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内容简介

　　《合成孔径雷达设计技术》针对合成孔径雷达的宽带特性及与装载平台密切关系的特点，从宽带信号的产生、放大，天线辐射、接收，运动补偿、处理和情报生成等角度，完整描述合成孔径雷达系统各部分的基本原理、理论基础、核心要素及工程实现关键点等内容。并针对卫星、飞机、导弹等装载平台的特点进行合成孔径雷达机、电、热特性分析。

内页插图

目录

第1章 绪论
1．1 概述
1．2 发展现状与应用
1．2．1 星载SAR
1．2．2 机载SAR
1．2．3 弹载SAR
1．2．4 地基SAR
1．2．5 SAR应用
1．3 特点与新技术
1．3．1 SAR特点
1．3．2 数字阵列技术
1．3．3 MIMO技术
1．3．4 微波光子技术
1．3．5 微型化技术
参考文献

第2章 合成孔径雷达总体
2．1 概述
2．2 基本原理
2．2．1 实孔径与合成孔径
2．2．2 回波信号
2．2．3 聚焦和非聚焦处理
2．2．4 相干信号积累
2．3 雷达方程
2．3．1 常规雷达方程
2．3．2 SAR方程
2．4 雷达系统参数
2．4．1 频率与极化
2．4．2 天线与通道数
2．4．3 天线尺寸
2．4．4 分辨率与观测带
2．4．5 脉冲重复频率
2．4．6 模糊度
2．4．7 波位设计
2．5 成像工作模式
2．5．1 条带模式
2．5．2 扫描模式
2．5．3 聚束模式
2．5．4 滑动聚束模式
2．5．5 马赛克模式
2．5．6 TOPS模式
2．6 动目标工作模式
2．6．1 地面动目标检测模式
2．6．2 海面动目标检测模式
2．6．3 空中动目标检测模式
2．7 SAR总体设计关键要素
2．7．1 天线罩
2．7．2 系统高效率
2．7．3 热设计
2．7．4 运动误差测量与补偿
2．7．5 成像实时性
参考文献

第3章 天线系统
3．1 概述
3．2 天线设计分析
3．2．1 基本参数
3．2．2 天线口径尺寸
3．2．3 扫描特性
3．2．4 内定标
3．3 天线阵列分析
3．3．1 阵列结构
3．3．2 平面阵列
3．3．3 宽带阵列
3．3．4 阵列互耦
3．3．5 阵列误差
3．4 天线辐射单元
3．4．1 微带贴片天线
3．4．2 偶极子天线
3．4．3 波导裂缝天线
3．5 机载天线结构
3．5．1 机载天线环境条件
3．5．2 机载天线结构设计
3．6 星载天线结构
3．6．1 星载天线环境要求
3．6．2 天线结构与机构设计
参考文献

第4章 发射系统
4．1 概述
4．2 基本要求
4．2．1 幅相精度
4．2．2 幅相一致性
4．2．3 阵面适装性
4．2．4 可靠性
4．3 基本功能
4．3．1 T/R组件分类
4．3．2 典型T/R组件
4．4 T/R组件设计
4．4．1 电信设计
4．4．2 结构设计
4．4．3 电磁兼容
4．4．4 环境适应性
4．5 T/R组件器件
4．5．1 放大器件
4．5．2 微波控制器件
4．5．3 波束及时序控制器件
4．6 T/R组件制造
4．6．1 壳体
4．6．2 基板
4．6．3 微组装
4．6．4 密封
4．6．5 测试与调试
参考文献

第5章 接收系统
5．1 概述
5．1．1 接收机分类
5．1．2 基本参数
5．2 接收机技术
5．2．1 模拟解调接收机
5．2．2 数字解调接收机
5．2．3 去调频接收机
5．2．4 多波段接收机
5．2．5 多通道接收机
5．2．6 单片接收机
5．3 频率源技术
5．3．1 模拟直接频率合成器
5．3．2 锁相频率合成器
5．3．3 直接数字频率合成器
5．3．4 频率合成器的抗振特性
5．4 宽带波形产生技术
5．4．1 基于DDS直接波形产生
5．4．2 并行DDS结构中频波形信号产生
5．4．3 基于数字基带波形产生
5．4．4 多路拼接波形信号产生
5．4．5 子带并发宽带波形
参考文献

第6章 信号处理系统
6．1 SAR信号处理方式
6．1．1 时域相关法
6．1．2 频域匹配滤波法
6．1．3 频率分析法
6．2 工作模式及其信号性质
6．2．1 方位向天线扫描模式
6．2．2 距离向天线扫描模式
6．2．3 二维天线扫描模式
6．3 SAR成像
6．3．1 SAR回波
6．3．2 成像算法
6．3．3 条带模式成像算法
6．4 多普勒参数估计和运动补偿
6．4．1 多普勒参数估计
6．4．2 运动补偿
6．5 典型实例
6．5．1 高分辨率成像
6．5．2 GMTI
6．5．3 MMTI
6．5．4 AMTI
6．6 SAR信号处理机
6．6．1 系统架构
6．6．2 处理架构
6．6．3 开发架构
6．6．4 处理模块
6．6．5 信号处理机
参考文献

第7章 图像情报处理系统
7．1 概述
7．2 目标检测
7．2．1 强散射目标检测
7．2．2 结构性目标检测
7．2．3 目标参数提取
7．2．4 典型实例
7．3 目标变化检测
7．3．1 预处理
7．3．2 差异图获取
7．3．3 差异图分割
7．3．4 人工辅助情报分析
7．3．5 毁伤评估
7．3．6 典型实例
7．4 目标识别
7．4．1 模板匹配识别
7．4．2 统计模式识别
7．4．3 典型实例
7．5 多源SAR图像融合
7．5．1 图像融合方法
7．5．2 融合效果评估
7．5．3 典型实例
7．6 技术展望
7．6．1 算法工程应用研究
7．6．2 目标图像电磁仿真和智能目标识别研究
7．6．3 SAR图像情报处理系统研究

参考文献
缩略语
彩图

前言/序言

　　合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）概念的提出距今已超过一个甲子，在这个甲子中，国外SAR技术得到了迅速发展，已广泛应用于军事、国民经济以及其他领域，已使SAR成为对地观测的一种有效手段。
　　国内对SAR的研究源于20世纪70年代，盛于20世纪90年代。近20年来，国内SAR技术在诸多方面取得了长足的进步。微波与数字技术的飞速发展，使SAR实现了高分辨率、多波段、多极化、多平台以及多种工作模式下目标信息的获取，成为电磁感知的重要手段之一；航空、航天与导弹技术的发展，促使SAR应用在卫星、飞机和导弹上。今天，SAR已经从单纯的机载、星载发展到弹载、艇载；从两维成像发展到三维成像；从十米量级分辨率发展到亚米量级分辨率。这颗雷达皇冠上的明珠正发出更加璀璨的光彩，在军事侦察监视及民用微波遥感等方面发挥着不可替代的作用。
　　本人有幸参与和见证了这一历史进程，也对实际工程研制过程中缺乏合适的SAR系统工程参考专著感触颇深。鉴于此，本书在以往论著的基础上，立足于工程实践和MTI（动目标指示），侧重于SAR系统设计技术方面的阐述，并力求将最新的研究方法和研制成果融人其中，供读者参考。
　　本书在内容结构上共分为7章：第1章绪论在介绍SAR基本概念的基础上，讨论了不同装载平台SAR的应用，提出了影响SAR未来发展的新技术。第2章讨论分析了SAR总体设计技术，讨论了常规雷达及SAR方程，SAR工作模式。结合工程设计，讨论了不同装载平台的雷达系统设计所遇到的难点和关键要素。第3章天线系统在分析天线基本参数的基础上，分析了平面阵列天线，重点举例分析了微带贴片、偶极子和波导裂缝等天线辐射单元，给出了相应的最新研究成果。第4章发射系统在分析收发组件基本功能、收发组件分类和典型收发组件的基础上，重点讨论了收发组件的电信设计、结构设计、电磁兼容，以及环境适应性，同时，提出了收发组件的新技术和新应用。第5章接收系统详细地分析了模拟直接、锁相和直接数字三种频率合成器。本章也详细介绍了宽带波形产生的设计，包括基于DDS（直接数字式频率合成器）直接波形信号产生、并行DDS结构中频波形信号产生、基于数字基带波形信号产生、多路拼接波形信号产生及子带并发宽带波形信号产生等五种方法。第6章信号处理系统简述了SAR回波信号、时域和频域两类算法，重点分析了RD、CS、w-k和SPICAN算法的特点和流程。为了提高成像精度，文中分析了基于原始回波数据来精确估计多普勒参数，及基于传感器、回波数据和图像数据的运动补偿。介绍了作者及研究团队在高分辨率成像、地面动目标检测（Ground Moving Target Indicator，GMTI）、海面动目标检测（Marine Moving Target Indicator，MMTI）和空中动目标检测（Adaptive Moving Target Indicator.AMTI）等方面的研究成果。第7章图像情报处理系统从情报应用需求出发，在SAR图像目标检测、目标变化检测、目标识别和多源SAR图像融合等方面进行了技术探讨，展示了在国产SAR图像数据上的最新情报处理成果。本章从情报应用的目的出发，重点强调技术流程和处理结果。针对当前图像情报处理在工程化应用、目标智能识别和图像情报应用系统等方向上的技术瓶颈，文中进行了技术展望。
　　随着现代科技的发展，可以预见SAR将向超高分辨率、宽观测带、动目标检测与动目标成像等技术趋势发展。相信通过本书的阐述与总结，使读者能够管中窥豹，略见一斑，对SAR的未来发展有更进一步的思考和认识。
　　本书在编著时努力做到原理性与工程性并重，从工程实现性角度系统论述SAR的原理、总体设计及各分系统设计，同时对图像情报处理等进行了研究和介绍。最后，感谢中国电子科技集团公司第三十八研究所SAR系统研究团队，他们的刻苦工作和丰硕成果极大地丰富了本书的内容；感谢吴曼青院士创建了这支SAR系统研究团队和在研究团队成长中所付出的心血；感谢张长耀、葛家龙、张卫华、江凯研究员等在SAR领域的辛勤开拓。在本书写作过程中，得到了朱庆明、汪洋、张绪锦、谈璐璐、李彤、李明荣、解启宁、汪伟、李刚、戴跃飞、方立军、刘张林、邓海涛、陈仁元、钟雪莲、刘春静、方志红、赵洪立、吴涛、王莉、刘长清等同志的讨论和帮助；王小谟院士、陆军研究员在写作过程中的鼓励和细心指导，在此深表谢意。另外由于作者水平有限，书中错误在所难免，恳请读者批评指正。
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