微波毫米波安防遙感技術

譯者序
原書前言
第1章緒論1
1.1安防遙感 1
1.1.1對安防遙感的需求 1
1.1.2微波毫米波遙感器的優(yōu)勢 2
1.2遙感技術概述 2
1.2.1輻射計 3
1.2.2雷達系統(tǒng) 3
1.2.3成像系統(tǒng) 4
1.2.4角速度的干涉測量法 4
1.2.5其他領域的微波毫米波遙感技術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探測違禁品的主動成像系統(tǒng)8
1.4.2探測違禁品的被動成像系統(tǒng)10
1.4.3人體的探測11
1.4.4人體的識別和人體行為的甄別13
1.4.5穿墻探測17
1.4.6生命特征探測17
參考文獻19
第2章平面電磁波基礎25
2.1麥克斯韋方程組26
2.1.1本構參數(shù)27
2.2時諧電磁場28
2.2.1波動方程28
2.2.2平面波29
2.2.2.1相速30
2.2.2.2E與H之間的關系31
2.2.3能量和功率32
2.3波的極化33
2.3.1線極化34
2.3.2橢圓極化35
參考文獻37
第3章媒質中的電磁波38
3.1無界媒質中的平面波傳播39
3.1.1良導體41
3.1.2良介質41
3.1.3媒質中的波阻抗42
3.1.4復介電常數(shù)與色散42
3.2平面波在有界媒質中的傳播44
3.2.1垂直入射時波的反射與透射45
3.2.2任意入射時波的反射與透射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52
3.3特定媒質中的電磁傳播54
3.3.1大氣傳播效應54
3.3.2波透過建筑材料的傳播59
3.3.3波透過服裝材料的傳播60
3.3.4爆炸物、塑料和金屬的介質特性62
3.3.5人體組織的介質特性64
參考文獻72
第4章天線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無窮小偶極子的輻射77
4.1.4遠場輻射78
4.1.5無窮小偶極子遠場輻射81
4.2天線參數(shù)81
4.2.1輻射功率密度和總輻射功率81
4.2.2天線方向圖82
4.2.3天線方向圖的波束寬度83
4.2.4天線立體角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天線溫度和噪聲功率88
4.2.9極化88
4.3線天線的性質89
4.3.1無窮小偶極子天線89
4.3.2長偶極子90
4.4口面天線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天線陣列100
4.5.1直線陣列理論100
4.5.2平面陣列102
4.5.3天線陣列的波束寬度104
4.5.4相控陣104
4.5.5陣列構架106
4.5.5.1饋電網(wǎng)絡106
4.5.5.2波束控制108
4.6常用的微波和毫米波天線108
4.6.1喇叭天線108
4.6.2縫隙天線110
4.6.3微帶天線110
4.6.4反射面天線系統(tǒng)113
4.6.5透鏡天線系統(tǒng)115
參考文獻116
第5章接收機118
5.1接收機的一般工作原理118
5.2接收機噪聲121
5.2.1接收機噪聲的來源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級聯(lián)系統(tǒng)的噪聲130
5.3.5ADC噪聲133
5.4接收機的線性特性136
5.4.1增益壓縮136
5.4.2交調產物139
5.4.3三階截斷點140
5.4.4級聯(lián)系統(tǒng)的三階截斷點141
5.4.5動態(tài)范圍142
5.4.6無雜散動態(tài)范圍143
參考文獻144
第6章輻射計145
6.1輻射測量學基礎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應用輻射測量學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輻射計接收機163
6.4.1靈敏度163
6.4.2全功率輻射計165
6.4.2.1全功率響應166
6.4.2.2靈敏度167
6.4.3干涉式相關輻射計170
6.4.3.1空間點源的響應171
6.4.3.2靈敏度174
6.5實際應用中的問題177
6.5.1接收機不穩(wěn)定性177
6.5.2狄克輻射計178
6.5.3輻射計定標179
6.6掃描型輻射計系統(tǒng)181
6.6.1空間分辨率181
6.6.2駐留時間183
6.6.3測量的不確定性185
6.6.3.1一維掃描185
6.6.3.2二維掃描186
參考文獻187
第7章雷達189
7.1雷達基礎190
7.1.1雷達系統(tǒng)配置與測量190
7.1.2雷達距離方程192
7.2發(fā)射機系統(tǒng)194
7.2.1發(fā)射機功能194
7.2.2發(fā)射機噪聲196
7.2.3毫米波振蕩器199
7.3雷達測量靈敏度200
7.3.1測量誤差200
7.3.1.1距離測量誤差201
7.3.1.2頻率測量誤差201
7.3.1.3角度測量誤差201
7.3.1.4舉例201
7.3.2時間帶寬積對測量誤差的影響206
7.4微多普勒208
7.4.1安防應用中雷達的微多普勒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218
7.5.1連續(xù)波多普勒219
7.5.2調頻連續(xù)波223
7.5.3多頻連續(xù)波225
7.5.4動目標指示雷達226
7.6高距離分辨率雷達231
7.6.1脈沖雷達231
7.6.2線性頻率調制233
7.6.3步進頻率調制235
參考文獻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240
8.1.2掃描式系統(tǒng)的性能243
8.1.2.1視場范圍和空間分辨率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系247
8.2.2.3相關式干涉儀的空間濾波效應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266
第9章角速度的干涉測量269
9.1角向運動點源的干涉響應270
9.1.1干涉系統(tǒng)的方向圖270
9.1.2角向運動物體的頻率偏移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275
9.2.1廣義譜響應275
9.2.2方向圖為sinc函數(shù)的干涉系統(tǒng)的響應275
9.2.3干涉儀的時頻響應279
9.3運動人體的干涉測量281
9.3.1窄波束系統(tǒng)對運動人體的響應282
9.3.2寬波束系統(tǒng)對運動人體的響應284
參考文獻286
符號表287
縮略語表293