電磁渦旋成像理論與方法

目錄
《空間信息獲取與處理前沿技術(shù)叢書》序
前言
第1章 概論 1
1.1 引言 1
1.2 雷達(dá)成像技術(shù)概述 2
1.2.1 傳統(tǒng)凝視成像技術(shù)概述2
1.2.2 微波關(guān)聯(lián)成像技術(shù)概述 5
1.2.3 電磁渦旋成像研究現(xiàn)狀 6
1.3 本書內(nèi)容安排 10
參考文獻(xiàn) 11
第2章 渦旋電磁波與軌道角動(dòng)量物理特性 17
2.1 引言 17
2.2 電磁場基本理論與守恒法則 17
2.2.1 Maxwell-Lorentz方程 17
2.2.2 電磁波的輻射和傳播 19
2.2.3 電磁能量與電磁動(dòng)量 21
2.3 軌道角動(dòng)量的內(nèi)稟屬性與輻射場特性 22
2.3.1 軌道角動(dòng)量的內(nèi)稟屬性 22
2.3.2 不同極化條件下的輻射場分布與變化特性 24
2.4 渦旋電磁波傳播特性 27
2.5 本章小結(jié) 30
參考文獻(xiàn) 30
第3章 面向成像的渦旋電磁波產(chǎn)生方法 32
3.1 引言 32
3.2 渦旋電磁波產(chǎn)生原理與方法 33
3.2.1 渦旋電磁波產(chǎn)生基本原理 33
3.2.2 基于密度加權(quán)圓環(huán)陣列的渦旋電磁波產(chǎn)生方法 39
3.2.3 基于矩形陣和六邊形陣的渦旋電磁波產(chǎn)生方法 43
3.3 輻射方向圖優(yōu)化設(shè)計(jì)方法 47
3.3.1 基于有向陣元的方向圖優(yōu)化方法 47
3.3.2 基于同心圓環(huán)陣列的方向圖優(yōu)化方法 50
3.4 基于同心圓環(huán)陣列的X波段軌道角動(dòng)量波束產(chǎn)生方法 54
3.4.1 基于遺傳算法的渦旋電磁波產(chǎn)生優(yōu)化方法 54
3.4.2 天線單元設(shè)計(jì)及其對陣列方向圖的影響分析 57
3.4.3 實(shí)用陣列設(shè)計(jì)范例 67
3.5 本章小結(jié) 71
參考文獻(xiàn) 72
第4章 渦旋電磁波測量與目標(biāo)散射特性 74
4.1 引言 74
4.2 渦旋電磁波接收與測量方法 74
4.2.1 渦旋電磁波接收與軌道角動(dòng)量態(tài)測量方法 74
4.2.2 基于旋轉(zhuǎn)多普勒頻移的軌道角動(dòng)量態(tài)測量方法 76
4.3 渦旋電磁場實(shí)測結(jié)果與質(zhì)量分析 77
4.3.1 渦旋電磁波產(chǎn)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 78
4.3.2 陣列誤差建模與分析 79
4.3.3 渦旋電磁場測量方法與測量結(jié)果分析 83
4.4 目標(biāo)散射特性與調(diào)制作用 90
4.4.1 基于軌道角動(dòng)量的RCS的定義 90
4.4.2 金屬平板基于軌道角動(dòng)量的RCS計(jì)算與特性分析 91
4.4.3 金屬圓柱體的基于軌道角動(dòng)量的RCS計(jì)算與特性分析 95
4.5 本章小結(jié) 98
參考文獻(xiàn) 98
第5章 電磁渦旋成像原理與數(shù)學(xué)模型 100
5.1 引言 100
5.2 電磁渦旋成像基本原理 100
5.3 成像數(shù)學(xué)模型 102
5.3.1 多發(fā)多收工作模式 103
5.3.2 多發(fā)單收工作模式 106
5.3.3 斜視場景下成像模型 108
5.4 成像性能優(yōu)勢分析 110
5.4.1 成像分辨率分析比較 110
5.4.2 成像系統(tǒng)特點(diǎn) 113
5.5 本章小結(jié) 114
參考文獻(xiàn) 115
第6章 電磁渦旋成像目標(biāo)重構(gòu)方法 117
6.1 引言 117
6.2 基于圓環(huán)陣列的成像方法 117
6.2.1 基于線性調(diào)頻信號的成像模型 117
6.2.2 回波分析與成像處理方法 119
6.3 基于同心圓環(huán)陣列的電磁渦旋成像方法 121
6.3.1 輻射場設(shè)計(jì)方法 121
6.3.2 成像模型與成像處理 124
6.3.3 方向圖綜合后成像模型與成像結(jié)果 128
6.4 電磁渦旋成像實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證 133
6.4.1 一維成像實(shí)測數(shù)據(jù)處理與分析 133
6.4.2 二維成像實(shí)測數(shù)據(jù)處理與分析 136
6.5 本章小結(jié) 139
參考文獻(xiàn) 140
第7章 基于稀疏貝葉斯學(xué)習(xí)的高分辨率電磁渦旋成像方法 141
7.1 引言 141
7.2 電磁渦旋成像的稀疏表示模型 141
7.2.1 稀疏信號恢復(fù)基本理論回顧 142
7.2.2 稀疏信號表示模型 142
7.3 基于稀疏貝葉斯的圖像重建方法 145
7.3.1 目標(biāo)重構(gòu)方法 145
7.3.2 高分辨二維成像 147
7.3.3 網(wǎng)格失配影響分析與校正 151
7.4 波束掃描條件下的稀疏貝葉斯成像方法 153
7.4.1 基于遺傳算法的旁瓣抑制方法 153
7.4.2 波束掃描與分析 156
7.4.3 成像模型與成像處理方法 158
7.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)成像結(jié)果與分析 161
7.6 本章小結(jié) 163
參考文獻(xiàn) 163
第8章 若干開放性問題 166
參考文獻(xiàn) 168
附錄 169