艇载高分辨率成像探测系统技术

平流层飞艇可在高空长时间驻留，在遥感探测等领域具有广阔的应用前景，近年来艇载高分辨率成像探测系统技术已成为国内外研究热点。本书共分6章。针对飞艇平台特点和应用需求，系统地论述了微波和光学高分辨率成像探测系统的技术体制，主要指标、关键技术和实现方案。

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究意义 1
1.2 艇载微波载荷系统的研究进展 1
1.2.1 主动雷达 1
1.2.2 外辐射源雷达 2
1.2.3 无源探测 3
1.2.4 地质勘探 3
1.2.5 关键技术 3
1.3 艇载光学载荷系统的应用需求 4
1.3.1 载荷种类 4
1.3.2 关键技术 5
1.4 本书的内容安排 6
参考文献 7
第2章 主动雷达成像探测 10
2.1 引言 10
2.2 艇载稀疏阵列天线雷达系统性能分析 10
2.2.1 组合巴克码共形稀疏阵列 11
2.2.2 系统方案设计 12
2.2.3 稀疏阵列信噪比分析 16
2.3 基于压缩感知的艇载稀疏阵列天线雷达对地成像 18
2.3.1 信号处理方法 19
2.3.2 阵列形变误差估计 21
2.3.3 实验和讨论 23
2.4 基于干涉处理的阵列形变误差补偿和目标探测 32
2.4.1 成像模型 32
2.4.2 信号处理 33
2.4.3 仿真分析 35
2.5 艇载正交长基线毫米波InISAR运动目标三维成像 38
2.5.1 正交长基线InISAR差频测角定位原理 38
2.5.2 基于等效去平地相位的模糊数估计方法 40
2.5.3 实际数据处理 44
2.6 本章小结 48
参考文献 49
第3章 艇载外辐射源雷达目标探测 52
3.1 引言 52
3.2 面临的主要问题及系统体制损失 54
3.2.1 参考信号获取问题 54
3.2.2 直达波抑制问题 55
3.2.3 数字电视信号特有问题 56
3.3 基于共形稀疏阵列的雷达系统性能分析 57
3.3.1 直线稀疏布阵及分析 58
3.3.2 共形曲线稀疏布阵及分析 61
3.3.3 外辐射源雷达探测性能分析 64
3.4 单源三站外辐射源雷达目标探测性能分析 66
3.4.1 单源单站系统性能分析 66
3.4.2 单源三站系统性能分析 69
3.5 参考通道多径杂波抑制 73
3.5.1 多径杂波强度和影响分析 74
3.5.2 多径杂波抑制算法与原理 76
3.5.3 算法性能评价原则 80
3.5.4 仿真分析 80
3.5.5 实际数据处理 83
3.6 基于多帧信号处理的目标探测 84
3.6.1 基于聚类分析的多帧信号处理 84
3.6.2 基于目标速度信息和动态规划的多帧信号处理 94
3.7 本章小结 118
参考文献 119
第4章 阵列结构低频信号产生和应用 123
4.1 引言 123
4.2 低频信号产生原理 124
4.3 阵列结构下的低频信号产生方法 128
4.3.1 阵列结构合成低频信号原理 128
4.3.2 阵列结构合成低频信号过程 130
4.3.3 阵列结构误差分析 138
4.3.4 等间隔稀疏条件下的分析 140
4.4 交错阵列甚低频信号产生方法 141
4.4.1 交错阵列甚低频信号产生 142
4.4.2 仿真分析 147
4.5 实验验证 156
4.5.1 实验方案设计 157
4.5.2 仿真分析 161
4.5.3 实验结果与分析 164
4.6 应用方向 167
4.6.1 地质勘探 167
4.6.2 多波段信号目标探测 167
4.7 本章小结 168
参考文献 169
第5章 衍射光学系统和激光应用 172
5.1 引言 172
5.2 衍射光学系统的性质 172
5.2.1 衍射光学系统的相控阵解释 173
5.2.2 衍射光学系统的结构参数 173
5.2.3 衍射光学系统的谐衍射性质 173
5.3 艇载激光雷达和光学合成孔径 174
5.3.1 应用方向 174
5.3.2 光学合成孔径 174
5.3.3 接收波束展宽及作用距离分析 179
5.4 艇载0.5m衍射口径激光雷达 192
5.4.1 系统方案 193
5.4.2 关键技术解决途径 195
5.4.3 系统指标分析 196
5.4.4 外视场基线多通道ISAL成像探测实验 199
5.4.5 基于BPSK信号的双通道ISAL成像探测实验 211
5.4.6 内视场基线多通道ISAL成像探测实验 225
5.4.7 激光信号的相干性保持实验 240
5.5 艇载1m衍射口径激光通信和干涉定位 249
5.5.1 艇载激光通信干涉系统 249
5.5.2 系统性能分析 251
5.6 艇载2m衍射口径激光雷达水深探测 252
5.6.1 探测模型 253
5.6.2 艇载激光雷达参数 259
5.6.3 艇载激光雷达探测性能 262
5.7 面阵探测器激光成像 264
5.7.1 面阵探测器和系统结构 264
5.7.2 激光回波信号模型 265
5.7.3 基于目标自转的激光合成孔径成像 267
5.7.4 激光合成孔径成像仿真 269
5.7.5 傅里叶叠层成像 272
5.7.6 成像方法比较和讨论 277
5.8 频域稀疏采样激光成像 279
5.8.1 图像频域稀疏采样 280
5.8.2 频域稀疏采样成像仿真 283
5.9 本章小结 290
参考文献 290
第6章 红外目标探测和相干成像 295
6.1 引言 295
6.2 红外系统参数分析 296
6.2.1 信噪比 296
6.2.2 灵敏度 297
6.2.3 比探测率 297
6.2.4 光学系统角分辨率 299
6.3 探测性能分析 300
6.4 等效噪声功率分析 303
6.4.1 电子学系统 303
6.4.2 激光系统 304
6.4.3 红外相机 305
6.5 激光本振红外光谱干涉成像 306
6.5.1 射电望远镜和激光干涉成像的研究进展 307
6.5.2 激光本振红外光谱干涉成像概念 309
6.6 艇载红外光谱干涉成像的天文应用 312
6.6.1 平流层飞艇天文观测平台 312
6.6.2 艇载10m基线2m衍射口径红外光谱干涉成像望远镜 313
6.6.3 关键技术及其可能的技术途径 315
6.7 综合孔径红外干涉成像 318
6.7.1 红外综合孔径射电成像原理 318
6.7.2 艇载6.5m综合孔径红外射电望远镜 320
6.7.3 综合孔径衍射光学系统与色差校正 322
6.7.4 孔径渡越与光谱范围分析 324
6.7.5 综合孔径红外射电成像性能分析与仿真 326
6.8 光学合成孔径红外相干成像 328
6.8.1 基于相干探测的光学合成孔径成像 328
6.8.2 艇载10m光学合成孔径相干成像望远镜 333
6.8.3 波前估计和成像处理仿真 337
6.9 衍射薄膜镜和红外成像结果 341
6.10 衍射薄膜镜数字色差校正红外成像 342
6.10.1 相干探测数字色差校正原理 342
6.10.2 系统参数选择和成像处理流程 346
6.10.3 红外数字色差校正成像仿真 348
6.11 本章小结 352
参考文献 352