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第1章 绪论1

1.1引言1

1.2雷达极化学的发展历程、研究内容和发展趋势2

1.2.1雷达极化学的发展历程2

1.2.2雷达极化学的主要研究内容4

1.2.3雷达极化学的最新进展及发展趋势6

1.3极化雷达成像与目标特征提取技术研究现状8

1.3.1极化雷达成像系统发展概述8

1.3.2雷达目标全极化散射中心提取与参数估计11

1.3.3极化SAR目标增强和人造目标提取13

1.3.4极化雷达超分辨成像与目标特征提取方法18

1.3.5有源干扰下的极化雷达成像方法22

1.3.6高分辨极化信息处理的特点和优势25

1.4本书主要内容简介28

参考文献30

第2章 极化雷达成像及其处理基础35

2.1雷达极化概念和表征方法35

2.1.1电磁波的极化特性及其表征方法35

2.1.2目标的极化特性及其表征方法36

2.2极化SAR成像体制38

2.2.1 SAR成像基本原理38

2.2.2交替发射交替接收的极化SAR成像体制39

2.2.3交替发射同时接收的极化SAR成像体制40

2.2.4同时发射同时接收的极化SAR成像体制41

2.3极化SAR目标检测41

2.3.1最佳极化检测器42

2.3.2极化白化滤波检测器43

2.3.3极化匹配检测器45

2.3.4虚拟极化匹配检测46

2.3.5张量检测器46

2.3.6功率最大合成检测器46

2.3.7单极化检测器47

2.3.8极化检测算法性能比较47

2.4目标极化散射机理与目标分解53

2.4.1几种基本的散射机理54

2.4.2相干目标分解57

2.4.3部分相干目标分解59

2.4.4基于目标分解理论的极化分类方法62

参考文献69

第3章 目标全极化散射中心特征参数估计与性能分析71

3.1全极化散射中心参数估计的极限性能分析71

3.1.1相干极化散射中心模型72

3.1.2相干极化散射中心模型参数估计的CRB矩阵73

3.1.3典型条件下CRB矩阵的简化分析75

3.1.4幅度、相位以及相位差的极限估计精度78

3.2全极化处理的最优性证明80

3.3全极化散射中心参数估计的P-MUSIC方法83

3.3.1 P-MUSIC方法原理83

3.3.2全极化条件下散射中心数目的估计85

3.3.3极化协方差矩阵的平滑处理88

3.3.4 P-MUSIC方法流程89

3.3.5性能分析与实验验证90

3.3.6小结92

3.4全极化散射中心参数估计的P-ESPRIT方法93

3.4.1 P-ESPRIT方法原理93

3.4.2性能分析与实验验证95

3.4.3小结98

3.5 P-MUSIC/P-ESPRIT的子空间解释及其准最优性98

3.5.1全极化与单极化方法差异的子空间解释98

3.5.2 P-MUSIC/P-ESPRIT方法的性能与全极化极限性能的对比分析99

3.6本章小结99

参考文献100

第4章 色散条件下目标全极化散射中心特征参数估计与性能分析102

4.1目标CP-GTD模型及其特征参数估计方法103

4.1.1雷达目标CP-GTD模型103

4.1.2基于CP-GTD模型的全极化散射中心参数估计104

4.1.3非相干性和相干性评估指标106

4.1.4仿真实验及性能评估107

4.1.5小结111

4.2目标CP-GTD模型方法的极限性能分析112

4.2.1 CP-GTD模型参数估计的CRB112

4.2.2极化色杂波条件下的单点CP-GTD模型的CRB矩阵简化分析113

4.2.3实验结果分析114

4.2.4小结119

4.3基于CP-GTD方法的弹道中段目标特征提取119

4.3.1目标观测长度特征提取方法120

4.3.2目标进动频率特征提取方法121

4.3.3高分辨全极化条件下的弹道中段目标特征提取新方法121

4.3.4静态实测数据实验与结果分析122

4.3.5动态数据仿真实验与结果分析123

4.3.6小结129

4.4本章小结129

参考文献130

第5章 极化SAR图像目标对比增强与人造目标提取132

5.1极化SAR图像目标对比增强方法132

5.1.1典型极化对比增强方法的分类及对比132

5.1.2基于样本像素筛选的极化SAR图像目标对比增强135

5.1.3基于改善极化相似性的高分辨极化SAR人造目标对比增强147

5.1.4小结160

5.2极化SAR图像人造目标提取161

5.2.1传统的极化SAR图像人造目标提取方法161

5.2.2基于散射机理分类与频谱相干性分析的极化SAR人造目标提取168

5.2.3基于散射机理分类与方位对称性判决的极化SAR人造目标提取185

5.2.4小结191

参考文献192

第6章 极化雷达超分辨成像和目标几何特征反演194

6.1极化雷达超分辨成像与目标特征提取194

6.1.1基于2D CP-GTD模型的极化ISAR超分辨成像与特征提取195

6.1.2基于复图像数据的极化SAR超分辨成像与目标特征提取205

6.1.3全极化二维散射中心特征参数估计的极限性能分析213

6.1.4小结216

6.2基于极化空频特征的目标几何特征反演217

6.2.1典型散射结构的空频域极化特性218

6.2.2基于2D CP-GTD模型与STFT处理的空域极化特性分析228

6.2.3基于空频域极化特征的极化SAR图像人造目标几何结构反演235

6.2.4小结259

参考文献259

第7章 典型有源干扰下极化雷达成像262

7.1抗随机极化干扰的极化SAR成像方法262

7.1.1极化变换的数学原理及性质265

7.1.2基于极化变换滤波的极化SAR抗随机极化有源压制干扰方法274

7.1.3小结284

7.2抗有源假目标干扰的极化SAR成像方法285

7.2.1雷达目标和有源假目标的极化SAR信号模型286

7.2.2有源假目标干扰的鉴别与对消方法288

7.2.3抗有源假目标干扰的极化SAR仿真实验与结果分析292

7.2.4小结295

参考文献296

附录298

附录1 M1逆矩阵的求解298

附录2极化色杂波条件下的单点散射模型CRB求解298

附录3相干极化相位差的极限估计精度推导301

附录4极化色杂波条件下 CP-GTD模型参数CRB的求解与简化303

附录5单位增益的线性极化变换等价于酉矩阵型极化变换307

附录6最优加权η的求解308

附录7互易矩阵的对角化309

附录8相位描述子γ、φ的PDF求解310

附录9极化散布密度的求解311

彩图313