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第1章 绪论 1

1.1 安防遥感 1

1.1.1 对安防遥感的需求 1

1.1.2 微波毫米波遥感器的优势 2

1.2 遥感技术概述 2

1.2.1 辐射计 3

1.2.2 雷达系统 3

1.2.3 成像系统 4

1.2.4 角速度的干涉测量法 4

1.2.5 其他领域的微波毫米波遥感技术 5

1.3 微波毫米波频谱 5

1.3.1 频段的命名 5

1.3.2 微波毫米波辐射的传播 7

1.4 安防遥感器举例 8

1.4.1 探测违禁品的主动成像系统 8

1.4.2 探测违禁品的被动成像系统 10

1.4.3 人体的探测 11

1.4.4 人体的识别和人体行为的甄别 13

1.4.5 穿墙探测 17

1.4.6 生命特征探测 17

参考文献 19

第2章 平面电磁波基础 25

2.1 麦克斯韦方程组 26

2.1.1 本构参数 27

2.2 时谐电磁场 28

2.2.1 波动方程 28

2.2.2 平面波 29

2.2.2.1 相速 30

2.2.2.2 E与H之间的关系 31

2.2.3 能量和功率 32

2.3 波的极化 33

2.3.1 线极化 34

2.3.2 椭圆极化 35

参考文献 37

第3章 媒质中的电磁波 38

3.1 无界媒质中的平面波传播 39

3.1.1 良导体 41

3.1.2 良介质 41

3.1.3 媒质中的波阻抗 42

3.1.4 复介电常数与色散 42

3.2 平面波在有界媒质中的传播 44

3.2.1 垂直入射时波的反射与透射 45

3.2.2 任意入射时波的反射与透射 46

3.2.2.1 横电波（垂直极化波）入射 46

3.2.2.2 横磁波（平行极化波）入射 49

3.2.3 功率反射系数与透射系数 50

3.2.4 全透射与全反射 51

3.2.5 分层介质 52

3.3 特定媒质中的电磁传播 54

3.3.1 大气传播效应 54

3.3.2 波透过建筑材料的传播 59

3.3.3 波透过服装材料的传播 60

3.3.4 爆炸物、塑料和金属的介质特性 62

3.3.5 人体组织的介质特性 64

参考文献 72

第4章 天线 74

4.1 电磁位 75

4.1.1 由电流密度J确定的电磁位 75

4.1.2 由磁流密度Jm确定的电磁位 76

4.1.3 无穷小偶极子的辐射 77

4.1.4 远场辐射 78

4.1.5 无穷小偶极子远场辐射 81

4.2 天线参数 81

4.2.1 辐射功率密度和总辐射功率 81

4.2.2 天线方向图 82

4.2.3 天线方向图的波束宽度 83

4.2.4 天线立体角 85

4.2.5 方向性系数 85

4.2.6 增益 86

4.2.7 口径面积和方向图立体角 87

4.2.8 天线温度和噪声功率 88

4.2.9 极化 88

4.3 线天线的性质 89

4.3.1 无穷小偶极子天线 89

4.3.2 长偶极子 90

4.4 口面天线 91

4.4.1 镜像原理 92

4.4.2 等效原理 93

4.4.3 矩形口面的辐射 94

4.4.4 圆口面的辐射 97

4.5 天线阵列 100

4.5.1 直线阵列理论 100

4.5.2 平面阵列 102

4.5.3 天线阵列的波束宽度 104

4.5.4 相控阵 104

4.5.5 阵列构架 106

4.5.5.1 馈电网络 106

4.5.5.2 波束控制 108

4.6 常用的微波和毫米波天线 108

4.6.1 喇叭天线 108

4.6.2 缝隙天线 110

4.6.3 微带天线 110

4.6.4 反射面天线系统 113

4.6.5 透镜天线系统 115

参考文献 116

第5章 接收机 118

5.1 接收机的一般工作原理 118

5.2 接收机噪声 121

5.2.1 接收机噪声的来源 122

5.2.1.1 热噪声 122

5.2.1.2 散粒噪声 123

5.2.1.3 闪烁噪声 123

5.2.2 等效噪声带宽 124

5.2.3 毫米波频段的热噪声 125

5.3 噪声系数和噪声温度 127

5.3.1 噪声系数 127

5.3.2 噪声温度 128

5.3.3 衰减器的噪声系数 129

5.3.4 级联系统的噪声 130

5.3.5 ADC噪声 133

5.4 接收机的线性特性 136

5.4.1 增益压缩 136

5.4.2 交调产物 139

5.4.3 三阶截断点 140

5.4.4 级联系统的三阶截断点 141

5.4.5 动态范围 142

5.4.6 无杂散动态范围 143

参考文献 144

第6章 辐射计 145

6.1 辐射测量学基础 146

6.1.1 亮度 146

6.1.2 亮度与距离 147

6.1.3 通量密度和源分布 148

6.1.4 天线的影响 149

6.2 黑体辐射 150

6.2.1 普朗克黑体辐射定律 150

6.2.2 普朗克定律的近似 153

6.2.3 普朗克定律的带限积分 154

6.3 应用辐射测量学 155

6.3.1 辐射源的分辨 156

6.3.1.1 可分辨的源 157

6.3.1.2 不可分辨的源 157

6.3.2 接收功率的卷积形式 158

6.3.3 发射率和辐射温度 158

6.3.3.1 人体皮肤和常见材料的发射率 159

6.3.3.2 环境的辐射温度 161

6.4 辐射计接收机 163

6.4.1 灵敏度 163

6.4.2 全功率辐射计 165

6.4.2.1 全功率响应 166

6.4.2.2 灵敏度 167

6.4.3 干涉式相关辐射计 170

6.4.3.1 空间点源的响应 171

6.4.3.2 灵敏度 174

6.5 实际应用中的问题 177

6.5.1 接收机不稳定性 177

6.5.2 狄克辐射计 178

6.5.3 辐射计定标 179

6.6 扫描型辐射计系统 181

6.6.1 空间分辨率 181

6.6.2 驻留时间 183

6.6.3 测量的不确定性 185

6.6.3.1 一维扫描 185

6.6.3.2 二维扫描 186

参考文献 187

第7章 雷达 189

7.1 雷达基础 190

7.1.1 雷达系统配置与测量 190

7.1.2 雷达距离方程 192

7.2 发射机系统 194

7.2.1 发射机功能 194

7.2.2 发射机噪声 196

7.2.3 毫米波振荡器 199

7.3 雷达测量灵敏度 200

7.3.1 测量误差 200

7.3.1.1 距离测量误差 201

7.3.1.2 频率测量误差 201

7.3.1.3 角度测量误差 201

7.3.1.4 举例 201

7.3.2 时间带宽积对测量误差的影响 206

7.4 微多普勒 208

7.4.1 安防应用中雷达的微多普勒 208

7.4.2 微多普勒理论 209

7.4.3 人体微多普勒特征 213

7.5 连续波雷达 218

7.5.1 连续波多普勒 219

7.5.2 调频连续波 223

7.5.3 多频连续波 225

7.5.4 动目标指示雷达 226

7.6 高距离分辨率雷达 231

7.6.1 脉冲雷达 231

7.6.2 线性频率调制 233

7.6.3 步进频率调制 235

参考文献 236

第8章 成像系统 239

8.1 扫描式成像系统 240

8.1.1 扫描式成像仪分类 240

8.1.2 扫描式系统的性能 243

8.1.2.1 视场范围和空间分辨率 243

8.1.2.2 帧速 243

8.2 干涉式成像系统 244

8.2.1 简介 244

8.2.2 成像原理 245

8.2.2.1 可视度函数 245

8.2.2.2 可视度与辐射温度之间的傅里叶变换关系 247

8.2.2.3 相关式干涉仪的空间滤波效应 248

8.2.3 可视度的采样 250

8.2.4 二维可视度 254

8.2.5 成像灵敏度 255

8.2.6 成像分辨率和视场范围 257

8.2.7 干涉式成像阵列 261

8.2.7.1 米尔斯十字阵 262

8.2.7.2 T形阵 263

8.2.7.3 Y形阵 264

8.2.7.4 圆环形阵列 264

参考文献 266

第9章 角速度的干涉测量 269

9.1 角向运动点源的干涉响应 270

9.1.1 干涉系统的方向图 270

9.1.2 角向运动物体的频率偏移 272

9.1.3 与多普勒频移的比较 272

9.1.4 大场角下的频率不确定性 274

9.1.5 小角度近似 274

9.2 干涉仪的谱响应 275

9.2.1 广义谱响应 275

9.2.2 方向图为sinc函数的干涉系统的响应 275

9.2.3 干涉仪的时频响应 279

9.3 运动人体的干涉测量 281

9.3.1 窄波束系统对运动人体的响应 282

9.3.2 宽波束系统对运动人体的响应 284

参考文献 286

符号表 287

缩略语表 293