雷达实孔径角超分辨技术

本书围绕实孔径雷达角分辨率提升难题,结合作者长期实践和最新成果,深入剖析角超分辨的物理基础、数学实质、潜力测度、回波模型和性能边界等理论问题,系统阐述角超分辨的正则化、统计优化和空间谱估计等处理方法.此外,还详细介绍角超分辨的参数估计误差补偿和高效计算等工程实现技术,具有系统性、先进性和实用性.本书适合雷达等相关领域的科技人员和管理人员阅读,也可作为高等院校电子科学与技术、通信与信息工程专业的研究生参考书.

国务院学位委员会学科评议组成员，中国电子学会雷达分会副主任委员，兼任新型微波探测技术教育部工程中心主任。获评教育部跨世纪优秀人才、四川省突出贡献博士、四川省学术与技术带头人、四川省有突出贡献的优秀专家、四川省杰出人才、十佳中国电子学会优秀科技工作者、中国电子学会会士等。

目录
前言
第1章 概论 1
1.1 实孔径雷达简介 1
1.1.1 系统组成 2
1.1.2 工作模式 4
1.1.3 信号处理流程 4
1.2 角超分辨问题的由来 5
1.2.1 Rayleigh衍射极限 5
1.2.2 角超分辨的内涵 6
1.3 角超分辨技术动态 6
1.3.1 合成孔径雷达 7
1.3.2 多普勒波束锐化 7
1.3.3 随机辐射雷达 7
1.3.4 涡旋电磁雷达 8
1.3.5 扫描波束锐化 10
1.4 本书的结构安排 14
参考文献 14
第2章 角超分辨的理论问题 17
2.1 物理基础与数学实质 17
2.1.1 物理基础 17
2.1.2 数学实质 21
2.2 空时变性契合与测度 23
2.2.1 空变性与时变性 23
2.2.2 空时变性的测度 24
2.2.3 空时变契合度与波束内角分辨 34
2.3 空时变性的构造与利用 34
2.3.1 运动因素产生的空时变性 35
2.3.2 辐射因素产生的空时变性 36
2.3.3 复合因素产生的空时变性 39
2.4 角超分辨理论界 39
2.4.1 扫描回波的超维空间表征 39
2.4.2 超维空间中的球体堆叠问题 40
2.4.3 噪声约束的角超分辨理论界 41
2.5 角采样与角超分辨 42
2.5.1 角超分辨采样约束 42
2.5.2 脉冲积累的影响 43
2.6 本章小结 44
参考文献 44
第3章 RAR回波模型 46
3.1 静止平台 46
3.1.1 连续信号形式 47
3.1.2 离散信号形式 48
3.2 运动平台 49
3.2.1 连续信号形式 49
3.2.2 离散信号形式 50
3.2.3 仿真验证 51
3.3 模型的适用边界 53
3.4 本章小结 56
参考文献 57
第4章 天线方向图补偿和运动参数估计方法 58
4.1 天线方向图畸变分析 58
4.1.1 波束照射起始时间分析 58
4.1.2 波束驻留时间分析 61
4.1.3 波束扫描速度变化对采样的影响 62
4.1.4 约束条件的确定 64
4.2 天线方向图畸变补偿方法 66
4.2.1 基于分块处理的天线方向图矩阵补偿方法 66
4.2.2 仿真验证 67
4.3 运动参数估计方法 68
4.3.1 基于边缘拟合的运动参数估计方法 69
4.3.2 仿真验证 76
4.4 本章小结 79
参考文献 80
第5章 空间谱估计角超分辨方法 81
5.1 Capon方法 82
5.2 MUSIC方法 83
5.3 IAA方法 83
5.4 SPICE方法 84
5.5 本章小结 89
参考文献 89
第6章 统计优化角超分辨方法 90
6.1 贝叶斯准则 90
6.2 高斯分布最大似然角超分辨方法 91
6.3 泊松分布最大似然角超分辨方法 91
6.3.1 算法原理 91
6.3.2 迭代收敛准则 93
6.3.3 迭代加速策略 93
6.4 泊松分布最大后验角超分辨方法 96
6.5 本章小结 97
参考文献 97
第7章 正则化角超分辨方法 98
7.1 Tikhonov正则化方法 98
7.2 稀疏正则化方法 99
7.3 全变差正则化方法 106
7.4 混合正则化方法 111
7.5 本章小结 116
参考文献 117
第8章 角超分辨工程实现技术 118
8.1 密集波束精准控制 118
8.2 实时信号处理 119
8.2.1 基于GPU的工程实现技术 119
8.2.2 基于FPGA的工程实现技术 138
8.3 本章小结 148
参考文献 148