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近場MIMO陣列成像

近場MIMO陣列成像

定 價:¥76.00

作 者: 李世勇 趙國強 王碩光 孫厚軍 著
出版社: 北京理工大學出版社
叢編項:
標 簽: 暫缺

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ISBN: 9787576327861 出版時間: 2023-08-01 包裝: 平裝-膠訂
開本: 16開 頁數(shù): 字數(shù):  

內(nèi)容簡介

  毫未波成像包括主動與被動兩種方式,本書主要討論前者。主動式毫米波成像通過發(fā)射寬帶電磁波及利用大陣列孔徑來獲取目標散射系數(shù)的三維高分辨空間分布,巳被廣泛應(yīng)用于遙感遙測、目標特性測試、無損檢測、自動駕駛及生物醫(yī)學檢測等領(lǐng)域。由于毫米波成像具有高分辨率及非電離特性,并且具有一定穿透性,因此,在人員安全檢查方面也具有廣闊的應(yīng)用前景。綜合考慮成本與時間因素,毫米波成像所需的天線孔徑通常由一維天線陣列結(jié)合機械掃描形成。天線陣列可以設(shè)計為單站形式或MIMO (Multiple - Input Multiple - Output)形式。MIMO天線陣列由于利用了發(fā)射與接收之間的任意組合數(shù)據(jù),從而形成多于實際天線單元的等效相位中心。相比單站形式,MIMO進一步減少了系統(tǒng)成本,因而促進了全電掃描成像系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用。此外,MIMO陣列成像還可以減少圖像中的鬼影現(xiàn)象,近年來獲得了廣泛關(guān)壓與研究。本書主要討論了基于MIMO陣列的毫米波近場成像技木。“近場”在本書中指如下情形:目標位于天線單元的遠區(qū),但二者之間的距離小于2D2/入,其中,D為目標的最大橫向尺寸,入為電磁波波長。第1章介紹了毫米波成像原理,從麥克斯韋方程組出發(fā),得出了散射場與目標散射系數(shù)之間的常用函數(shù)關(guān)系。第2章介紹了直線MIMO-SAR成像技木,并分析了對陣列欠采樣數(shù)據(jù)的處理技木。針對直線MIMO觀測角度受限的問題,第3章研究了弧線MIMO-SAR成像技木,并給出了相應(yīng)的波數(shù)域成像算法。然而,與直線陣列相比,弧線MIMO-SAR的加工難度更大,因此,第4章研究了折線MIMO-SAR成像技木。折線MIMO-SAR結(jié)合了直線與弧線陣列的優(yōu)勢,在保證為被檢人員提供大角度觀測的同時,其加工難度與直線陣列保持相同。在上述關(guān)于MIMO-SAR體制成像研究的基礎(chǔ)上,第5、6章討論了全電掃描MIMO成像技術(shù)。其中,第5章分析了平面MIMO陣列成像技木,并探討了一種改進的距離徙動成像算法,消除了經(jīng)典算法中的高維運算。第6章研究了具有柱面孔徑的MIMO陣列成像技術(shù),并給出了兩種相應(yīng)的成像方法。第7章討論了稀疏MIMO陣列設(shè)計的問題,給出了一種基于凸優(yōu)化的陣列綜合設(shè)計方法。本書的研究工作得到了國家自然科學基金項目“近場稀疏MIMO面陣三維毫米波成像技術(shù)研究”(項目批準號:61771049)的資助,以及毫米波與太赫茲技術(shù)北京市重點實驗室提供的平臺支撐。本書的撰寫和出版得到了“十四五“國家重點出版物出版專項規(guī)劃項目“復(fù)雜電子信息系統(tǒng)基咄理論與前沿技木叢書”的資助。研究生黃一心協(xié)助對本書文稿進行了校對,作者在此表示由衷的感謝。本書大部分內(nèi)容是作者近年來在毫未歧成像領(lǐng)域研究工作的總結(jié),部分內(nèi)容還在不斷完善與發(fā)展之中??紤]到作者水平有限,書中必定存在不足之處,懇請讀者批評指正。

作者簡介

  李世勇,北京理工大學集成電路與電子學院副教授,博士生導師。于2002年獲得山東大學電子信息科學與技術(shù)專業(yè)工學學士學位,2008年獲得北京理工大學電磁場與微波技術(shù)專業(yè)工學博士學位。2008至2009年在北京經(jīng)緯恒潤科技有限公司工作,2009至2010年在北京大學做博士后研究。2010年底至今,在北京理工大學工作。2017至2018年在美國Villanova大學做訪問學者。目前擔任毫米波與太赫茲技術(shù)北京市重點實驗室副主任、IEEE高級會員。主要從事毫米波與太赫茲成像技術(shù)、目標特性測試技術(shù)、及雷達感知技術(shù)等研究。主持國家自然科學基金項目2項,主持及參與其他科研項目10余項;獲得授權(quán)國家發(fā)明專利10余項;以第一/通信作者發(fā)表SCI論文30余篇。

圖書目錄

第1章毫米波成像原理
1.1引言
1.2麥克斯韋方程組
1.3波動方程
1.4逆散射問題
1.5成像的基本概念與方法
1.6MIMO陣列成像
1.7本章小結(jié)
參考文獻
第2章直線MIMO-SAR成像
2.1引言
2.2MIMO成像原理
2.3直線MIMO-SAR波數(shù)域成像算法
2.4MIMO陣列頻譜混疊分析
2.4.1基于離散時間傅里葉變換的頻譜混疊分析
2.4.2MIMO直線陣列的頻譜混疊示例
2.5關(guān)鍵性能參數(shù)分析
2.5.1采樣準則分析
2.5.2分辨率分析
2.6數(shù)值仿真實驗
第3章弧線MIMO-SAR成像
3.1引言
3.2弧線MIMO-SAR波數(shù)域成像算法.
3.3關(guān)鍵性能參數(shù)分析
3.3.l  采樣準則分析
3.3.2  分辨率分析
3.3.3  解卷積分析
3.4數(shù)值仿真實驗.
3.5實測數(shù)據(jù)實驗.
3.6本章小結(jié).
參考文獻
第4章折線MIMO-SAR成像
4. 1引言
4.2  折線MIMO-SAR時頻域混合成像技術(shù)
4.2.1 折線MIMO -SAR時頻域混合成像算法
4.2.2關(guān)鍵性能參數(shù)分析
4.2.3數(shù)值仿真實驗
4.2.4實測數(shù)據(jù)實驗
4.3   折線MIMO-SAR等效波數(shù)域成像技術(shù)
4.3.1折線MIMO-SAR等效波數(shù)域成像算法
4.3.2折線-弧線變換誤差分析
4.3.3數(shù)值仿真實驗
4.3.4實測數(shù)據(jù)實驗
4.4本章小結(jié)
參考文獻
第5章平面MIMO陣列成像
5.1引言
5.2平面MIMO陣列成像技術(shù)
5.2.1平面MIMO陣列距離徙動算法
5.2.2關(guān)鍵性能參數(shù)分析
5.3平面MIMO陣列快速成像技術(shù)
5.3.1  高效率平面MIMO陣列快速成像算法
5.3.2  關(guān)鍵性能參數(shù)分析
5.3.3  數(shù)值仿真實驗
5.3.4  實測數(shù)據(jù)實驗
5.4 本章小結(jié)
參考文獻
第6章柱面MIMO陣列成像
6.1引言
6. 2 柱面MIMO陣列波數(shù)域成像技術(shù)
6.2. 1 柱面MIMO波數(shù)域成像算法
6.2.2 關(guān)鍵性能參數(shù)分析
6.2.3 數(shù)值仿真實驗
6. 3柱面多子陣MIMO快速成像技術(shù)
6.3.1柱面多子陣MIMO-SISO變換
6.3.2基于參考點的相位補償方法誤差分析
6.3.3基于子陣中心的多參考點相位補償及成像算法
6.3.4約束條件分析
6.3.5數(shù)值仿真實驗.
6.4本章小結(jié)
參考文獻
第7章稀疏MIMO陣列設(shè)計
7.1引言.
7.2稀疏MIMO陣列綜合模型構(gòu)造
7.3稀疏MIMO陣列參考成像模式設(shè)置
7.4最小陣元間距約束
7.5實驗驗證
7.5.1數(shù)值仿真實驗
7.5.2實劂數(shù)據(jù)實驗
7.6本章小結(jié).
附錄 引理l的證明
參考文獻

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