方法 328

15.4.1酉ESPRIT信号参数估计方法 328

15.4.2合成孔径雷达超分辨率二维酉ESPRIT成像方法 329

15.4.3实验与分析 330

15.5松弛类谱估计方法 332

15.5.1 RELAX方法 332

15.5.2 CLEAN方法 334

15.5.3实验与分析 334

15.6最大似然估计方法 337

15.6.1频率角度域最大似然估计方法 337

15.6.2图像域最大似然估计方法 338

15.7自回归谱估计方法 339

15.8小结 340

参考文献 341

第16章 超分辨率频谱带宽外推成像方法与自适应加权成像方法 345

16.1超分辨率频谱带宽外推成像方法 345

16.1.1自回归线性预测外推超分辨率成像方法 345

16.1.2最小加权范数外推超分辨率成像方法 354

16.1.3小结 360

16.2超分辨率自适应加权成像方法 361

16.2.1空间变迹法 361

16.2.2自适应旁瓣抑制方法 368

16.2.3空间变迹法与自适应旁瓣抑制方法比较 371

16.2.4合成孔径雷达自适应加权超分辨率成像方法 373

参考文献 379

第17章 超分辨率正则化成像方法与反卷积方法 381

17.1利用系统点扩展函数的反卷积方法 381

17.2超分辨率正则化成像方法 382

17.2.1正则化方法概要 383

17.2.2合成孔径雷达超分辨率正则化方法 385

17.2.3 SAR超分辨率正则化成像方法处理步骤 389

17.3图像超分辨率信息处理 390

17.3.1超分辨率图像复原的数学解释 390

17.3.2超分辨率图像复原的观测模型 391

参考文献 392

索引 394