雷達成像與信號分析時頻變換

前言

　　聯(lián)合時頻信號分析方法的開發(fā)與研究是目前熱門的研究領域，許多國際會議和學術(shù)研討會都以其為討論主題?！　÷?lián)合時頻信號分析的數(shù)學基礎已經(jīng)建立了很多年，也得到充分的理論理解，但是，實時信號處理和結(jié)果的高效可視化所需的計算量卻一直極大地超出常規(guī)計算機的計算能力。而今，隨著具有足夠計算和圖形顯示能力的工作站及個人電腦的出現(xiàn)，完全可以實現(xiàn)實時的時頻變換，并對譜信號結(jié)構(gòu)的時間相進行動態(tài)可視化。這些工作站和電腦正是開發(fā)聯(lián)合時頻域方法應用于雷達信號分析及運動目標成像所需的工具?！　r.chen和Dr.Ling各自致力于尋找將聯(lián)合時頻域處理應用到雷達信號分析、雷達成像和運動目標特征提取方面的新方法，他們將其研究成果融合到本書中，形成了第一本全面描述適于雷達應用的聯(lián)合時頻域處理方法的專業(yè)著作?！　”緯_始簡要回顧了雷達與時頻變換，以此作為理解聯(lián)合時頻處理方法如何能提高常規(guī)的時域或頻域處理方法的基礎。接下來詳細闡述了聯(lián)合時頻處理在雷達信號檢測、距離像分析、合成孔徑雷達成像、逆合成孔徑雷達成像以及微多普勒信號分析方面的優(yōu)勢。最后一章闡明雷達應用方面時頻變換的當前發(fā)展趨勢，簡述了一些目前研究的課題?？傊緯瓤捎糜诮虒W又可用于研究，書中附有大量插圖以方便讀者對實際內(nèi)容進行理解。

內(nèi)容概要

　　《雷達成像與信號分析時頻變換》開始簡要回顧了雷達與時頻變換，以此作為理解聯(lián)合時頻處理方法如何能提高常規(guī)的時域或頻域處理方法的基礎。接下來詳細闡述了聯(lián)合時頻處理在雷達信號檢測、距離像分析、合成孔徑雷達成像、逆合成孔徑雷達成像以及微多普勒信號分析方面的優(yōu)勢。最后一章闡明雷達應用方面時頻變換的當前發(fā)展趨勢，簡述了一些目前研究的課題?？傊独走_成像與信號分析時頻變換》既可用于教學又可用于研究，書中附有大量插圖以方便讀者對實際內(nèi)容進行理解。

作者簡介

　　Victor C.Chen 在俄亥俄州克里夫蘭的凱斯西儲大學（Case westem Resetve university）分別獲得電氣工程專業(yè)碩士和博士學位。從1990年開始，在位于華盛頓的美國海軍研究實驗室雷達部門工作，是若干研究項目的主要負責人，研究領域包括合成孔徑雷達、逆合成孔徑雷達、運動目標檢測、非合作目標識別以及時頻變換在雷達信號和成像方面的應用等。在加人海軍研究實驗室之前，他是高級工程師，曾在馬里蘭州西爾弗斯普林（Silver-Spring）的Virtm公司、俄亥俄州克里夫蘭的Picker國際公司以及俄亥俄州Solon的Technicare公司擔任研究人員，其主要研究包括圖像處理、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、自動目標識別、運動目標檢測、三維運動視覺、核磁共振成像（MRI）以及其他一些醫(yī)學成像系統(tǒng)等。（2hen博士已經(jīng)發(fā)表了80多篇著作、期刊和會議論文等?！　ao Ling 1959年9月26日出生于中國臺灣省臺中市。于1982年在麻省理工學院獲得電氣工程與物理學專業(yè)學士學位，并分別于1983年和1986年在伊利諾伊大學Urbana.Champaign分校獲得電氣工程專業(yè)碩士和博士學位。1986年9月開始在得克薩斯大學奧斯汀分校任教，現(xiàn)任電氣與計算機工程系教授。　　1982年，在IBM紐約的Thomas J.Watson研究中心的Josephson部門領導低溫實驗。1987年參與了美國Lawrenee Livermore國家實驗室的夏季訪問講學計劃，1990年是Hanscom空軍基地的羅馬航空發(fā)展中心的“美國空軍夏季訪問學者”（Air：Force Summer Fellow）。其主要研究領域是計算電磁學。在過去的10年里，他主要致力于用數(shù)值漸進方法提取復雜目標雷達橫截面的研究。目前的研究興趣包括雷達信號處理、雷達圖像仿真的快速算法以及自動目標識別等。　　Ling博士，IEEE會士，獲得1987年美國國家科學基金會院長青年研究獎、1991年美國宇航局（NASA）致謝書，并多次獲得得克薩斯大學的教學獎。

書籍目錄

1 緒論1.1 目標的電磁后向散射1.2 雷達信號和噪聲1.2.1 信號波形1.2.2 信噪比1.3 雷達模糊函數(shù)和匹配濾波器1.3.1 雷達模糊函數(shù)1.3.2 匹配濾波器1.3.3 脈沖壓縮1.4 合成孔徑雷達成像1.4.1 距離像1.4.2 距離分辨率1.4.3 橫向距離分辨率2 時頻變換2.1 線性時頻變換2.I.1 短時間傅立葉變換STFT2.1.2 連續(xù)小波變換（CWT）2.1.3 自適應時頻表示法2.2 雙線性時頻變換2.2.1 WVD2.2.2 Cohen類2.2.3 TFDS3 噪聲中信號的檢測與提取3.1 導言3.2 時變頻率濾波3.3 時頻域的信噪比改善3.3.1 適合信號檢測和提取的信噪比定義3.3.2 聯(lián)合時頻域中的信噪比3.4 聯(lián)合時頻域中的CFAR檢測3.5 聯(lián)合時頻域的信號提取3.5.1 時頻延拓和重建3.5.2 時頻掩膜和信號提取4 雷達距離像的時頻分析4.1 后向散射數(shù)據(jù)中的電磁現(xiàn)象學4.2 距離像的時頻表示法4.3 高分辨率時頻技術(shù)在散射數(shù)據(jù)上的應用4.3.1 CWT的應用4.3.2 TFDS的應用4.3.3 加窗超分辨算法4.3.4 自適應高斯表示法4.4 利用時頻處理從雷達圖像中提取分散散射特征5 基于時頻分析的雷達成像5.1 動目標雷達成像5.2 標準運動補償和基于傅立葉變換的成像方法5.3 基于時頻的成像方法5.4 機動目標的雷達成像5.4.1 機動目標的動態(tài)特性5.4.2 基于時頻的機動目標雷達成像5.5 多目標雷達成像5.5.1 多目標分辨率分析5.5.2 基于時頻的多目標相位補償5.5.3 多目標的雷達時頻成像方法5.6 總結(jié)6 利用時頻技術(shù)的ISAR成像運動補償6.1 運動補償算法6.2 基于時頻的運動補償6.2.1 利用自適應時頻投影估計相位6.2.2 運動誤差消除6.3 運動補償實例6.4 三維目標運動7 運動目標SAR成像7.1 運動目標雷達回波7.1.1 距離彎曲7.1.2 雜波帶寬7.1.3 運動目標雷達回波分析7.2 目標運動對sAR成像的影響7.3 運動目標檢測和成像7.3.1 單孔徑天線SAR7.3.2 多天線SAR7.4 基于時頻變換的運動目標SAR成像7.4.1 基于時頻變換的多普勒參數(shù)估計7.4.2 基于時頻SAR成像的運動目標檢測8 微多普勒現(xiàn)象時頻分析8.1 振動引起的微多普勒8.1.1 振動散射體的時頻特征8.1.2 運動目標微多普勒特征實例8.2 旋轉(zhuǎn)引起的微多普勒頻移8.2.1 螺旋槳運動8.2.2 螺旋槳的雷達回波8.2.3 旋轉(zhuǎn)引起調(diào)制的時域特征8.2.4 頻域特征8.2.5 時頻特征9 時頻變換在雷達應用方面的趨勢9.1 自適應時頻變換的應用9.2 后向散射特征提取9.3 成像方法9.4 運動補償9.5 運動目標檢測9.6 微多普勒分析縮略語

章節(jié)摘錄

　　5　基于時頻分析的雷達成像　　雷達成像是從所記錄的復數(shù)數(shù)據(jù)中重建雷達目標圖像。所有的成像技術(shù)都是將三維目標空間投影到二維圖像平面。雷達圖像是三維目標在二維距離一橫向距離平面的映射。雷達系統(tǒng)產(chǎn)生圖像，需要三個主要部分：發(fā)射機、目標、接收機。發(fā)射機發(fā)射一串脈沖到待成像的目標，然后接收機記錄從目標反射回來的脈沖，并對數(shù)據(jù)進行處理來重建目標圖像?！　榱说枚S的距離一橫向距離圖像，記錄的原始數(shù)據(jù)需要重新排列成二維形式。雷達圖像的距離分辨率和雷達發(fā)射信號帶寬直接相關，橫向距離分辨率由天線的有效波束寬度決定，即與天線孔徑的有效長度成反比。正如在第1章中介紹的，為了不使用大的真實天線孔徑卻能得到高的橫向距離分辨率，廣泛使用合成陣列處理，即由相對于目標不同角度的一系列小孔徑獲得的信號相干組合，用以仿效從大孔徑獲得的結(jié)果?！　≌绲?章提到的，SAR可以產(chǎn)生固定表面目標和地形的高分辨率圖像，ISAR利用幾何學上逆過程來產(chǎn)生目標圖像，即雷達是固定的而目標是運動的。利用足夠高的多普勒分辨率，可以觀察到目標上鄰近散射體的微多普勒頻移，也可以通過多普勒頻譜得到目標反射率的分布情況。獲得多普勒信息的常規(guī)方法是基于傅立葉變換。通過對一串時間序列作傅立葉變換，可以形成一幅ISAR圖像。因此，常規(guī)的雷達圖像形成是基于傅立葉的成像方法。　　本章中，討論基于傅立葉的成像方法，并介紹一種新的基于時頻的成像方法。第5.1節(jié)簡要描述動目標雷達成像的背景知識和多普勒頻移的時變特性。第5.2節(jié)討論標準的運動補償和成像，第5.3節(jié)介紹基于時頻的成像方法。第5.4節(jié)和第5.5節(jié)討論一些關于機動目標和多目標雷達成像的問題。

編輯推薦

　　《雷達成像與信號分析時頻變換》既可用于教學又可用于研究，書中附有大量插圖以方便讀者對實際內(nèi)容進行理解。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    雷達成像與信號分析時頻變換 PDF格式下載

---