面向智能感知的海面目標(biāo)寬帶雷達(dá)信號(hào)與圖像仿真

目錄
“電子與信息作戰(zhàn)叢書”序
前言
第1章 基于毛細(xì)波相位修正的海面高分辨電磁散射模型 1
1.1 海面幾何建模方法 1
1.1.1 功率譜 2
1.1.2 角度分布函數(shù) 4
1.1.3 線性海面幾何建模 5
1.2 海面電磁散射**模型 8
1.2.1 基爾霍夫近似方法 8
1.2.2 微擾法 10
1.2.3 復(fù)合表面模型 12
1.2.4 小斜率近似方法 13
1.3 毛細(xì)波相位修正面元散射模型 16
1.3.1 漫散射區(qū)域的Bragg諧振機(jī)制 16
1.3.2 毛細(xì)波相位修正面元散射模型推導(dǎo) 17
1.3.3 數(shù)值計(jì)算結(jié)果與分析 22
1.4 基于面元的簡(jiǎn)化SSA方法 25
1.4.1 基于面元的簡(jiǎn)化SSA方法的理論推導(dǎo) 25
1.4.2 FBS-SSA方法的驗(yàn)證與性能分析 28
1.5 高海況海面電磁散射模型 32
1.5.1 破碎波幾備型 33
1.5.2 破碎波散射場(chǎng)計(jì)算 34
1.5.3 考慮破碎波的高海況海面電磁散射模型 36
1.5.4 高海況海面散射特性分析 36
1.5.5 高海況海面SAR圖像仿真分析 41
1.6 大幅寬海場(chǎng)景電磁散射計(jì)算方法 44
1.7 本章小結(jié) 46
參考文獻(xiàn) 46
第2章 三維時(shí)空相關(guān)海雜波的統(tǒng)計(jì)建模與FPGA實(shí)現(xiàn) 50
2.1 海雜波統(tǒng)計(jì)分布模型及參數(shù)估計(jì)方法 51
2.1.1 常見的統(tǒng)計(jì)分布模型 51
2.1.2 統(tǒng)計(jì)分布模型的參數(shù)估計(jì)方法 54
2.1.3 模型擬合精度評(píng)價(jià)準(zhǔn)則 60
2.2 海雜波幅度統(tǒng)計(jì)特性分析 61
2.2.1 海雜波幅度分布特性 61
2.2.2 海雜波時(shí)空相關(guān)性 66
2.3 三維時(shí)空相關(guān)海雜波統(tǒng)計(jì)建模方法 73
2.4 基于FPGA平臺(tái)的海雜波仿真 76
2.4.1 功率譜插值擴(kuò)展方法 77
2.4.2 HLS優(yōu)化方法 78
2.4.3 基礎(chǔ)運(yùn)算單元實(shí)現(xiàn) 80
2.4.4 總體硬件結(jié)構(gòu) 83
2.4.5 仿真結(jié)果分析 88
2.5 本章小結(jié) 91
參考文獻(xiàn) 91
第3章 基于GO-PO方法的海面目標(biāo)優(yōu)化面元電磁散射模型 93
3.1 復(fù)雜目標(biāo)電磁散射的GO-PO方法 93
3.1.1 幾何光學(xué)方法 94
3.1.2 物理光學(xué)方法 95
3.1.3 面元化的GO-PO方法 98
3.2 基于GO-PO方法的海面目標(biāo)復(fù)合電磁散射模型 107
3.2.1 目標(biāo)與海面復(fù)合電磁散射模型的建立 108
3.2.2 算例驗(yàn)證與分析 109
3.2.3 艦船目標(biāo)與海面復(fù)合雙站散射特性的研究 113
3.3 基于矩形波束與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的復(fù)合電磁散射計(jì)算加速技術(shù) 117
3.4 基于艦船六自由度運(yùn)動(dòng)的復(fù)合電磁散射模型 121
3.4.1 艦船六自由度運(yùn)動(dòng) 122
3.4.2 六自由度運(yùn)動(dòng)方程和切片法求解理論 124
3.4.3 二維海面上艦船六自由度運(yùn)動(dòng)仿真 131
3.4.4 時(shí)變海面與運(yùn)動(dòng)艦船散射特性分析 137
3.5 本章小結(jié) 140
參考文獻(xiàn) 141
第4章 海面艦船復(fù)合場(chǎng)景的SAR圖像仿真 142
4.1 SAR成像基本原理與方法 143
4.1.1 SAR高分辨原理 143
4.1.2 線性調(diào)頻信號(hào)與脈沖壓縮 145
4.2 SAR成像基礎(chǔ)算法 147
4.2.1 距離單元徙動(dòng) 147
4.2.2 RD 雜算法 149
4.2.3 CS 雜算法 154
4.2.4 FS 雜算法 159
4.2.5 BP 雜算法 163
4.3 海面艦船復(fù)合場(chǎng)景SAR信號(hào)仿真的頻域?qū)拵盘?hào)模型 163
4.4 海面艦船復(fù)合場(chǎng)景SAR圖像仿真與特征分析 166
4.4.1 海面艦船正側(cè)視SAR圖像仿真與特征分析 166
4.4.2 海面艦船斜視單基SAR圖像仿真與特征分析 168
4.5 本章小結(jié) 170
參考文獻(xiàn) 170
第5章 海面艦船復(fù)合場(chǎng)景的ISAR圖像仿真 172
5.1 ISAR成像基本原理與方法 173
5.1.1 轉(zhuǎn)臺(tái)成像原理 173
5.1.2 平動(dòng)補(bǔ)償 177
5.1.3 基于RD成像算法的ISAR成像 183
5.2 基于STFT的海上艦船ISAR圖像仿真 185
5.2.1 艦船目標(biāo)ISAR回波模型 185
5.2.2 艦船目標(biāo)三維轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)多普勒的影響 186
5.2.3 基于STFT的ISAR成像算法 188
5.2.4 目標(biāo)三維轉(zhuǎn)動(dòng)ISAR成像分析 189
5.2.5 海上真實(shí)艦船目標(biāo)ISAR圖像仿真 195
5.3 基于雙線性時(shí)頻變換方法的中低海況艦船目標(biāo)ISAR成像 197
5.3.1 中低海況下艦船回波模型 198
5.3.2 基于雙線性時(shí)頻變換的艦船瞬時(shí)ISAR成像 198
5.3.3 中低海況下艦船ISAR圖像仿真與結(jié)果分析 200
5.4 基于CPS的高海況艦船目標(biāo)ISAR成像 201
5.4.1 高海況下艦船回波模型 201
5.4.2 基于CPS參數(shù)估計(jì)的艦船瞬時(shí)ISAR成像 202
5.4.3 高海況下艦船ISAR圖像仿真與結(jié)果分析 203
5.5 本章小結(jié) 204
參考文獻(xiàn) 205
第6章 海面艦船微多普勒特征的仿真分析 208
6.1 艦船六自由度運(yùn)動(dòng)引起的微多普勒特征仿真分析 208
6.1.1 雷達(dá)中的微多普勒效應(yīng) 208
6.1.2 艦船六自由度運(yùn)動(dòng)引起的微多普勒特征仿真分析 210
6.1.3 艦船微多普勒特征仿真結(jié)果 213
6.2 基于艦船微多普勒特征的艦船微動(dòng)特征反演 215
6.2.1 艦船目標(biāo)的IF估計(jì)方法 215
6.2.2 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的IF估計(jì)結(jié)果 215
6.2.3 艦船目標(biāo)的微動(dòng)特征反演 217
6.3 考慮天線轉(zhuǎn)動(dòng)的艦船微多普勒特征仿真分析 219
6.3.1 天線轉(zhuǎn)動(dòng)模型 219
6.3.2 仿真結(jié)果及分析 221
6.4 本章小結(jié) 225
參考文獻(xiàn) 225
第7章 無(wú)源干擾背景下海場(chǎng)景的雷達(dá)圖像仿真 227
7.1 角反射器電磁散射特性分析 227
7.1.1 充氣式二十面體角反射器幾何建模 228
7.1.2 角反射器電磁散射特性仿真分析 229
7.1.3 角反射器SAR圖像仿真與特征分析 231
7.2 箔條云團(tuán)散射特性分析 232
7.2.1 箔條云團(tuán)幾何特性 233
7.2.2 箔條空氣動(dòng)力學(xué)模型 235
7.2.3 單根箔條電磁散射建模 244
7.2.4 基于體素分割的箔條云團(tuán)分區(qū)方法 252
7.2.5 箔條云團(tuán)電磁散射特性分析 258
7.2.6 箔條HRRP仿真 266
7.3 角反射器干擾下海場(chǎng)景的HRRP和RD圖像仿真 268
7.4 典型無(wú)源干擾下海場(chǎng)景的SAR圖像仿真 272
7.4.1 角反射器干擾下海場(chǎng)景的SAR圖像仿真 272
7.4.2 角反射器和箔條云團(tuán)干擾下海場(chǎng)景的SAR圖像仿真 274
7.5 本章小結(jié) 275
參考文獻(xiàn) 276
第8章 基于SAR圖像的艦船目標(biāo)智能識(shí)別 278
8.1 深度學(xué)習(xí)簡(jiǎn)介 279
8.2 海場(chǎng)景艦船目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別的Faster RCNN構(gòu)建 280
8.3 基于實(shí)測(cè)SAR圖像數(shù)據(jù)集的艦船目標(biāo)檢測(cè) 282
8.3.1 實(shí)測(cè)樣本數(shù)據(jù)集的構(gòu)建 282
8.3.2 實(shí)測(cè)SAR圖像中艦船目標(biāo)檢測(cè) 283
8.4 基于仿真SAR圖像數(shù)據(jù)集的艦船目標(biāo)檢測(cè) 289
8.4.1 仿真樣本數(shù)據(jù)集的構(gòu)建 289
8.4.2 仿真SAR圖像中艦船目標(biāo)檢測(cè) 291
8.5 本章小結(jié) 293
參考文獻(xiàn) 293