合成孔径雷达成像：算法与实现
作 者： （美）卡明 等著，洪文 等译
出版时间： 2012
内容简介
本书专门论述SAR成像处理算法及其涉及的数字信号处理理论和技术。全书首先讨论了合成孔径雷达基础知识，重点介绍SAR成像处理所涉及的信号处理理论、合成孔径基本概念、合成孔径雷达信号特征分析等；接着讨论SAR成像处理算法、实现及其比较，包括距离－多普勒算法、ChirpScaling算法、Ω－k算法、SPECAN算法等成像处理算法，此外还论述了宽成像带ScanSAR工作模式的成像处理方法等；最后，《国防电子信息技术丛书：合成孔径雷达成像·算法与实现》讨论了SAR成像处理算法中的重要辅助算法，即多普勒参数估计，包括多普勒中心估计和方位调频率估计等。
目录
第一部分 合成孔径雷达基础
第1章 概论
1.1 合成孔径雷达背景简介
1.2 遥感中的雷达
1.3 SAR基础
1.4 星载合成孔径雷达传感器
1.5 内容概要
1.5.1 星载合成孔径雷达图像示例
参考文献
第2章 信号处理基础
2.1 简介
2.2 线性卷积
2.2.1 连续时间卷积
2.2.2 离散时间卷积
2.3 傅里叶变换
2.3.1 连续时间傅里叶变换
2.3.2 离散傅里叶变换
2.3.3 傅里叶变换性质
2.3.4 傅里叶变换示例
2.4 卷积的DFT计算
2.5 信号采样
2.5.1 采样信号的频谱
2.5.2 信号类型
2.5.3 奈奎斯特采样率和混叠
2.6 平滑窗
2.7 插值
2.7.1 sinc插值
2.7.2 插值核的频谱
2.7.3 非基带和复插值
2.8 点目标分析
2.9 小结
2.9.1 金星坑的麦哲伦图像
参考文献
第3章 线性调频信号的脉冲压缩
3.1 概述
3.2 线性调频信号
3.2.1 时域表达
3.2.2 线性调频脉冲的频谱
3.2.3 调频信号采样
3.2.4 频率和时间不连续性
3.3 脉冲压缩
3.3.1 脉冲压缩原理
3.3.2 线性调频信号的时域压缩
3.3.3 频域匹配滤波器
3.3.4 窗效应
3.3.5 过采样率重定义
3.4 匹配滤波器的实现
3.4.1 目标定位和匹配滤波器弃置区
3.5 调频率失配
3.5.1 基带信号中的失配影响
3.5.2 非基带信号中的失配影响
3.5.3 滤波器失配和时间带宽积
3.6 小结
3.6.1 ENVISAT/ASAR宽带图像
参考文献
附录3 A 匹配滤波输出的推导
附录3 B 相位失配误差推导
第4章 合成孔径的概念
4.1 概述
4.2 SAR几何关系
4.2.1 术语定义
4.2.2 卫星地距几何
4.2.3 卫星轨道几何
4.3 距离等式
4.3.1 距离等式的双曲线模型
4.3.2 速度与角度的关系
4.4 SAR距离向信号
4.4.1 发射脉冲
4.4.2 数据获取
4.5 SAR方位向信号
4.5.1 什么是SAR中的多普勒频率
4.5.2 相干脉冲
4.5.3 PRF的选择
4.5.4 方位向信号强度和多普勒历程
4.5.5 方位向参数
4.6 二维信号
4.6.1 信号存储器中的数据排列
4.6.2 解调后的基带信号
4.6.3 SAR冲激响应
4.6.4 典型雷达参数值
4.7 SAR分辨率与合成孔径
4.7.1 分辨率的带宽推导
4.7.2 合成孔径
4.8 小结
4.8.1 温哥华岛的窄幅ScanSAR图像
参考文献
附录4 A 近似雷达速度的推导
附录4 B 正交解调
附录4 C 合成孔径的概念
第5章 SAR信号的性质
5.1 简介
5.2 低斜视角下的信号频谱
5.2.1 距离多普勒域频谱
5.2.2 二维频谱
5.3 一般情况下的信号频谱
5.3.1 距离向傅里叶变换
5.3.2 方位向傅里叶变换
5.3.3 距离向傅里叶逆变换
5.4 方位混叠与多普勒中心
5.4.1 方位混叠和模糊的起因
5.4.2 多普勒中心
5.4.3 多普勒模糊
5.4.4 距离向的多普勒中心变化
5.5 距离单元徙动
5.5.1 RCM的分量
5.5.2 同一距离处的多个目标
5.5.3 目标轨迹卷绕
5.6 点目标示例
5.6.1 仿真参数
5.7 SAR处理算法初窥
5.7.1 时域匹配滤波
5.7.2 机载实时处理图像
5.7.3 非聚焦SAR
5.7.4 更好的处理算法
5.8 小结
参考文献
附录5 A 距离向/方位向的耦合
附录5 B 方位调频率注释
第二部分 SAR处理算法
第6章 距离多普勒算法
6.1 简介
6.2 算法概述
6.3 低斜视角下的RDA
6.3.1 雷达原始数据
6.3.2 距离压缩
6.3.3 方位向傅里叶变换
6.3.4 距离徙动校正
6.3.5 残余RCM导致的展宽
6.3.6 方位压缩
6.3.7 低斜视下的RADARSAT-1图像
6.4 大斜视角情况
6.4.1 斜视的处理改进
6.4.2 SRC的实现
6.4.3 星载和机载中的SRC方式
6.4.4 SRC仿真试验
6.4.5 机载L波段雷达图像示例
6.5 多视处理
6.5.1 子视时频关系
6.5.2 子视抽取、检测及求和
6.5.3 等效视数
6.5.4 多视处理示例
6.5.5 调频率误差
6.5.6 多视处理图像
6.6 小结
参考文献
第7章 Chirp Scaling算法
7.1 介绍
7.1.1 Chirp Scaling算法概览
7.2 Chirp Scaling原理
7.3 RCMC中的Chirp Scaling
7.3.1 一致RCMC和补余RCMC
7.3.2 RCM的精确表达
7.4 变标方程推导
7.4.1 补余RCM量级示例
7.5 CSA处理细节
7.5.1 距离处理
7.5.2 方位处理
7.6 处理示例
7.6.1 点目标仿真处理
7.6.2 SRTM/X-SAR数据处理
7.7 小结
参考文献
第8章 wK算法
8.1 简介
8.1.1 wKA概述
8.2 参考函数相乘
8.3 Stolt插值
8.3.1 变量代换
8.4 对Stolt映射的理解
8.4.1 Stolt映射的组成部分
8.4.2 基于傅里叶变换性质的理解
8.4.3 基于支持域的理解
8.4.4 基于成像几何关系的理解
8.5 误差分析
8.6 近似wKA
8.6.1 近似项
8.6.2 与RDA和CSA的关系
8.6.3 近似wKA的误差讨论
8.7 处理示例
8.7.1 完整wKA仿真
8.7.2 近似wKA
8.7.3 X波段机载聚束雷达图像示例
8.8 小结
参考文献
附录8 A 波数域的Stolt映射
第9章 SPECAN算法
9.1 简介
9.1.1 SPECAN算法概述
9.2 SPECAN算法的推导
9.2.1 SPECAN的卷积推导
9.2.2 几何解释
9.2.3 混叠与FFT长度
9.2.4 输出采样间隔
9.2.5 FFT有效输出点数
9.2.6 后续FFT位置
9.2.7 FFT输出结果的拼接
9.3 多视处理
9.4 处理效率
9.5 距离徙动校正
9.5.1 时域线性RCMC
9.5.2 数据倾斜与校直
9.6 相位补偿
9.7 关于图像质量的一些问题
9.7.1 拼接点处的频率间断
9.7.2 方位调频率误差
9.7.3 扇贝辐射效应
9.8 处理示例
9.8.1 仿真点目标
9.8.2 SPECAN算法处理出的ERS图像
9.9 小结
参考文献
