1、第一章 理解麦克斯韦方程组包含电流连续性定理的物理意义和推导过程；电磁场边界条件推导过程；波动方程的推导；坡印廷定理及物理意义；能够分析电磁波在不同媒质（损耗、色散、平面分层）的传播特性；理解电磁波的极化；理解电磁波散射的特点（理解电磁波与目标相互作用过程），掌握雷达截面(RCS)和雷达散射系数，理解雷达方程；掌握简单目标的极化散射矩阵的推导方法；理解单站散射和多站散射的基本概念以及在一定条件下双站散射可等效于单站散射的基本原理；了解电磁波散射问题分析计算的常用方法的基本分类和基本步骤。 了解雷达的主要分类，掌握合成孔径雷达获得方位向高分辨率的原理及推导；理解SAR图像的斑点噪声的本质；合成孔
2、径雷达与逆合成孔径雷达的相同点和不同点；理解跟踪雷达（单脉冲测角）、超视距雷达、海洋观测雷达（雷达散射计和雷达高度计）的工作原理，能够解释雷达测量得到的后向散射功率与海面风速变化的关系。第二章 了解雷达系统的基本组成。了解天线的基本理论（基本分析方法）和分类。掌握半波振子和全波振子天线电流分布，会分析无限大导电平面上的电流源的镜像电流的电流方向；理解矩量法（Method of Moments）分析求解线天线电流分布的基本过程；掌握口径场方法分析天线的辐射特性；了解天线的基本分类及其特点；了解反射面天线的工作原理；能够推导天线的远场条件；能够推导天线阵的方向图，掌握阵列天线不出现栅瓣的条件；掌握
3、天线阵加权的基本方法；掌握相控阵天线的工作原理。第三章 了解常用的雷达信号模型及特点；了解相干雷达的本质；掌握复信号的四种表达方式；理解I/Q调制和解调的作用。掌握Chirp信号的匹配滤波和Stretch处理方法以及相位编码信号的压缩方法；掌握调频步进脉冲信号的优势和自相关函数；能够判断不同入射角地距分辨率的大小。了解交轨干涉和顺轨干涉的用途、基本原理以及基本信号处理步骤。理解并掌握Doppler频率（移）的推导过程；理解广义合成孔径基本原理；理解阵列雷达空时自适应处理（STAP）的基本概念；了解时频分析方法在雷达信号处理中的应用；掌握通过对信号加窗来降低脉冲压缩旁瓣的常用方法。第四章了解极化
4、雷达的作用，能够推导极化散射矩阵在不同极化基之间的转换，掌握不同极化方式与目标作用的差别；掌握极化分解的物理意义；能够正确理解SAR图像并判断同一地区SAR图像的频率高低、获取时SAR的飞行方向和电磁波照射方向，不同极化SAR图像的区别；了解噪声雷达（包括混沌雷达）的特点和优势，了解产生噪声雷达信号的常用方法；掌握聚束SAR、Circular SAR获得高方位向分辨率的原理；了解雷达超分辨成像的基本原理。1 推导高斯磁场定理.答：沈熙宁电磁场与电磁波P74-P75页，用高斯公式化为散度即可。2 推导电流连续性定理：答：沈熙宁电磁场与电磁波P42-P43页，直接用。6、谈谈你对本课程学习的体会、
5、建议。答：随便上去胡诌。8、看图识别分辨率高低。答：第二幅图的分辨率明显比第一幅图要高，因为第二幅图有更多的细节。9列举常用的雷达信号模型。答：四种雷达信号模型如下：10从电磁波传播及散射角度上，说明sar/insar或者其他微波雷达能够全天候工作而光学相机不能工作的原因。答：光学相机所拍摄的图像，实际上是目标物体散射的来自其他自然或人造光源的可见光波长的电磁波，光学相机自身没有发射电磁波照射目标的能力。在没有光源的黑夜，或者光源发射的电磁波被云、雨等遮挡的时候，目标物体上没有可见光投射，也就没有供光学相机拍摄的散射电磁波。但是，微波雷达自身发射电磁波，并接收回波。这种回波并不要求第三方电磁波
6、辐射源的存在。同时，云、雨等气象障碍对于微波的阻挡作用远远小于可见光。因此，无论黑夜还是复杂气象条件下，微波雷达都能工作。11.论述电磁波绕射能力与电磁波的频率关系，并解释原因。答：从另一个角度考虑，对于某个特定的散射体来说，该物体的RCS越小，则电磁波绕射该物体的能力就越强。用一个直径为r的金属球为例子，改变电磁波的频率进行分析。当电磁波波长远远大于球体的周长时，球体的散射截面积很小。因此，在低频波段，物体相对于电磁波，表现出的RCS较小，电磁波绕射能力较强。12写出TE波与TM波从媒质1入射到媒质2时的反射与透射系数计算公式，并说明何种波存在Bruest角。答：直接看PPT即可。TE波不会
7、有全折射，只有TM波存在那个角（具体的东西见电磁场与电磁波）。13噪声雷达为什么具有LPI/LPD和抗干扰性能强的特点？答：噪声雷达信号带宽非常大，因此其功率在频率范围内均匀分布，类似白噪声，使其具有LPI/LPD特性。同时，噪声雷达的发射基带信号为噪声，敌方难以在不知道相同发射信号的前提下进行有效检测，更谈不上针对性的干扰，因此还具有抗干扰性能强的特点。14、有两个同样的带宽完全一样的SAR系统，SAR1距离向的入射角大于SAR2的距离向入射角，请问哪个SAR系统获得的距离向地距分辨率更高，为什么？答：为简单起见，设SAR的发射脉冲未经脉冲压缩。用投影法推导，结果是入射角越大，距离向分辨率越
8、高。推导结果同样适用于脉冲压缩信号。图用手画算了，稍后补上。15、解释为什么聚束SAR比条带SAR获得更高的分辨率？答：SAR的方位向分辨率，和天线方位向波束对目标区域的照射时间有关。照射时间越长，则合成孔径长度越大，距离向分辨率越高。然而，条带SAR天线尺寸不能任意缩小来获得大方位向波束宽度，因此难以提高分辨率。而聚束SAR能够突破方位向波束宽度对照射时间的限制，增加照射时间，从而拓宽空间频谱，增强时域方位向信号的分辨率。16请写出圆极化基与线极化基的矩阵关系。答：任何一个线极化基都可以用幅度相等的一个左旋圆极化基和一个右旋圆极化基来表示。根据此，推导如下：一个与x轴的夹角为的线极化波，其电
9、场可以如下式表示：用欧拉公式展开，有：第一项为右旋圆极化波，第二项为左旋圆极化波，且二者幅度相同。记为右旋圆极化基，为左旋圆极化基。令，得到垂直极化基和两个圆极化基的关系式为：令，得到水平极化基和两个圆极化基的关系式为：写成矩阵形式就是：略去与坐标分解无关的相位因子即指数项，即得到最终结果：17一个红色物体，以接近光速的速度离你远去，此时你看到的这个物体的颜色会发生变化吗？答：根据多普勒原理，一个物体远离观察者运动，则在观察者看来，其发射或者反射电磁波的频率会降低，在可见光波段，表现为颜色向红色方向移动，因为，红色光的波长是可见光中最长的。所以，这个物体的颜色将会表现为红色。18、解释一调频斜
10、率为正的线性调频脉冲信号（chirp信号），经过一层损耗媒质后，波形会怎么变化？答：假定媒质无色散。因为损耗媒质的特性是随着频率的增高，信号指数衰减越迅速，因此高频时信号比低频受到更多的衰减。因此，在经过损耗媒质时，信号的幅度将随着时间的推移和频率的增加，越来越小。19.用两种以上的观点解释合成孔径雷达获得方位角高分辨率的原理。答：PPT上有。这里不用废话。20推导如图所示的二面角的极化散射矩阵，并画出时答：无甚难度。21、某一雷达以零度入射角观测海面（例如雷达高度计），说明雷达测量得到的后向散射功率与海面风速变化的关系，并进一步解释下图中海面状态的区别。（粗糙度与散射的关系）答：在垂直入射情
11、况下，布雷格散射机理起决定性作用。当基本无风，海面接近镜面反射时，雷达接收到的后向散射功率最大。当风速比较大，海面变得粗糙，此时越来越多的电磁波能量被散射到偏离雷达接收的方向上。因此，垂直入射条件下，雷达后向散射功率随着风速和波高的增大而逐渐降低。（微波遥感第二卷11章）22请说明雷达观测地面目标时，采用波束有限体制和脉冲有限体制的区别。答：（非常烦。详情见乌拉比微波遥感第二卷第10章） 两者的区别在于了从雷达方程解出散射系数的方式，考虑雷达方程对于高度计和散射计，需要求出散射系数。对于脉冲有限体制，发射功率是常量，并认为在波束覆盖范围内不变，则可以解出为，A为天线覆盖面积。对于波束有限体制，
12、发射功率是时间的函数，同样认为波束覆盖范围内不变，可以解出。23、利用雷达VV极化和HH极化在冬天对一片杨树林观测，请问哪种方式的雷达回波功率能量较大？（假设雷达发射V极化和H极化功率相同）答：冬天的杨树林，树叶已经完全脱落，只剩下树干。树干可以认为是竖直放置的导电体。可以进行理想化，认为树干是没有宽度的、完全竖直的、粗细一致的圆柱形导电体。这种导电体能且只能反射垂直极化波。因此，雷达VV极化的回波功率能量较大。24.为什么亚马逊热带雨林作为星载雷达（ku波段）的辐射定标场。答：辐射定标是准确、定量描述星载SAR系统性能的重要手段。星载SAR天线方向图特性在轨期间可能会存在较大失真，从而严重影
13、响成像质量。这种失真必须通过辐射定标进行校正。辐射定标需要后向散射系数尽可能均匀的面目标，而亚马逊雨林是全球最稳定、最均匀、最平坦的分布目标，后向散射系数几乎不随入射角而变化，因此是理想的辐射定标场。25请写出雷达方程，并对之有所解释。答：哪本书都有。雷达系统导论第一章和雷达信号处理基础第二章上的比较详细，丁鹭飞的书比较简单。有书就不用废话了。26、说明双站散射等效单站散射的原理，并说明等效的单站散射后，信号有效带宽有何变化？答：利用单个散射中心的二次辐射波瓣方向图的概念，可以证明，双站RCS可以用在双站的角平分线处的单站RCS来等效，同时，等效的单站散射，有效带宽变成原来的倍，是双站的夹角。
14、27谈谈你对电磁波与目标相互作用过程的理解。答：雷达发射的电磁波，在接触目标表面时，交变电场会在目标表面生成感应电流。交变感应电流又会在空间中激发交变电磁场，称为目标散射场。其中一部分在雷达主瓣视野内的散射波可以被雷达接收到。这就是电磁波与目标相互作用的机理。29、在单脉冲跟踪雷达中，说明比幅度和比相位进行角度测量的原理。答：丁鹭飞雷达原理第7章就有，不用废话。30请论述超视距雷达（over-the-horizon radar OTH）的工作原理。答：超视距雷达工作在3到30Mhz短波频段。其向电离层发射电磁波，电磁波被电离层散射后，一部分指向地面的散射波将会被散射波覆盖区域内的目标散射，目标
15、散射波被电离层散射后，一部分二次散射波会被雷达接收到。借助电离层散射，OTH可以对地平线以下700到3500公里外的目标进行探测。31.画出下图所示，处于无限大到导电平面上电流源的镜像电流的电流方向。 答：根据镜像原理，为了保证导电平面上的电场切向分量满足边界条件，从左到右，镜像电流的电流方向依次是：竖直向上、水平向左、指向左上方；32请设计出一个通用雷达的硬件框图。答：见下图：脉冲单基地雷达模型框图收发天线收发开关波形发生器低噪声射频放大器混频器中频放大器本振信号处理器显示器发射机33、雷达发射机采用I/Q调制技术获得线性调频信号以及雷达接收机采用I/Q解调的好处，并解释I/Q解调获得雷达回
16、波相位的原理。答：考虑如下的信号表达式：对于复信号，为了保证不失真，采样频率必须不小于复信号的带宽。也就是时域与频域的采样频率均不小于复信号的带宽即可。如果是实信号，那么对信号的采样频率要不小于信号带宽的两倍，才能保证不失真。对于目前普遍的数字化雷达，发射波形是数字化的，需要经过D/A变换才能变成模拟信号。待转换的数字信号可以认为是对模拟发射信号的采样。分别采样复信号的实部和虚部，或者采样实信号，效果都一样。虽然前者需要多用一个D/A，但是后者需要的D/A转换器的转换频率是前者的两倍。对于大时宽带宽积的线性调频信号，前者的技术实现难度更低。雷达接收机采用I/Q解调的原理，除了降低对A/D转换速
17、度的要求外，还能完整保留雷达回波载波的相位信息，保证信号的严格相干性。其原理如下：参考如下信号模型：如果只采集一路信号，那么只能获得雷达载波相位的正弦或者余弦值。只有同时采集两路信号，才能有足够的信息来确定雷达载波的相位，从而对信号进行相干累加。34.画出半波振子和全波振子天线上电流分布的示意图。答：沈熙宁电磁场与电磁波第10章有图。不用废话。PPT上也有。35给出如图所示反射面天线馈源的电场矢量的极化方向，并加以解释。答：很明显，该天线的反射面主要由垂直地面排列的金属条组成。这些金属条可以看做是垂直地面排列的、宽度可以忽略的理想导电细杆。这种细杆的感应电流方向只能沿着轴线方向，因此只能对馈源
18、发射电磁波的电场垂直极化分量产生响应，并产生电场矢量极化方向平行于细杆轴线的线极化波。为了让馈源的能量全部被反射面反射，馈源的电场矢量极化方式只能是线极化。36、描述天线辐射远场的距离条件。答：天线发射的球面波前远离天线大于某个距离时，天线辐射的实际球面波前与理想平面波前角度的误差小于，也就是可以看做均匀平面波。这个距离称为远场距离。其定义式如下：D是天线的最大尺寸，则是电磁波波长。此公式适用于电大尺寸天线。对电小尺寸天线，远场定义式为：37请简述微带天线的优缺点。答：优点：微带天线具有小外形尺寸、能紧贴平面和非平面安装、结构简单、易于用印刷电路工艺制造、机械强度高、适合微波集成电路（MMIC
19、）的优点，同时，选择不同的外形及模式，即可得到所需的极化、方向图、阻抗等特性。此外，还容易制成相控阵天线。缺点：低辐射效率即天线损耗大、能承受的最大输入功率小、极化纯度不够高、频带窄。（巴拉尼斯天线理论14章 微带天线）38画出strech处理脉冲压缩时（如图），三个点目标的回波strech处理后在频域的具体位置。39、写出调频步进脉冲信号的自相关函数表达式，并解释采用调频步进信号的优势。答：直接照搬PPT第三章： 调频步进信号的优势：克服了线性调频信号要求发射机在大范围内保持线性度的要求，又获得了调频步进信号容易实现超宽带及生成简单的优势。（雷达信号处理基础第4章）40简述交轨干涉SAR进行
20、三维地形测量的工作原理。答：太烦了。贴张PPT截图，到时候能找到即可。41.简述顺轨干涉sar进行地面目标速度测量的原理，推导下边三种模式下干涉机位与目标速度的关系。答：直接看PPT。公式太多。42、用最简洁的语言解释对STAP技术能检测慢速目标能力的理解。答：慢目标的多普勒信号被淹没在杂波和人为干扰中，STAP通过对目标周围区域的回波进行自适应信号处理，估计出杂波信号和人为干扰，并将杂波和干扰从回波中排除，从而使得慢速目标的多普勒频率显现出来，从而被探测到。43给出在雷达信号处理中运用时频分析方法的实例。答：一般远程警戒雷达均为低分辨率体制，在远距离无法分辨在同一个雷达分辨单元内的多架飞机。
21、利用时频分析方法对目标回波在多普勒域进行分析，大幅度提高频率的分辨率，从而达到多目标识别的目的。44.推导极化散射矩阵关系。 （大概这样子的）答：这个没什么问题了。45举例说明极化雷达的作用。答：应用于探地，可以根据响应的大小发现地下管线的走向；可以通过水平和垂直极化的不同响应，探测到海面上船舶的航迹；在雷达探测月球及其他行星两极阴影区时，根据回波的不同极化特性，能够发现潜在的水冰；第一章理解麦克斯韦方程组包含电流连续性定理的物理意义和推导过程；第一章ppt 1.1 915连续性方程：电磁场边界条件推导过程；第一章ppt 19波动方程的推导；手写版坡印廷定理及物理意义；答案汇总里有能够分析电磁
22、波在不同媒质（损耗、色散、平面分层）的传播特性；损耗媒质: 答案汇总里有色散媒质：第一章ppt 29各种频率的电磁波在真空中都以恒定的速度传播；而在介质中，电磁波的传播速度要减小；而且不同波长的电磁波，传播速度也各不相同。因此，同一介质对不同的频率的电磁波折射率是不同的，频率越大折射率越大。是关于电磁波频率f的函数。说明在色散媒质中电磁波的传播速度会因为波频率的改变而改变。平面分层媒质：答案汇总17题理解电磁波的极化；第一章ppt 39 看学长的ppt极化也称偏振（偏向于某一个方向而振动）；固定传播位置处电场矢量终端随时间变化形成的轨迹；固定时间点上不同传播位置处电场矢量终端在垂直于传播方向的
23、平面内所形成的投影；理解电磁波散射的特点（理解电磁波与目标相互作用过程），理解电磁波与目标相互作用过程：学长ppt 9信号源产生发射信号，在天线上产生交变电流，通过交变电磁场将能量辐射出去；目标截取到入射电磁波并产生感应电流，通过感应电磁场的形式将能量散射出去；雷达天线接收到来自目标后向散射场并产生感应电流，即回波信号，回波通过中央数字处理单元后处理形成图像或提取出目标信息。几何因素：目标位置、高程及成像几何；反应在回波相位和像素位置上物理因素：目标结构、形状、粗糙度、湿度等；反应在回波的相位、幅度和极化中掌握雷达截面(RCS)和雷达散射系数， 答案汇总16雷达截面：第一章ppt 1.1.8
24、61雷达散射系数：第一章 1.1.8 65理解雷达方程；答案汇总32掌握简单目标的极化散射矩阵的推导方法；最后一次作业题1 第一章ppt 1.10 110113理解单站散射和多站散射的基本概念以及在一定条件下双站散射可等效于单站散射的基本原理；答案汇总33了解电磁波散射问题分析计算的常用方法的基本分类和基本步骤。基本方法：第一章ppt 1.11 119解析方法：只能解决具有规则边界的目标电磁散射问题，例如球体、正方体、矩形、角反射器等等。高频近似方法：几何光学（Geometric Optics, GO）法物理光学（Physical Optics, PO）法几何绕射理论（Geometric Th
25、eory of Diffraction, GTD）物理绕射理论（Physical Theory of Diffraction, PTD）弹射法（Shooting and Bouncing Ray, SBR）数值方法:积分方程类：矩量法（电场积分方程EFIE和磁场积分方程MFIE）微分方程类：时域有限差分方法、传输线矩阵方法、有限元混合方法: MoM + PO基本步骤：弹跳射线法(第一章ppt2)，矩量法(第一章ppt9),FDTD方法（第一章ppt1522），MOM+PO法（第一章ppt2122）了解雷达的主要分类，答案汇总12掌握合成孔径雷达获得方位向高分辨率的原理及推导；作业题理解SAR图
26、像的斑点噪声的本质；乘性噪声是由于合成孔径雷达系统使用相干的电磁波成像而产生，是相干成像系统本身所固有的。当雷达波照射一个雷达波长尺度的粗糙表面时，返回的信号包含了一个分辨单元内部许多基本散射体的回波，由于表面粗糙的原因，各基本散射体与传感器之间的距离是不一样的，因此，尽管接收到的回波在频率上是相干的，回波在相位上已不再是相干的；如果回波相位一致，那么接收到的是强信号，如果回波相位不一致，则接收到的是弱信号。一幅SAR影像是通过对来自连续雷达脉冲的回波进行相干处理而形成的。其结果是导致回波强度发生逐像素的变化，这种变化在模式上表现为颗粒状，称为斑点噪声（Speckle）。SAR影像上斑点噪声的
27、存在产生了许多后果，最明显的后果就是用单个像素的强度值来度量分布式目标的反射率会发生错误。斑点噪声在SAR影像上表现为一种颗粒状的、黑白点相间的纹理。合成孔径雷达与逆合成孔径雷达的相同点和不同点；相同点:都使用了合成孔径技术SAR的基本原理：方位向采用合成孔径技术、距离向对具有一定带宽的信号进行脉冲压缩来获得两个方向的分辨率，从而得到高分辨率雷达图像SAR/ISAR的主要技术总结基本理论：孔径合成技术关键技术：宽带雷达信号产生及处理、运动补偿、成像算法不同点: 习惯上将雷达运动目标静止的成像雷达称为合成孔径雷达（SAR），而将雷达静止目标运动的成像体制成为逆合成孔径雷达（ISAR）。成像处理：
28、SAR：相对容易，可以利用平台提供的精确运动参数进行运动补偿ISAR：相对复杂，面临非合作目标的运动状态估计问题应用方向SAR：测绘、战场环境侦察（详查和普查）、武器制导、军民用兼顾军事应用(侦察,预警,制导)，资源探测、监视和管理海洋，海岸带，冰川，冰河，污染监测自然灾害农业,林业,渔业,城市建设，深空探测ISAR；目标识别、武器制导，军用为主数据率SAR：数据率（量）大ISAR；数据率（量）相对较小理解跟踪雷达（单脉冲测角）（第一章ppt33），超视距雷达（第一章ppt 49）、海洋观测雷达（雷达散射计和雷达高度计（第一章ppt142）的工作原理，雷达散射计原理: 一种用于测量目标表面（有
29、时是体积）的散射或反射特性的有源微波遥感器。它不用于成像，对空间分辨率要求不高，但比成像雷达能更详细地观测目标的散射特性。各种物体对电磁波有不同的散射特性。散射特性与物体的复介电常数、表面粗糙度以及散射计工作频率、极化、入射角等有关。通过大量的理论和实验工作，确定这些参数之间的定量关系，求出表征物体性质的散射系数，可以分辨出不同性质的物体。 雷达散射计常用来测量雷达目标随入射角变化的散射系数，和不同极化对散射系数的影响，用来观测海面、海浪，监视海面污染，探测土壤湿度和地面粗糙度。 散射计的体制有连续波、脉冲、多普勒连续波和调频连续波。天线有扇形波束和锐波束二种，以适应机载和地面测量。 能够解释
30、雷达测量得到的后向散射功率与海面风速变化的关系 答案汇总27第二章了解雷达系统的基本组成 第二章ppt 3 或 答案汇总40了解天线的基本理论（基本分析方法）和分类天线分类：线天线：适于频率在L波段以下使用。喇叭天线：结构简单，常用作天线测试时的标准增益天线，以及用于反射面天线的馈源。微带天线：可赋（共）形、质量轻、易于安装、损耗较大，容易实现轻小型化，易于与MIC电路集成。窄带，增益较低。波导裂缝天线：分为行波裂缝天线和驻波裂缝天线，天线厚度较小，地面大型雷达和星载SAR经常采用该形式天线。反射面天线：增益较高，大型地面雷达以及部分星载雷达经常使用，星载通信天线也常采用该种形式。带宽主要取决
31、于馈源。透镜天线：适于毫米波应用。相控阵天线：构成相控阵天线的阵元可以任意。基本分析方法 第二章ppt 1517掌握半波振子和全波振子天线电流分布，会分析无限大导电平面上的电流源的镜像电流的电流方向；答案汇总42理解矩量法（Method of Moments）分析求解线天线电流分布的基本过程；第二章ppt 2425掌握口径场方法分析天线的辐射特性；第二章ppt 3941了解反射面天线的工作原理；答案汇总45能够推导天线的远场条件；答案汇总44能够推导天线阵的方向图，掌握阵列天线不出现栅瓣的条件；第二章ppt 7475天线单元不能太远，避免产生栅瓣，天线单元不能太近，会产生耦合。掌握天线阵加权的
32、基本方法；改变幅度分布掌握相控阵天线的工作原理。答案汇总46第三章了解常用的雷达信号模型及特点；答案汇总18了解相干雷达的本质；波的干涉现象是指两个来自不同波源但频率相同的波(声波、机械波、电磁波)之间由于传播路径不同在到达同一位置时，合成波的幅度随着位置的不同而发生周期性的变化的现象。人们对电磁波的干涉现象的认识最早是从光的干涉实验开始的.雷达干涉信号是指两个或两个以上的信号之间存在确定的依赖于获取这两些信号时雷达所处位置的相位关系的信号.干涉信号可以是不同雷达(不同的雷达之间工作频率必须一致,并且保持着确定的相位关系)在不同时间对同一地面区域的观测信号,也可以是同一雷达依靠两副以上的天线,
33、并且这些天线分布在不同的位置,所获得的来自同一地面区域的雷达回波信号.从雷达信号处理角度看，干涉信号处理的目的是通过对干涉信号信号的处理来反演出产生干涉信号的雷达与观测目标之间的几何关系，或者反演出几何关系的变化信息。掌握复信号的四种表达方式；答：四种雷达信号模型如下：理解I/Q调制和解调的作用。答案汇总 41掌握Chirp信号的匹配滤波和Stretch处理方法以及相位编码信号的压缩方法；答案汇总48,49 第三章ppt 14掌握调频步进脉冲信号的优势和自相关函数；答案汇总49能够判断不同入射角地距分辨率的大小。答案汇总20了解交轨干涉和顺轨干涉的用途、基本原理以及基本信号处理步骤。顺轨:答案
34、汇总52或 第三章ppt 107112交轨：答案汇总51 或第三章ppt82 理解并掌握Doppler频率（移）的推导过程；第三章ppt 132133理解广义合成孔径基本原理；第三章ppt 51所谓广义合成孔径技术，这里是指合成孔径处理不仅限于一个平台的雷达，而可以是多个不同平台上的雷达。当这些分布在不同平台的雷达在满足一定条件时，他们之间的观测数据可以进行融合处理，获得更大的信号带宽或更大的天线口径。在这里，我们将给出基于两个平台的两个SAR系统通过跨平台的广义合成孔径处理，可以实现方位向、距离向以及方位向和距离向分辨率同时提高。理解阵列雷达空时自适应处理（STAP）的基本概念；答案汇总53
35、了解时频分析方法在雷达信号处理中的应用；答案汇总54掌握通过对信号加窗来降低脉冲压缩旁瓣的常用方法。矩形窗，三角形( Bartlett )窗，汉宁( Hanning )窗，海明( Hamming )窗，布莱克曼( Blackman )窗，凯泽( kaiser )窗第四章了解极化雷达的作用（答案汇总55 第四章ppt 73），能够推导极化散射矩阵在不同极化基之间的转换（第四章ppt 2829），掌握不同极化方式与目标作用的差别（学长ppt 9）；电磁波与目标的作用：信号源产生发射信号，在天线上产生交变电流，通过交变电磁场将能量辐射出去；目标截取到入射电磁波并产生感应电流，通过感应电磁场的形式将能
36、量散射出去；雷达天线接收到来自目标后向散射场并产生感应电流，即回波信号，回波通过中央数字处理单元后处理形成图像或提取出目标信息。几何因素：目标位置、高程及成像几何；反应在回波相位和像素位置上物理因素：目标结构、形状、粗糙度、湿度等；反应在回波的相位、幅度和极化中掌握极化分解的物理意义；学长ppt 13能够正确理解SAR图像并判断同一地区SAR图像的频率高低、获取时SAR的飞行方向和电磁波照射方向，不同极化SAR图像的区别；答案汇总13,14题了解噪声雷达（包括混沌雷达）的特点和优势，了解产生噪声雷达信号的常用方法；噪声雷达优势: 第四章ppt461噪声波形无论是模拟方式还是数字方式，产生的成本
37、的比较低 2噪声波形具有优良的LPI/LPD 特性 3噪声波形固有的优良的抗干扰性能 4噪声源基于现有的微波和射频电路技术非常容易获得 5噪声波形的频谱特性可以根据电磁环境自适应的改变 6噪声波形的频谱效率非常高,可以相互共享频段而没有彼此干扰 7噪声波形呈现出非常突出的波形分集性能 8由于独立产生的噪声波形是非相关的，因此这些波形可以共享同一频谱空间 9相互非干扰的特点，对于MIMO类型的极化雷达应用来说非常有利于避免交叉极化之间的“污染” 10在MIMO雷达的网络应用中，如果采用噪声波形，那么可以允许更多的用户加入（相比于采用通常的雷达波型）11采用超宽带噪声以获得扩频特性 12超宽带雷达
38、用于对隐蔽目标进行高分辨率探测、跟踪及成像 13利用噪声频带内的分段频率进行网络通信( 节点到节点以及节点到基站)l14伪装通信对敌方呈现类噪信号特征产生噪声雷达信号的常用方法:伪随机信号-数字技术产生利用热电阻或雪崩二极管直接产生-模拟技术产生噪声调制连续波脉冲混沌信号掌握聚束SAR、Circular SAR获得高方位向分辨率的原理；聚束SAR: 第四章4.3 ppt 1215方位向上的分辨率由合成孔径的长度决定，雷达的合成孔径越长则方位向分辨率越高；条带SAR的合成孔径长度由雷达天线的波束角决定，而聚束SAR的合成孔径长度由观测角决定； Circular SAR: 第四章4.3 ppt 3
39、840了解雷达超分辨成像的基本原理。第四章PPT27 第二章 相干斑点噪声的形成原理与斑点噪声模型相干斑点噪声是SAR影像的重要特征之一。要进行新滤波器的设计和开发，有必要了解斑点噪声的形成原理和斑点噪声模型以及其他相关知识，因此本章就斑点噪声的形成原理，概率分布函数、自相关函数、功率谱以及人们比较公认的斑点噪声模型做一个简要的介绍。2.1 斑点噪声的形成原理SAR影像上的斑点噪声是这样形成的31，即当雷达波照射一个雷达波长尺度的粗糙表面时，返回的信号包含了一个分辨单元内部许多基本散射体的回波，由于表面粗糙的原因，各基本散射体与传感器之间的距离是不一样的，因此，尽管接收到的回波在频率上是相干的
40、，回波在相位上已不再是相干的；如果回波相位一致，那么接收到的是强信号，如果回波相位不一致，则接收到的是弱信号。一幅SAR影像是通过对来自连续雷达脉冲的回波进行相干处理而形成的。其结果是导致回波强度发生逐像素的变化，这种变化在模式上表现为颗粒状，称为斑点噪声（Speckle）。SAR影像上斑点噪声的存在产生了许多后果，最明显的后果就是用单个像素的强度值来度量分布式目标的反射率会发生错误。斑点噪声在SAR影像上表现为一种颗粒状的、黑白点相间的纹理。例如，对于一个均匀目标，如一片草覆盖的地区，在没有斑点噪声影响的情况下，影像上的像素值会呈现淡的色调（图2.1 A）；然而，每个分辨单元内单个草的叶片的
41、回波会导致影像上某些像素比平均值更亮，而另外一些像素则比平均值更暗（图2.1 B），这样，该目标就表现出斑点噪声效果32。 图2.1 斑点噪声的影响效果2.2 斑点噪声的特征332.2.1 斑点噪声的概率分布函数2.2.1.1单视SAR图像 前人在光学和SAR影像斑点噪声的理论分析上已经做了大量工作31、34。单视图像的斑点噪声服从负指数分布，对均匀的目标场景，图像的像素强度的概率分布为： (2.1)若以振幅A或分贝值D来表示，它们与强度I的关系为 I=A2 (2.2) (2.3)所以强度概率分布可以直接转化为下式： (2.4) (2.5)其中k=10/ln10。它们均为Rayleigh分布。
42、2.2.1.2多视SAR图像为了提高图像的信噪比要进行多视处理，多视处理是对同一场景的n个不连续的子图像的平均。n个独立子图像非相干迭加将改变斑点噪声的概率分布，强度I的概率分布变成Gamma分布： (2.6) (2.7) (2.8)2.2.2 斑点噪声的自相关函数 斑点噪声的自相关函数具有指数分布形式如图2.233，可以看出在初始处有较宽的范围及噪声谱的非均匀性，即斑点噪声非白噪声。这可以用成像时邻域像素的相互干扰来解释。2.2.3斑点噪声的功率密度谱斑点噪声的功率谱密度如图2.333所示呈椭圆结构，可用经验方程表示： (2.9)其中Fl,Fp是沿轨迹方向和垂直于轨迹方向的空间频率，C0，D
43、nl，Dnp为常数。人们了解到代表性图像具有指数型的自相关函数： (2.10)它的功率密度谱为： (2.11)其中C1、Dfl、Dfp为常数。通过实验证明了观测图像的功率谱满足下式： (2.12)从而表明了SAR影像噪声和信号的不相关性。2.3斑点噪声模型2.3.1 Rayleigh 斑点噪声模型34、36考虑一个分辨单元中的大量散射体。接收到的信号是各散射体回波的矢量和。用x和y分别表示其实部和虚部。强度I，定义为I = x2 + y2，服从指数分布： (2.13)其均值为，方差为。振幅A为I的平方根，服从Rayleigh分布： (2.14)其均值为，方差为。Arsenault和April指
44、出，每分辨单元的信息容量是很小的37。因此，逐像素进行斑点噪声的整体滤除而不牺牲分辨率是不可能的，使得空间域滤波在去除噪声的同时很难又保持较高的分辨率。2.3.2乘性噪声模型1在讨论斑点噪声滤波算法时，常用乘性噪声模型5、38来方便地描述斑点噪声： (2.15) 图2.2 斑点噪声的自相关函数，分别估计自：(a)沿航迹方向；(b)垂直于航迹方向；(c)两个方向 （摘自33）这里是SAR影像上第(I,j)个像素的强度或振幅，为反射率，为服从均值1（Ev = 1）和标准偏差分布的噪声。Lee39提出了(2.15)式的线性近似： （2.16）其中是噪声v的平均，且，于是（2.16）式可写成： （2.17） 其中，具有0均值和标准差，所以我们可以得到斑点噪声图像的近似的加性噪声模型。这就为后面提出的通过小波域对SAR影像去噪的方法提供了依据。图2.3SIR-B影像斑点噪声的功率密度谱，分别估计自：(a)沿航迹方向；(b)垂直于航迹方向；(c)两个方向；(d)二维谱的等值线图。在估计前数据已经作过对数变换，在估计中使用了分割和cosine窗口35。
