微波毫米波安防遙感技術(shù)

譯者序
原書(shū)前言
第1章緒論1
1.1安防遙感 1
1.1.1對(duì)安防遙感的需求 1
1.1.2微波毫米波遙感器的優(yōu)勢(shì) 2
1.2遙感技術(shù)概述 2
1.2.1輻射計(jì) 3
1.2.2雷達(dá)系統(tǒng) 3
1.2.3成像系統(tǒng) 4
1.2.4角速度的干涉測(cè)量法 4
1.2.5其他領(lǐng)域的微波毫米波遙感技術(shù)5
1.3微波毫米波頻譜5
1.3.1頻段的命名5
1.3.2微波毫米波輻射的傳播7
1.4安防遙感器舉例8
1.4.1探測(cè)違禁品的主動(dòng)成像系統(tǒng)8
1.4.2探測(cè)違禁品的被動(dòng)成像系統(tǒng)10
1.4.3人體的探測(cè)11
1.4.4人體的識(shí)別和人體行為的甄別13
1.4.5穿墻探測(cè)17
1.4.6生命特征探測(cè)17
參考文獻(xiàn)19
第2章平面電磁波基礎(chǔ)25
2.1麥克斯韋方程組26
2.1.1本構(gòu)參數(shù)27
2.2時(shí)諧電磁場(chǎng)28
2.2.1波動(dòng)方程28
2.2.2平面波29
2.2.2.1相速30
2.2.2.2E與H之間的關(guān)系31
2.2.3能量和功率32
2.3波的極化33
2.3.1線(xiàn)極化34
2.3.2橢圓極化35
參考文獻(xiàn)37
第3章媒質(zhì)中的電磁波38
3.1無(wú)界媒質(zhì)中的平面波傳播39
3.1.1良導(dǎo)體41
3.1.2良介質(zhì)41
3.1.3媒質(zhì)中的波阻抗42
3.1.4復(fù)介電常數(shù)與色散42
3.2平面波在有界媒質(zhì)中的傳播44
3.2.1垂直入射時(shí)波的反射與透射45
3.2.2任意入射時(shí)波的反射與透射46
3.2.2.1橫電波（垂直極化波）入射46
3.2.2.2橫磁波（平行極化波）入射49
3.2.3功率反射系數(shù)與透射系數(shù)50
3.2.4全透射與全反射51
3.2.5分層介質(zhì)52
3.3特定媒質(zhì)中的電磁傳播54
3.3.1大氣傳播效應(yīng)54
3.3.2波透過(guò)建筑材料的傳播59
3.3.3波透過(guò)服裝材料的傳播60
3.3.4爆炸物、塑料和金屬的介質(zhì)特性62
3.3.5人體組織的介質(zhì)特性64
參考文獻(xiàn)72
第4章天線(xiàn)74
4.1電磁位75
4.1.1由電流密度J確定的電磁位75
4.1.2由磁流密度Jm確定的電磁位76
4.1.3無(wú)窮小偶極子的輻射77
4.1.4遠(yuǎn)場(chǎng)輻射78
4.1.5無(wú)窮小偶極子遠(yuǎn)場(chǎng)輻射81
4.2天線(xiàn)參數(shù)81
4.2.1輻射功率密度和總輻射功率81
4.2.2天線(xiàn)方向圖82
4.2.3天線(xiàn)方向圖的波束寬度83
4.2.4天線(xiàn)立體角85
4.2.5方向性系數(shù)85
4.2.6增益86
4.2.7口徑面積和方向圖立體角87
4.2.8天線(xiàn)溫度和噪聲功率88
4.2.9極化88
4.3線(xiàn)天線(xiàn)的性質(zhì)89
4.3.1無(wú)窮小偶極子天線(xiàn)89
4.3.2長(zhǎng)偶極子90
4.4口面天線(xiàn)91
4.4.1鏡像原理92
4.4.2等效原理93
4.4.3矩形口面的輻射94
4.4.4圓口面的輻射97
4.5天線(xiàn)陣列100
4.5.1直線(xiàn)陣列理論100
4.5.2平面陣列102
4.5.3天線(xiàn)陣列的波束寬度104
4.5.4相控陣104
4.5.5陣列構(gòu)架106
4.5.5.1饋電網(wǎng)絡(luò)106
4.5.5.2波束控制108
4.6常用的微波和毫米波天線(xiàn)108
4.6.1喇叭天線(xiàn)108
4.6.2縫隙天線(xiàn)110
4.6.3微帶天線(xiàn)110
4.6.4反射面天線(xiàn)系統(tǒng)113
4.6.5透鏡天線(xiàn)系統(tǒng)115
參考文獻(xiàn)116
第5章接收機(jī)118
5.1接收機(jī)的一般工作原理118
5.2接收機(jī)噪聲121
5.2.1接收機(jī)噪聲的來(lái)源122
5.2.1.1熱噪聲122
5.2.1.2散粒噪聲123
5.2.1.3閃爍噪聲123
5.2.2等效噪聲帶寬124
5.2.3毫米波頻段的熱噪聲125
5.3噪聲系數(shù)和噪聲溫度127
5.3.1噪聲系數(shù)127
5.3.2噪聲溫度128
5.3.3衰減器的噪聲系數(shù)129
5.3.4級(jí)聯(lián)系統(tǒng)的噪聲130
5.3.5ADC噪聲133
5.4接收機(jī)的線(xiàn)性特性136
5.4.1增益壓縮136
5.4.2交調(diào)產(chǎn)物139
5.4.3三階截?cái)帱c(diǎn)140
5.4.4級(jí)聯(lián)系統(tǒng)的三階截?cái)帱c(diǎn)141
5.4.5動(dòng)態(tài)范圍142
5.4.6無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍143
參考文獻(xiàn)144
第6章輻射計(jì)145
6.1輻射測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)146
6.1.1亮度146
6.1.2亮度與距離147
6.1.3通量密度和源分布148
6.1.4天線(xiàn)的影響149
6.2黑體輻射150
6.2.1普朗克黑體輻射定律150
6.2.2普朗克定律的近似153
6.2.3普朗克定律的帶限積分154
6.3應(yīng)用輻射測(cè)量學(xué)155
6.3.1輻射源的分辨156
6.3.1.1可分辨的源157
6.3.1.2不可分辨的源157
6.3.2接收功率的卷積形式158
6.3.3發(fā)射率和輻射溫度158
6.3.3.1人體皮膚和常見(jiàn)材料的發(fā)射率159
6.3.3.2環(huán)境的輻射溫度161
6.4輻射計(jì)接收機(jī)163
6.4.1靈敏度163
6.4.2全功率輻射計(jì)165
6.4.2.1全功率響應(yīng)166
6.4.2.2靈敏度167
6.4.3干涉式相關(guān)輻射計(jì)170
6.4.3.1空間點(diǎn)源的響應(yīng)171
6.4.3.2靈敏度174
6.5實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題177
6.5.1接收機(jī)不穩(wěn)定性177
6.5.2狄克輻射計(jì)178
6.5.3輻射計(jì)定標(biāo)179
6.6掃描型輻射計(jì)系統(tǒng)181
6.6.1空間分辨率181
6.6.2駐留時(shí)間183
6.6.3測(cè)量的不確定性185
6.6.3.1一維掃描185
6.6.3.2二維掃描186
參考文獻(xiàn)187
第7章雷達(dá)189
7.1雷達(dá)基礎(chǔ)190
7.1.1雷達(dá)系統(tǒng)配置與測(cè)量190
7.1.2雷達(dá)距離方程192
7.2發(fā)射機(jī)系統(tǒng)194
7.2.1發(fā)射機(jī)功能194
7.2.2發(fā)射機(jī)噪聲196
7.2.3毫米波振蕩器199
7.3雷達(dá)測(cè)量靈敏度200
7.3.1測(cè)量誤差200
7.3.1.1距離測(cè)量誤差201
7.3.1.2頻率測(cè)量誤差201
7.3.1.3角度測(cè)量誤差201
7.3.1.4舉例201
7.3.2時(shí)間帶寬積對(duì)測(cè)量誤差的影響206
7.4微多普勒208
7.4.1安防應(yīng)用中雷達(dá)的微多普勒208
7.4.2微多普勒理論209
7.4.3人體微多普勒特征213
7.5連續(xù)波雷達(dá)218
7.5.1連續(xù)波多普勒219
7.5.2調(diào)頻連續(xù)波223
7.5.3多頻連續(xù)波225
7.5.4動(dòng)目標(biāo)指示雷達(dá)226
7.6高距離分辨率雷達(dá)231
7.6.1脈沖雷達(dá)231
7.6.2線(xiàn)性頻率調(diào)制233
7.6.3步進(jìn)頻率調(diào)制235
參考文獻(xiàn)236
第8章成像系統(tǒng)239
8.1掃描式成像系統(tǒng)240
8.1.1掃描式成像儀分類(lèi)240
8.1.2掃描式系統(tǒng)的性能243
8.1.2.1視場(chǎng)范圍和空間分辨率243
8.1.2.2幀速243
8.2干涉式成像系統(tǒng)244
8.2.1簡(jiǎn)介244
8.2.2成像原理245
8.2.2.1可視度函數(shù)245
8.2.2.2可視度與輻射溫度之間的傅里葉變換關(guān)系247
8.2.2.3相關(guān)式干涉儀的空間濾波效應(yīng)248
8.2.3可視度的采樣250
8.2.4二維可視度254
8.2.5成像靈敏度255
8.2.6成像分辨率和視場(chǎng)范圍257
8.2.7干涉式成像陣列261
8.2.7.1米爾斯十字陣262
8.2.7.2T形陣263
8.2.7.3Y形陣264
8.2.7.4圓環(huán)形陣列264
參考文獻(xiàn)266
第9章角速度的干涉測(cè)量269
9.1角向運(yùn)動(dòng)點(diǎn)源的干涉響應(yīng)270
9.1.1干涉系統(tǒng)的方向圖270
9.1.2角向運(yùn)動(dòng)物體的頻率偏移272
9.1.3與多普勒頻移的比較272
9.1.4大場(chǎng)角下的頻率不確定性274
9.1.5小角度近似274
9.2干涉儀的譜響應(yīng)275
9.2.1廣義譜響應(yīng)275
9.2.2方向圖為sinc函數(shù)的干涉系統(tǒng)的響應(yīng)275
9.2.3干涉儀的時(shí)頻響應(yīng)279
9.3運(yùn)動(dòng)人體的干涉測(cè)量281
9.3.1窄波束系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)人體的響應(yīng)282
9.3.2寬波束系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)人體的響應(yīng)284
參考文獻(xiàn)286
符號(hào)表287
縮略語(yǔ)表293