雷达成像技术(保铮整编)第一章概论

前言

雷达成像技术是上个世纪50年代发展起来的，它是雷达发展的一个重要里程碑。从此，雷达不仅仅是将所观测的对象视为“点”目标，来测定它的位置与运动参数，而是能获得目标和场景的图像。同时，由于雷达具有全天候、全天时、远距离和宽广观测带，以及易于从固定背景中区分运动目标的能力，雷达成像技术受到广泛重视。

雷达成像技术应用最广的方面是合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）。当前，机载和星载SAR的应用已十分广泛，已可得到亚米级的分辨率，场景图像的质量可与同类用途的光学图像相媲美。利用SAR的高分辨能力，并结合其它雷达技术，SAR还可完成场景的高程测量，以及在场景中显示地面运动目标（GMTI）。

SAR的高分辨，在径向距离上依靠宽带带信号，几百兆赫的频带可将距离分辨单元缩小到亚米级；方向上则依靠雷达平台运动，等效地在空间形成很长的线性阵列，并将各次回波存贮作合成的阵列处理，这正是合成孔径雷达名称的来源。合成孔径可达几百米或更长，因而可获得高的方位分辨率。

雷达平台相对于固定地面运动形成合成孔径，实现SAR成像。反过来，若雷达平台固定，而目标运动，则以目标为基准，雷达在发射信号过程中，也等效地反向运动而形成阵列，据此也可对目标成像，通称为逆合成孔径雷达（ISAR）。ISAR显然可以获取更多的目标信息。

最简单的雷达成像是只利用高距离分辨（HRR）的一维距离像。当距离分辨

率达米级，甚至亚米级时，对飞机、车辆等一般目标，单次回波已是沿距离分布的一维距离像，它相当目标三维像以向量和方式在雷达射线上的投影，其分布与目标相对于雷达的径向结构状况有关。同时，高距离分辨率有利于分辨距离接近的目标，以及目标回波的直达波和多径信号。

本书将对当前已经广泛应用和具有应用潜力的内容作较为全面的介绍。

本书是《雷达技术丛书》中的一册，主要对象为从事雷达研制工作的技术人员，因此，本书编著时考虑到读者已有《雷达原理》和《雷达系统》方面的基础，对雷达各部件的基本情况也已比较熟悉，与上述内容有关的部分，本书均作了省略。对这些内容不熟悉的读者，可以从本丛书的其它各册里找到。

国内外有关雷达成像的专著和专籍已经不少，一般着重于原理的叙述和分析，其中有许多学术性很强的佳作。本书作为《雷达技术丛书》中的一册，力求写出自己的特色。由于本书的主要对象为雷达技术人员，而雷达成像又为雷达技术中较新的内容，为便于他们易掌握雷达成像的内容，我们的设想是用雷达技术工作者熟悉的概念、方法和术语对新的问题进行研究；而且根据雷达的实用性来安排本书的体系结构，例如雷达的高分辨一维距离像，在原理方面比较简单，但在雷达里很实用，并有许多实际问题需要研究，本书将其专门列为一章。又如与合成孔径雷达相结合的地面动目标显示（GMTI），严格说在原理上不属于雷达成像，但对军用雷达来说，是不可或缺的重要内容，本书也将它列为介绍的重点。

编著本书时，还考虑到雷达成像技术的迅速发展，成像技术已不仅用于专门的成像雷达，而成像已作一种新的功能用于各种雷达，如在机载对地警戒雷达，以及对地火控和轰炸雷达里加装合成孔径和/或逆合成孔径成像功能，而在对空警戒和跟踪的地基雷达中加装逆合成孔径成像功能。可以说，成像已成为一般雷

达工程技术人员所必须掌握的一门技术。为此，本书编写时，力求做到能概念清晰地把工作原理、设计原则、设计方法，以及有关的实际问题交待清楚，力求使读者能通过对本书的学习掌握问题的本质，并能用本书提供的原理和方法，灵活地解决实际问题。

雷达成像及其有关问题现在仍在迅速发展中，本书力求将最新的内容介绍给读者。可以肯定说，本书出版后还会不断有新的内容发表。因此，我们力求把新概念、新原理、新方法在其基础层面介绍清楚，力求做到能与现在发展中的新内容接轨，便于读者今后能用新的知识不断充实自己。

虽然我们在编著本书时做了努力，但由于水平限制和经验不足，缺点一定不少，甚至还有错误，希望读者批评指正。

第一章概论

1.1雷达成像及其发展概况

雷达的发明是无线电发展史上的重要里程碑，它可以全天候、全天时、远距离对目标进行检测和定位，在第二次世界大战中发挥了重大作用，至今仍然是军用和许多民用领域的重要传感器。

早期雷达的分辨能力很低，其分辨单元通常远大于目标，因而雷达是将观测对象（如飞机、车辆等）视为“点”目标来测定它的位置和运动参数。为了获取目标更多的信息，雷达科技工作者做了许多研究工作，设法从回波中提取目标特性。实际上，提高雷达的分辨能力应当是最有效的方法之一，当分辨单元远小于目标的尺寸时，就有可能对目标成像，从图像来识别目标显然要比“点”回波识别可靠得多。

雷达的距离分辨率受制于信号频带，提高距离分辨率相对容易一些，例如信号频带为300兆赫，则通过匹配滤波输出的脉冲宽度为3.3纳秒，相当距离长度为0.5米（考虑到脉压时为降低距离副瓣所引起的脉冲主瓣展宽，距离分辨率为0.6米多）。在微波波段，现在要产生300兆赫或更宽频带的信号是不困难的。

提高横向分辨率，要依靠减小波束宽度，即要采用大孔径的天线。举个实际例子，若天线孔径为300个波长（在X波段约为10米），其波束宽度约为0.2o，则在30公里处的横向距离分辨率约为100米。因此，要将上述横向距离分辨率提高到1米，则天线孔径长度还要加大到100倍，即约为1000米，实际上是难以做到的，特别是在飞行平台上。

如果只是为了提高方位分辨率，原理上用小天线（称为阵元）排成很长的线性阵列是可行的，为了避免方向模糊（即不出现波束栅瓣），阵元间距应不超过二分之一波长。若目标是固定的，为了简化设备可以将阵元同时接收改为逐个收发，并铺一条直轨，将小雷达放在轨道上的小车上，步进式地推动小车，而将每一步得到的回波记录下来，这些回波含有接收处回波的相位、幅度信息，将它们按阵列回波作合成处理，显然能得到与实际阵列相类似的结果①，即可以得到很高的方位分辨率。由此类推，将雷达安装在飞机或卫星上，在飞行过程中发射和接收宽频带的信号对固定的地面场景作观测，则将接收存贮的信号作合成阵列处理，便得到径向距离率和横向距离分辨率均很高的地面场景图像，合成孔径雷达正是由此得名的。

利用飞行的雷达平台对地面场景获得高的方位分辨率还可用多普勒效应来解释，当雷达载机以一定速度水平飞行，地面的固定目标方位不同，其视线与雷达（载机）的速度向量的夹角也不相同，即它们有不同的相对径向速度和多普勒。因此，对同一波束里的固定目标回波作多普勒分析，只要多普勒分辨率足够高，仍然可将波束无法分辨的目标加以分辨。1951年，美国Goodyear公司在这种特定条件下，利用多普勒分析提高方位分辨率，他们把这种方法称为“多普勒锐化”，即通过多普勒分析将同一波束内的回波按方位不同分成一组“多普勒波束”，而将原波束宽度与“多普勒波束”宽度的比值称为“锐化比”。直至今日，多普勒锐化技术仍在机载雷达里应用，其锐化比通常可做到32~64，以2o的波束宽度为例，多普勒锐化波可窄到约0.06~0.03o。图1-1是X波段雷达（信号频带为5兆赫），波束宽度为1.5o，通过锐化比约为64的多普勒锐化，多普勒波束

①合成孔径阵列与实际阵列稍有差别，实际阵列只能用同一个发射源，各阵元回波的波程差是单程的，而合成阵列的发射与接收同时移动，波程差是双程的。

约为0.023°。图1-1的纵向分辨率约为30米，横向分辨率为20米。这样的分辨率是较低的，只能得到地面场景的轮廓图。

图1-1 多普勒波束锐化的地面场景图

为了提高图像的纵向和横向分辨率，前者相对简单一些，只须加宽信号频带，而横向则决定于多普勒分辨，因而需要加长相干积累时间，也就是要加大前面提到的合成孔径。为了得到米级的分辨率，合成孔径长度一般应为百米的数量级，即飞机要飞行几百米后才能得到所需的分辨率。前面提到，相对于雷达不同方位角的地面固定目标，多普勒值是不同的。对某一地面固定目标，在飞机飞行过程中，由于其视角不断变化，回波多普勒也随之变化。在前面所说的多普勒锐化里，只是由于相干时间不长（即合成孔径不大），多普勒的变化可以忽略。现在为提高横向分辨采用了大的合成孔径，这时多普勒锐化波束不能再用简单的傅立叶变化，而须要特殊处理（后面还要详细讨论），习惯上用非聚焦和聚焦来区分两者（这两个名词也将在后面说明）。实际上，上面介绍的多普勒波束锐化也就是非聚焦方法。1953年夏在美国Michigan大学的暑期讨论会上，明确了非聚焦和聚焦方法，“合成孔径”的概念也是在这次会上提出的。

有了清晰的概念、严格的理论分析和部分原理性试验成功后，接下来就是工

程实现的研制。当时，高相干的宽频带信号产生、发射和接收，信号的存贮和处理都还是难题。1958年Michigan大学雷达和光学实验室研制出第一部合成孔径雷达，并得到清晰的地面场景图像。当时的数字处理技术还比较落后，而是用光学设备实现复杂的二维处理成像。

对横向分辨率的要求越高，所需合成孔径长度就越长，即要有长的相干积累时间。所谓聚焦处理就是将在相干时间内由于雷达至目标长度变化而引起的相位非线性变化和包络平移通过补偿作处理，分辨率越高，相干积累时间就越长，对补偿精度的要求也越高，从而处理也越复杂。因此，合成孔径雷达能够达到的分辨率是逐年提高的，早期的分辨率可达10~20米，不久就到了米的数量级；近年来，国外已有分辨率达0.1米的报道。当然，在应用中并不都要求最高的分辨率，而是根据实际要求确定，图1-2为与图1-1同一地区的合成孔径雷达场景图像，分辨率为3米。可见作为广域的普查，3米分辨率已可满足要求。如果要求观察清楚其中一小部分特定区域，则要求更高的分辨率。

图1-2 分辨率为3米的合成孔径雷达场景图像

合成孔径雷达发展中的一个新的里程碑是高程测量，前面提到过，为了在方位向得到高的横向率需要大的横向合成孔径。因此，如果要在高度方向得到高的分辨率，同样需要在高度向有大的天线孔径，这是难以做到的。但是，对合成孔径雷达图像作高程测量只是对已经在距离-方位平分离开的点测高，这时可用高低两付接收天线，各自作合成孔径成像，将两幅图像加以配准，则图像中的每一点均有上、下天线的两路输出，对它们作比相单脉冲处理（这是雷达技术里用的术语，在物理学里叫干涉法），就可得到该点的仰角值，从而根据该点相对于雷达的几何位置计算出它的高程。可以想象，所测高程的精度与上下天线之间的基线长度有关，无论是在飞机还是卫星上安装两付天线，上述基线不可能很长，其测高精度一般比较低，如果要提高测高精度则要采取另外的措施。能测量高程的合成孔径雷达通称干涉式合成孔径雷达（IFSAR），双天线的IFSAR是在1974年发明的，后面还要详细介绍。

合成孔径雷达另一个新发展是合成孔径雷达的地面动目标显示（SAR-GMTI），它在军事上是战场感知的重要手段，它也用两付接收天线和两个通道，只是这时的两付接收天线沿平台运动方向前后放置。我们知道，合成孔径图像的横坐标实际上是多普勒，只是由于雷达平台相对于地面固定场景的相对速度和几何位置已知，从上述多普勒值可以换算出横向位置。当然这只是对固定目标，如果场景里有运动目标（如车辆等），它还有额外的多普勒，因而动目标显示的横向位置会“错位”。

当用前后放置的两付接收天线的信号各自成像，两幅复图像只是有一段时间

差，如果将时间差加以补偿（主要是相位校正，在后面还要详细介绍），则两天线相当在同一地点成像，两幅固定场景的复数像会完全相同，两者相减原理上可完全抵消。动目标则不一样，因为两幅复数像实际是在不同时间得到的，两者的相位不同，因而在两幅复数像相减会留下动目标。不过动目标的横向位置是“错位”的，要得到动目标的真实横向位置还要另想办法，这也将在后面介绍。

合成孔径雷达的应用领域越来越广，上世纪五、六十年代只用于飞机。人造卫星发成功后，很快有人研究星载合成孔径雷达，并于1978年试验成功。现在机载、星载合成孔径雷达的应用已十分广泛，在军用方向有战场侦察、目标识别、对地攻击等，而在民用方面有地形测绘、海洋观测、灾情预报、农作物评估、天体观测等，在国民经济和国防建设方面发挥了重要作用。

逆合成孔径雷达（ISAR ）是又一个发展

方面。实际上，合成孔径是利用雷达与目标之

间的相对运动形成的，这里是目标不动，而雷

达平台作直线运动。如果反过来，雷达平台不

动，而飞机运动，当以飞机为基准时，也可将

雷达视为反向运动，并在虚拟的运动中不断发

射和接收信号，而用合成孔径技术得到飞机图

像。其实两者在原理上是相同的，不存在原理上的“逆”问题，只不过是运动方倒置，而在雷达界习惯称为逆合成孔径雷达。在上世纪80年代初，就实现了非合作目标的逆合成孔径雷达成像，现已得到较广泛的应用，图1-3是一种ISAR 的飞机图像。逆合成孔径雷达在实际应用中存在的主要问题是目标（如飞机）通常是非合作的，很难要求它作规则的直线飞行，

因而所形成的逆合成孔径的阵列

在空间形成复杂的阵列流型。对机动目标的逆合成孔径成像现在仍然是研究的热点。

应当说，合成孔径技术发展到今天，不仅有专用的合成孔径雷达，而应用该技术的雷达成像已成为一种新的功能用于各种雷达。在许多现代雷达里都配备有宽带信号，并根据需要加成像处理，使雷达具有对场景的合成孔径成像（对运动平台的雷达）和对目标的逆合成孔径成像（对运动或固定平台的雷达）。

1.2雷达成像的基本原理

在上一小节里，我们介绍了合成孔径雷达和逆合成孔径雷达成像方方面面的情况，详细情况将在本书的各章里讨论。雷达成像有别于一般雷达的最主要点是用合成孔径技术（也可用多普勒效应来解释）得到高的横向分辨率。为了使读者在阅读后面的各章时，能集中精力去掌握各种具体情况下的特殊方法，先在这里对雷达成像的基本概念和基本原理作简单介绍。

为了便于理解，先从介绍逆合成孔径技术开始。

1.2.1逆合成孔径技术

逆合成孔径的一般情况是雷达不动，而目标（如飞机）运动。为简化分析，暂假设雷达和目标位于一个平面，且目标作匀速直线飞行。

平面波 (a ) (b )

图1-4 转台目标成像的示意图

我们可以将目标的运动分解成平动和转动两个分量。设目标上有一个参考点，目标平动是指该参考点沿目标运动轨迹移动，而目标相对于雷达射线的姿态（可用目标轴向与雷达射线的夹角表示）保持不变；转动分量是指目标围绕该参考点转动。不难看出，当目标以散射点模型表示时，若目标处于雷达的远场，雷达电磁波可用平面波表示，在只有平动分量的情况下，目标上各散射点回波的多普勒完全相同，对雷达成像没有贡献。设法将平动分量补偿掉（如何补偿后面会详细讨论），则相当把目标上的参考点移到转台轴上，而成为对转台目标成像。

[1-4(a )]。

转台目标成像的原理是容易理解的。为了成像，必须有高的二维分辨率。在平面波照射下，纵向分辨率主要依靠信号的宽频带（B ），在对回波作匹配滤波的条件下，纵向距离分辨率

/2r C B ρ= （1.1）

式中C 为光速。

如信号频带B 为400兆赫，则r ρ为0.375米，考虑到脉压过程中为了降低

距离副瓣而作的加权，r ρ会展宽到约为0.5米。

横向高分辨主要靠多普勒效应，如图1-4(a )所示，当目标以顺时钟方向转动时，目标上各散射点的多普勒值是不同的。位于轴线（轴心至雷达的连线）上的散射点没有相对于雷达的径向运动，其子回波的多普勒为0，而在其右或左两侧的多普勒为正或负，且离轴线越远，多普勒的值也越大。于是，将各个距离单元的回波序列分别通过傅立叶分析变换到多普勒域，只要多普勒分辨率足够高，就能将各单元的横向分布表示出来。

如图1-4(b )所示，设在相邻两次观测中目标对于雷达视线转过了一个很小的角度δθ，它上面的某一散射点则从P 点移到了1P 点，其纵向位移为

sin()sin sin (1cos )p p p p p y r r x y θδθθδθδθ?=--=--- （1.2） 式中p x ，p y 为散射点P 相对于转台轴心的坐标。纵向位移p y ?引起子回波的相位变化为

44[sin (1cos )]p p p p y x y π

π

?δθδθλλ?=-?=---- （1.3）

若δθ很小，则上式可近似写成：

4p p x π

?δθλ?≈ （1.4）

上式表明，两次回波的相位差正比于横距p x 。该散射点相邻两个周期的回波相差一个相位旋转因子4exp()p j x π

δθλ，当转台连续转动时，子回波的相位变化

表现为多普勒，p x 越大，则该散射点子回波的多普勒频率也越高。

目标均匀转动，并在观测过程中接收 到M 次回波，即总转角M θδθ?=，

当两散射点的横向距离差为x ?时，两散射点子回波总的相位差为

4M x π

θλ?Φ=?? （1.5）

用傅立叶变换作为多普勒分析时，只要2M π?Φ≥，两点即可分辨，即这时的横距分辨率a ρ为

2a λρθ

=? （1.6） 上面是以某瞬间的散射点位置和子回波多普勒值的关系来说明横向高分辨的，但是多普勒分辨越高，所需的相干积累时间就越长，散射点是否会移动而改变位置了呢？移动肯定存在，但在一般情况下影响不大，可以举一个数字例子。若3λ=厘米，0.053θ?=≈弧度o，则0.3a ρ＝米。可见对于厘米波雷达，为得到零点几米的横距分辨率，所需的总的转角是很小的，一般为3o左右。

虽然很小的转角就能实现转台目标成像，但在转动过程中，散射点还是要有纵向移动的，偏离轴线越远，则移动也越大。设目标横向尺寸为10米，当总转角为0.05弧度时，两侧散射点的相对纵向移动为0.5米；若横向尺寸为40米，则相对纵向移动为2米。这已经超过了一般逆合成孔径雷达距离分辨单元的长度，即在此期间产生了越距离单元徙动。

前面提到过，在一般的成像算法中，是按距离单元将许多周期的数据序列作多普勒分析得到高分辨的，若在此期间产生了越距离单元徙动，则该散射点的子回波序列将分段分布在两个或更多个距离单元里，且在每个距离单元的驻留时间要缩短。

实际上，由于受到系统分辨率的限制，从雷达回波数据重建图像的形状和原

物体是有区别的，以理想的点目标为例，重建图像的纵向由于信号有一定的频带（B）而时间展宽为1/B，其横向（多普勒）由于相干积累时间T的限制，而多普勒展宽为1/T。还可以在距离-多普勒平面画出上述重建图像的形状，该图像的数学表示式称为点散布函数，信号频带越宽、相干时间越长，则点散布函数就越集中，表明该系统具有高的分辨率。当散射点产生了越距离单元徙动时，点散布函数会在纵向展宽，同时由于在几个距离单元里的驻留时间缩短，其横向（多普勒向）也会展宽，其结果是使转台目标的重建图像具有不同的点散布函数：离转轴越远，点散布函数就越差。不过，在实际应用中，上述现象通常可以容忍。但我们也有方法来消除越距离单元徙动产生的不良影响，这将在后面介绍。

上面我们是将运动目标通过平动补偿成为匀速转动的平面转台目标，当飞机作直线平稳飞行时，一般满足或近似满足上述条件。如果飞机作加速或减速的直线飞行，仍可补偿成平面转台目标，只是转速是非均匀的。更有甚者，如果飞机作变向的机动飞行，则平动补偿后的转台目标是三维转动的。这些问题也将在后面讨论。

1.2.2合成孔径技术

前面提到，当用飞机平台上的雷达观测固定的地面场景时，可以用多普勒效应来说明其横向高分辨，如图1-5（a）所示与飞机航线平行的一条地面线上，在某一时刻O，线上各点到雷达天线相位中心连线与运动平台速度向量的夹角是不同的，因而具有不同的瞬时多普勒。但是，为了得到高的多普勒分辨率，必须有长的相干积累时间，也就是说飞机要飞一段距离，它对某一点目标的视角是不

断变化的。图1-5（b）的上图用直角坐标表示飞行过程中点目标O的雷达回波相位变化图，当O点位于飞机的正侧方时，目标O到雷达的距离最近，设这时回波相位为零，而在此前后的相应距离要长一些，即回波相位要加大，而如图1-5（b）的上图所示。不难从距离变化计算出相位变化的表示式，它近似为抛物线。上述相位变化的时间导数即多普勒，如图1-5（b）的下图所示，这时的多普勒近似为线性变化，图中画出了水平线上多个点目标回波的多普勒变化图，它们均近似为线性调频信号，只是时间上有平移。

(a) (b)

图1-5 SAR成像几何关系以及SAR信号的相位和多普勒图

在多普勒为常数的情况下，我们用傅立叶变换作相干积累，也就是脉冲压缩。现在是线性调频信号，只要线性调频率已知，对它作脉冲压缩是不困难的。

从图1-5（b）也可以看出，在与飞行航线平行线上的点目标具有相同的冲激响应，而当该平行线与航线的垂直距离不同，冲激响应也不相同，主要是调频率发生了变化。冲激响应的空变性，给图像重建的计算带来一定的复杂性。

在上面的讨论中，我们还只考虑了目标到天线相位中心距离变化引起的相位

变化。如果上述距离变化是波长级的，只考虑相位变化就可以了；若距离变化与径向距离分辨单元的长度可以相比拟，甚至长达多个距离单元，这时就要考虑越距离单元徙动的问题，这在上一小节讨论逆合成孔径成像时已经提到过，不过合成孔径雷达观测的场景通常比逆合成孔径雷达的目标大得多，只要分辨率高一些就可能发生。有关问题将在后面详细讨论。

上面是用多普勒效应对合成孔径技术的横向高分辨问题作了说明。用合成孔径的概念同样也可作出解释，这里不再重复。只是用合成孔径来说明聚焦和非聚焦，可以得到更清晰的概念。

在图1-6里画出了飞行航线和点

目标O ，合成孔径沿航线排列。如果

合成孔径较长，应考虑目标O 回波的

波前为球面波。从图中可见，若波前

为平面波，则合成孔径阵列上各阵元

的相位相同，将它们直接相加就可重

建目标O 的形状（横向）。但实际波

前为球面波，从而造成不同阵元的信

号有不同的相差，只有补偿相差后相

加才能正确重建，这相当于光学系统里的聚焦。实际上，这里的聚焦相差补偿也就是前面所说的多普勒调频率补偿，只是解释方法不同而已。

如果合成孔径长度不大，可用图1-6中与球面波相切的一小段直线近似球面波的弧线，这时可用平面波时的直接相加来近似重建目标，这称为非聚焦方法。

上面提到非聚焦方法的合成孔径只能用“一小段直线”

，这“一小段”允许

多长呢？下面作一些说明：设阵列以A 为中点、前后对称排列，若波前为平面波，则所有阵元上的信号相位均相同，而在球面波情况下，直线上阵元的信号会有相位差，若仍以A 点为基准，则偏离A 点越远，相位差就越大，当相位差大到/2π（考虑到收、发双程，即该阵元与球面波前的距离差为/8λ）时，再加大孔径而得到积累增益已经很小，因此通常以到球面波前的距离差为/8λ来确定有效孔径长度。通过简单的几何运算，得到非聚焦时的有效孔径长度

e L =R 为目标距离；并可计算得到这时的横向（方位）分辨率

a ρ=字例子，若波长3λ=厘米，距离30R =公里。这时非聚焦的有效孔径长度30e L =米，而横向分辨率15a ρ=米。若距离加长，横向分辨率还要下降。

1.3 本书的结构与内容安排

暂确

第一章 通信系统概论

第一章通信系统概论 1.1 绪论 1.2 通信系统的组成 1.3 通信系统的分类与通信方式1.4 通信系统的质量指标 1.5 通信技术的发展

1.1 绪论 通信 广义上说用任何方法通过任何媒介跨时/空传递信息，均称为通信。

1.1 绪论 ◆通信的定义： 是指由一地向另一地进行消息的有效传递。 ◆通信的目的： 就是传递消息。 ◆本课程对通信的定义： 利用电子等技术手段，借助电信号（含光信号) 实现从一地向另一地进行消息的有效传递称为通信。

1.2 通信系统的组成 1.2.1 通信系统模型 信 源信宿噪声源 信道发送设备 接收设备产生或发出将信源产生的消息信号 变换成便于传送的形式从带有干扰的接收信号中正 确恢复出原始 信号 接受消息 的人或机 信号传输的通道各处噪声的集中表现

1.2 通信系统的组成 ◆信源：把待传输的消息转换成原始电信号，如电话 系统中电话机可看成是信源。 ◆发送设备：将信源和信道匹配起来，即将信源产生的 原始电信号变换成适合在信道中传输的信号。 ◆信道：信号传输的通道，可以是有线的，也可以是无 线的。 ◆接收设备：任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相 应的原始电信号来。 ◆信宿：将复原的原始电信号转换成相应的消息。

1.2 通信系统的组成 1.2.2 模拟通信系统和数字通信系统1.信源消息分为两大类 连续消息离散消息 消息的载体是电信号，电信号的变化体现在某一参量的变化上（如连续波的幅度、频率或相位；脉冲波的幅度、宽度或位置）。 消息的状态连续变化或是不可数的。如语音、活动图片等消息的状态是离散的或是可数的。 如符号、数据等

第一章 信息技术概论

第一章_信息技术概述__练习题_带答案）.doc 一、判断题 1.现代计算机中使用的集成电路绝大部分是模拟电路。F 2.集成电路芯片的工作速度与芯片的尺寸有关。芯片尺寸越大，其工作速度就越快。F 3.所有的十进制数都可精确转换为二进制数。F 4.信息是可以交换的。F 5.经加工后的信息一定比原始的信息更能反映现实的最新状态。F 6.信息技术中的感测和识别技术扩展了人的神经系统功能。F 7.现代集成电路制作使用的半导体材料通常是铜。F 8.集成电路的工作速度主要取决于组成逻辑门电路的晶体管的尺寸。晶体管的尺寸越大，其 极限工作频率越高，门电路的开关速度就越快。F 9．集成电路芯片的工作速度越快，集成度就越小。F 10．随着科学技术的发展，微米、亚微米、纳米技术的应用，在未来50年里，集成电路的集成度将按照摩尔定律不断增大。T 11．信息是可压缩的。T 12．所谓集成电路，指的是在半导体单晶片制造出含有大量电子元件和连线的电子线路。T 13．信息是认识主体所感知或所表述的事物运动及其变化方式的形式、内容和效用。T 14. 集成电路按用途可分为通用和专用两类，PC机中的存储器芯片属于专用集成电路。F 15 对二进位信息进行逻辑运算是按位独立进行的，位与位之间不发生关系T 16．信息就是数据。F 17．知识来源于信息。T 18．信息处理的本质是数据处理。T 19．现代微处理器都是大规模集成电路。F 20．集成电路封装的目的是机械化学保护。F 21．IC卡的能量总是来源于IC卡读写器。F 22．当两个输入端都为“１”时，“异或门”的输出端才是“１”。F 23．Moore定律是指集成电路技术的发展，大体遵循单块集成电路的集成度平均每18-24个月翻一翻的规律。(按书上为T)，实际应为F 24．计算机中的整数分为不带符号的整数和带符号的整数两类，前者表示的一定是正整数。T 25．所有的数据都是信息。F 26．信息感知技术是用来确定存在的信息是哪一类的问题。F 27．中、小规模集成电路一般以简单的门电路或单级放大器为集成对象，大规模集成电路则以功能部件、子系统为集成对象。T 28．PC机中的存储器芯片属于通用集成电路。T 29．数字通信中多数使用的数字电路比模拟电路更容易由超大规模集成电路实现，有利于通信设备的小型化、微型化。T 30．正整数无论采用原码还是补码表示，其编码都是完全相同的。T 31．信息技术是指用来取代人们信息器官功能，代替人类进行信息处理的一类信息技术。F 32. 信息产业已是全球第一大产业T 33. 信息化是由信息技术驱动的经济和社会的变革T 34.同一个字符集中的字符可以对应多种不同的编码。T

雷达成像技术(保铮word版)第六章 合成孔径雷达运动补偿

第六章合成孔径雷达运动补偿 机载SAR运动补偿可分为实时运动补偿和成像处理运动补偿。实时运动补偿就是利用飞机上的惯性导航设备和运动传感器测出飞机的姿态和速度变化，对雷达参数进行实时调整，根据飞机姿态变化调整天线波束指向，根据飞机速度调整脉冲重复频率，消除不均匀采样误差，根据天线相位中心到场景中心线的距离，调整快时间采样起始时刻。实时运动补偿能消除部分运动误差，但要实现高分辨率成像，还需要在成像处理中进行精确的运动补偿，成像处理运动补偿可又分为两类，一是基于运动传感器的运动补偿，二是基于雷达高分辨回波数据的运动补偿。成像处理运动补偿中，基于回波数据的运动补偿本质上和基于运动传感器的运动补偿相同，只不过运动参数(主要是多普勒中心和调频率参数)是通过回波数据估计得到。 由载机引起的合成孔径阵列误差主要可分为沿着航向的误差和垂直航向的误差，下面分别讨论对它们的运动补偿。 6.1 垂直航线运动分量的补偿 由大气扰动引起的运动误差的补偿是机载SAR系统中一个关键问题。在SAR成像系统中因运动误差而引起的主要影响表现有：空间和辐射分辨率的下降，方位模糊，几何和相位失真。 运动误差通常可用捷连惯导单元(IMU)和惯性导航系统(INS)测得。对从IMU或INS的加速度计和陀螺仪获得的数据进行处理可以重构出飞机的三维运动轨迹(即沿航向，垂直航向，天顶方向)，同时也可得到IMU位置的三个角度分量(即偏航角，俯仰角，滚转角)。由于我们关心的是天线相位中的运动误差，所以需要知道IMU和天线中心位置之间的距离，以便将IMU位置的运动信息换算到相位中心位置，同时需要将惯导系统与全球定位系统相结合，把相位位置转变为绝对位置。由于从惯导系统得来的运动参数常常受到系统误差(例如，加速度计的积分引起的偏差)的影响，通过从SAR数据中估计可进一步提高运动参数的精度。 下面，我们先分析SAR处理中的运动误差对成像的影响。我们假设机载SAR

新编现代教育技术学复习资料

现代教育技术学复习 第一章教育技术概论 1、教育技术的研究对象 教育技术的研究对象是学习过程和学习资源 2、教育技术的定义 教育技术是通过创造、使用和管理合适的技术性的过程和资源，以促进学习和提高绩效的研究与符合伦理道德的实践。 3、教育技术的研究领域有哪些 （1）设计领域（四个子系统：教学系统设计、信息设计、教学策略、学习者特征分析）（2）开发领域（印刷技术、视听技术、基于计算机的技术、综合技术）（3）利用领域（媒体的利用、革新技术的传播、实施和制度化、政策与法规）（4）管理领域（教学系统、教育信息、教育资源和教育研究计划与项目的管理）（5）评价领域（问题分析、参照标准的测量、形成性评价、总结性评价） 4、信息素养的概念 信息素养就是从各种资源中获取、评价、利用及表达信息的能力。 5、信息素养的内涵： 第一层次：驾驭信息的能力。①高效获取信息的能力；②熟练、批判地评价信息的能力；③有效地吸收、存储、快速提取信息的能力；④运用多媒体形式表达信息，创造性使用信息的能力 第二层次：运用信息技术的高效学习与交流能力 第三层次：信息时代公民的人格教养 6、教师信息素养的构成 （1）从认识层面上理解： ①、正确的理解；②、强烈的意识及较强的敏感度；③、关心教育信息化进程；④积极投入工作 （2）从技术层面上理解： ①、具备传统信息基础知识和计算机基本技能； ②、具备多媒体处理能力，即能掌握现代教育软、硬件的使用 ③、具备信息处理能力 （3）从运用层面上理解： ①、能从不同角度解读信息和批判评价信息，并思考 ②、能对相关信息进行整合，形成新信息 ③、具有良好的课程整合能力 7、信息技术与课程整合的目标 （1）改变传统教学结构，优化教学过程，提高教学质量、效率和效益 （2）培养教师和学生具备良好的信息素养 （3）培养教师和学生掌握信息时代的学习方式 第三章教师媒体素养 1、媒体的含义 ①承载信息的载体； ②指储存和传递信息的实体，也可以指实现信息从信息源传递到受信者的一切技术手段 2、媒体的分类：硬件和软件 3、教学媒体的含义 在教与学活动过程中所采用的媒体 4、一般的媒体要发展成为教学媒体应具备的两个基本要素： ①媒体用于储存与传递以教学为目的的信息时，才可被称为教学媒体 ②媒体只有用于教与学活动的过程时，才能发展为教学媒体

雷达图像 处理

与光学图像相比，SAR图像视觉可读性较差，并且受到相干斑噪声及阴影、透视收缩、迎坡缩短、顶底倒置等几何特征的影响。因此对SAR雷达图像的图像增强与边缘检测将有别于一般的光学图像。 首先，图像增强技术是指按特定的需要突出一幅图像中的某些信息，同时削弱或去除某些不需要的信息，它是一种将原来不清晰的图像变得清晰或强调某些感兴趣的特征，抑制不感兴趣的特征，使之改善图像质量，丰富信息量，加强图像判读和识别效果的图像处理方法。从纯技术上讲，图像技术分为频域处理法和空域处理法。 空域图像增强是直接对图像中的像素进行处理，基本上是以灰度影射变化为基础的，所用的影射变换取决于增强的目的。具体来说，空域法包括点运算和模板处理，其中点运算时针对每个像素点进行处理的，与周围的像素点无关。空域增强方法大致分为3种，它们分别是用于扩展对比度的灰度变换、清除噪声的各种平滑方法和增强边缘的各种锐化技术。灰度变换主要利用点运算来修改图像像素的灰度，是一种基于图像变换的操作；而平滑和锐化都是利用模板来修改像素灰度，是基于图像滤波的操作。 频域处理法的基础是卷积定理。传统的频域法是将需要增强的图像进行傅里叶变换或者离散余弦变换，或者是小波变换，然后将其与一个转移函数相乘，再将结果进行反变换得到增强的图像。 在空域图像增强中，形态学的基本思想是使用具有一定形态的结构元素度量和提取图像中的对应形状，从而达到图像进行分析和识别的目的，利用不同的数学形态学变换滤波方法在对S AR图像直接进行平滑滤波的应用中取得较好的结果。算法简单，物理意义明显。 形态学的基本思想是使用具有一定形态的结构元素度量和提取图像中的对应形状，从而达到图像进行分析和识别的目的。由于形态学算子实质上是表达物体或形状的集合与结构元素之间的相互作用，结构元素的形态就决定了这种运算所提取的信号的形态信息。因此数学形态学对信号的处理具有直观上的简单性和数学上的严谨性，在描述信号形态特征上具有独特的优势。同时，形态学中的形态滤波器可借助于先验的几何特征信息，利用形态学算子有效地滤除噪声，又保留图像中的原有信息。因此在图像平滑滤波、分割、识别、形状描述等方面得到了广泛的应用，它最显著的特点是直接处理图像表面的几何形状，具有快速、健壮和精确的特性。 本文将开运算和闭运算的另外一种组合方法——交替顺序滤波运用到s AR图像增强处理中。它是用一系列不断增大的结构元素来执行开闭滤波。具体过程如下：本文开始使用的是一个2 ×2较小的结构元素，然后增加其大小，直到其大小与获得单个开闭滤波器最佳效果所用的3 ×3结构元素的大小相同为止。 在频域图像增强中，小波变换的时域与频域是具有多分辨率的时频分析方法，我们可以利用它的这个特性来对信号做高通滤波和低通滤波，得到原始信号的逼近信号和细节信号。对一幅图像sar进行基于小波变换的增强处理，主要步骤：1、对图像用mallat快速算法进行小波分解；2、选取增强系数；3、对处理后的小波系数进行小波逆变换，得到增强图像。多尺度积用于图像边缘检测。但小波变换各向同性的性质导致方向选择性差，不能有效地捕捉轮廓信息。 其次图像边缘检测边缘的种类分为两种，一种为阶跃性边缘，它两边的像素的灰度值有着显著的不同；另一种成为屋顶状边缘，它位于灰度值从增加到减少的变化转折点。边缘特征提取的常用方法有Sobel算子和Cannny算子，其中canny算子对高斯加性噪声有一定的抑制作用，提取的边缘方向和位置信息比较准确，但是SAR的噪声为Gamma分布的乘性噪声，

第一章信息与信息技术.doc

第一章信息与信息技术 课题：课时：2课时单元概述：本章通过列举生活实例，使学生了解信息及其特征，认识信息和信息技术在信息社会的重要地位，使学生初步感受信息文化，培养学生的信息素养。课程标准描述信息的基本特征，列举信息技术的应用实例，了解信息技术的历史和发展趋势。学习目标： 1、知识性目标了解什么是信息；掌握信息的主要特征；学会区分信息和信息的媒体；通过生活实例具体说明信息的特征；了解信息技术及其主要内容；了解信息技术经历的五次革命，并列出每个阶段的重要标志。 2、技能性目标能快速在图书馆或向家长获取信息；对于有条件上网的学生，应提高上网查询的速度。 3、情感性目标交流讨论信息在信息社会的重要性，感受信息文化；在小组活动中培养学生合作学习和主动获取信息的愿望。课前准备：教具：网络教室学生：学会基本的网络搜索技术。教师：各种教学用的记录表及评价表，如分组调查表、周边图书馆推荐表、相关网站链接表、分析表、作品引用记录等。活动安排： 1、活动主题：分析信息采集技术、信息传播技术和信息存储技术在各个历史阶段的特点。 2、活动要求：以小组为单位通过图书馆、向家长咨询或上网查找相关资料完成分析表。 3、活动步骤：（1）在课堂中完成分组，并确立组长和组员的分工；（2）每组可以采用一种或多种查询方式（通过图书馆、向家长咨询或上网查找）查找相关资料；（3）整理并交流。〖教学过程〗一、信息的概念：引入同学们，今天是我们高中信息技术学科的第一堂课。有谁能

说说什么是信息？在日常生活中，你认为哪些属于信息，试着举1－2个例子。学生（举例）（教师在学生举例时可以将案例记录在黑板上，以备区分信息与信息的媒体之用）刚才大家都列举了很多生活中的例子。现在，让我们来看看著名的学者是如何来定义信息这个概念的。（应用ppt演示文稿）信息是一个被各个领域广泛运用的概念，其定义因领域的不同而各不相同。今天，老师向大家介绍的是信息学奠基人香农和控制论奠基人维纳对信息的定义。信息需要用载体来表示和传播，表达信息的载体称为信息的表示媒体，简称媒体。例如：书中记载的内容属于信息，书就是信息的媒体。刚才同学们举了这么多例子，现在让我们再来看看哪些属于信息，哪些属于信息的媒体？（学生区分黑板上的例子是属于信息还是信息的媒体）（将例子按照信息、媒体有规律地排列）例如：信息媒体书中记载的内容书广播 天气预报信息的媒体类型很多，常用的类型有四种：文本、数据、声音和图像等等。看看黑板上罗列的都属于哪一类型？（学生将举例的媒体按照其类型分类） ?二、信息的主要特征：刚才我们都列举了很多信息，也了解了哪些是信息，哪些是信息的媒体。现在，我们可不可以归纳一下信息有哪些主要特征呢？同样，也举1－2个例子。教师学生总结信息的主要特征是：载体依附性、价值性、时效性、 2018-07-31 课题：课时：2课时单元概述：本章通过列举生活实例，使学生了解信息及其特征，认识信息和信息技术在信息社会的重要地位，使学

雷达成像技术(保铮word版)第四章 合成孔径雷达

第四章 合成孔径雷达 合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar ，简称SAR ）是成像雷达中应用最 多，也是本书讨论的重点。在前几章对雷达如何获取高的距离分辨率和横向分辨 的基础上，从本章开始用三章的篇幅对合成孔径雷达作较详细的讨论。 首先，结合工程实际介绍合成孔径雷达的原理。在前面的讨论中已经提到， 根据不同的要求，成像算法（特别是横向成像算法）有许多种，本章只介绍最简 单的距离-多普勒算法的原理，目的是由此联系到对合成孔径雷达系统的要求以 及工程实现方面的问题。 合成孔径雷达通常以场景作为观测对象，它与一般雷达有较大不同，我们将 在本章讨论合成孔径雷达有别于一般雷达的一些技术性能和参数。 4.1 条带式合成孔径雷达成像算法的基本原理 4.1所示，设X 轴为场景的中心 线，Q 为线上的某一点目标，载机以 高度H 平行于中心线飞行，离中心线 的最近距离B R 为 B R = （4.1） 当载机位于A 点时，它与Q 点的斜距 为 R = （4.2） 式中t X 为点目标Q 的横坐标。 当分析中心线上各个点目标的回波状况及成像算法时，可以在包括场景中心 线（即X 轴）和载机航线的平面里进行。至于场景里中心线外的情况将在后面 说明，这里暂不讨论。 一般合成孔径雷达发射线性调频（LFM ）脉冲，由于载机运动使其到目标的 距离发生变化，任一点目标回波在慢时间域也近似为线性调频，而且包络时延也 几何示意图

随距离变化，即所谓距离徙动。合成孔径雷达成像算法的任务是从载机运动录取得到的快、慢时间域的回波数据，重建场景图像，它是二维匹配滤波问题。 严格考虑距离徙动的成像算法比较复杂，在实际应用中，一般均根据情况采用一些较简单的算法，这些将在第五章里系统介绍。在这里我们主要讨论分辨率较低，距离徙动影响可以忽略的最简单的情况，这时可采用简易的距离-多普勒基本算法。 所谓距离徙动的影响可以忽略不计是指雷达波束扫过某点目标的相干处理时间里，目标斜距变化引起的距离徙动值小于距离分辨单元长度的1/4~1/8，即场景中心线上所有点目标的回波（距离压缩后的）在慢时间域里均位于同一个距离单元。当然，因斜距改变引起的二次型相位变化还是需要考虑的，即系统的脉冲响应函数应考虑二次型相位。这种情况下的成像算法是比较简单的，可将回波信号先在快时间域作脉压匹配滤波，然后再对快时间域的每一个距离单元分别沿慢时间作方位压缩的匹配处理，于是得到场景的二维图像。在上面的图4.1中，我们提出只对中心线上的目标进行讨论，场景的二维图像当然包括场景里中心线以外的目标，这将在下一节里说明。 脉压匹配滤波可以在时域用回波数据与系统函数作卷积处理，也可以在频域作乘积处理，由于乘积的运算量小，同时时频域之间的傅里叶变换有FFT快速算法，频域计算用得更多。此外，由于场景有一定宽度，比发射脉冲宽度宽不少，而沿慢时间录取的数据长度一般也比波束扫过一个点目标的相干积累时间长得多，即时域信号长度比系统匹配函数长得多，这里应将信号分段处理后再加以拼接。 4.2合成孔径雷达回波的多普勒特性 信号有时域表示和频域表示，一般情况直接获取的是时域信号，通过傅里叶变换得到它的频谱。合成孔径雷达信号也是如此，快时间表示的发射信号是在时域生成，而慢时间回波则为载机运动过程中回波的变化序列。通过傅里叶变换，可以得到快时间频谱（距离谱）和慢时间频谱（多普勒谱或方位谱）。 合成孔径雷达信号有它的特殊性，它的回波为众多点目标回波的线性组合，而对一个点目标来说，其快、慢时间回波均为（或近似为）线性调频信号。对于

技术概论课后答案

第一章汽车工业的发展历史简介 一．填空题 1.汽车发展的7个阶段为技术开发阶段、大量生产阶段、适用阶段、产业化时代、摩擦时代、高级化时代、电子化时代 2.汽车外形演变的7个阶段为马车型、箱型、流线型、甲壳虫型、船型、鱼型、楔形 二．简答题 1.汽车技术发展的推动力是什么？ 汽车技术进步的动力来源于社会需求与政府法律的建立，用户的愿望是技术继续进步的最强动力。 2.汽车高速发展带来的主要问题是什么？ 排放大量的污染物，对大气环境造成严重污染；噪声污染，影响人们生活；电器产生电磁波干扰设备；道路交通事故频频发生，造成大量的人身伤亡和财产损失；加快了对有限石油资源的消耗；城市道路交通阻塞严重；不可回收的汽车废料泛滥。 第二章汽车发动机新技术 一．填空题 1.喷油器喷出的柴油喷注特征可用喷油压力、喷油量、喷油正时3个参数表示。 2.汽油机电控燃油喷射系统由空气供给系统、燃油供给系统、电子控制系统组成。 3.柴油机电控燃油喷射系统由传感器、执行器、发动机电控单元组成。 二．思考题

1.汽车发动机电子控制系统的主要控制功能是什么？ 接受、显示发动机运行状况的各个传感器输送来的电信号，根据预置程序对喷油时刻、喷油量、点火时刻等进行修正，并给出指令。（由传感器和电控单元ECU组成） 2.发动机电子控制系统由那几个子系统组成？ 电子控制燃油喷射系统、电子控制点火系统、辅助控制系统 3.供气系统的功能是什么，有哪些部件组成？ 向汽油机提供与发动机负荷相适应的清洁空气，同时对流入气缸的空气质量进行计量，使它们与喷油器喷出的汽油形成空燃比符合要求的可燃混合气。电子控制部分主要由空气计量装置、节气门体和节气门位置传感器等组成 4.供油系统的功能是什么，由哪些部件组成？将汽油从油箱送给燃油分配管，然后分送到各个喷油器。油压调节器对燃油压力进行调整，多余的燃油经油压调节器送回油箱。由油箱、电动汽油泵、燃油滤清器、燃油分配管、喷油器、油压调节器等组成。 5.发动机电子控制系统常用传感器和开关信号有哪些？ 空气流量计、节气门体和节气门位置传感器、发动机曲轴位置传感器、霍尔式同步信号传感器、水温传感器、进气温度传感器、开关信号传感器、爆燃传感器、氧传感器等 6.按控制方式不同，发动机燃油喷射系统可分为哪几种类型？ 化油器式燃油喷射系统、电子控制燃油喷射系统 三．简答题 1.简述柴油机高压共轨技术。 一个高压油泵在柴油机的驱动下，将高压燃油输入一个公共容器（即高压共

雷达成像技术

雷达成像技术实验报告 实验一 ——线性调频信号的匹配实验理论分析： 线性调频信号的一般表示形式为：s=exp(j*pi*k*t.^2)，雷达发射信号脉冲线性调频信号，回波有一定的脉宽。雷达测距的分辨率受回波脉宽的影响，因此对接收信号进行脉冲压缩可以提高雷达测距分辨率。 脉冲压缩的思路是对接受信号做相关。对信号做相关，即使信号通过一匹配滤波器，匹配滤波器的冲激响应为s*（-t），系统传递函数S*(f) 。对于线性调频信号S（f）=exp(-j*pi*f.^2/k)。所以S*(f) =exp(j*pi*f.^2/k)。 可以有三种方法实现匹配滤波。 1.信号直接通过滤波器Hf=exp(j*pi*f.^2/k)。 2.对回波信号s（t）进行变换得到s*（-t），再将回波信号通过以s*（-t）为冲激响应的滤波器。 对回波信号s（t）进行变换得到S*(f)，再将回波信号通过以S*(f)为系统传递函数的滤波器。 源程序： clear all Tu=10.e-6; Br=100.e6; fs=120.e6; ts=1/fs; kr=Br/Tu; N=round(fs*Tu); N=2^(round(log2(N))+1).*2; Tp=N/fs; t=(-Tp/2:ts:(Tp/2-ts))+14.e-6; s1=exp(j*pi*kr*(t-13.e-6).^2).*(abs(t-13.e-6)

雷达图像处理(ENVI)

雷达图像处理ENVI ENVI提供基本的雷达图像处理功能，包括雷达数据格式支持、雷达文件定标、消除天线增益畸变、斜距校正、入射角图像生成、斑点噪声压缩、合成彩色图像等。 多标准ENVI图像处理功能也可以用于处理雷达数据的处理，如图像显示功能、图像拉伸、颜色处理、图像分类、几何校正、图像配准、卷积滤波、图像融合等。 目前，大所述雷达成像系统都是侧视成像，这种雷达系统所测量的距离是目标物到平台一侧的距离（倾斜距离），基于这种几何系统获得的图像叫斜距图像。雷达斜距数据在侧向范围有系统几何畸变，实际上，由于入射角的变化使得垂直侧向范围的地距和像素大小发生变化。因此，要使用雷达图像，必须经过从斜距到地距的校正处理。 自适应滤波器被设计成对斑点噪声压缩的同时，对图像分辨率的减少是微笑的。自适应滤波器运用围绕每个像元值标准差来计算一个新的像元值。不同于传统的低通平滑滤波，自适应滤波器在抑制噪声的通透式保留了图像的高频信息和细节。 Lee滤波器用于平滑亮度各图像密切相关的噪声数据以及附加或倍增类型的噪声。 增强型Lee滤波器可以在保持雷达图像纹理信息的同时减少斑点噪声。 Frost滤波器能在保留边缘的情况下，减少斑点噪声。 增强型Frost滤波器可以在保持雷达图像纹理信息的同时减少斑

点噪声。 Gamma滤波器可以用于在雷达图像中保留边缘信息的同时减少斑点噪声。 Kuan滤波器用于在雷达图像中保留边缘的情况下，减少斑点噪声。 Local Sigma滤波器能很好地保留细节并有效地减少斑点噪声，及时是在对比度较低的区域。 Bit Error Filters比特误差误差滤波器可以消除图像中的”bit-error”噪声。

激光雷达原理、关键技术及应用的深度解析

激光雷达原理、关键技术及应用的深度解析 “雷达”是一种利用电磁波探测目标位置的电子设备.电磁波其功能包括搜索目标和发现目标;测量其距离,速度,角位置等运动参数;测量目标反射率,散射截面和形状等 特征参数。 传统的雷达是微波和毫米波波段的电磁波为载波的雷达。激光雷达以激光作为载波.可以用 振幅、频率、相位和振幅来搭载信息，作为信息载体。 激光雷达利用激光光波来完成上述任务。可以采用非相干的能量接收方式，这主要是一脉冲计数为基础的测距雷达。还可以采用相干接收方式接收信号，通过后置信号处理实现探测。激光雷达和微波雷达并无本质区别，在原理框图上也十分类似，见下图激光雷达是工作在光频波段的雷达。与微波雷达的原理相似，它利用光频波段的电磁波先向目标发射探测信号，然后将其接收到的同波信号与发射信号相比较，从而获得目标的位置（距离、方位和高度）、运动状态（速度、姿态）等信息，实现对目标的探测、跟踪和识别。激光雷达由发射，接收和后置信号处理三部分和使此三部分协调工作的机构组成。激光光速发散角小，能量集中，探测灵敏度和分辨率高。多普勒频移大，可以探测从低速到高速的目标。天线和系统的尺寸可以作得很小。利用不同分子对特定波长得激光吸收、散射或荧光特性，可以探测不同的物质成分，这是激光雷达独有的特性。 激光雷达的种类目前，激光雷达的种类很多，但是按照现代的激光雷达的概念，常分为以下几种: 按激光波段分：有紫外激光雷达、可见激光雷达和红外激光雷达。 按激光介质分：有气体激光雷达、固体激光雷达、半导体激光雷达和二极管激光泵浦固体激光雷达等。 按激光发射波形分：有脉冲激光雷达、连续波激光雷达和混合型激光雷达等。按显示方式分：有模拟或数字显示激光雷达和成像激光雷达。 按运载平台分：有地基固定式激光雷达、车载激光雷达、机载激光雷达、船载激光雷达、

现代通信技术概论

第一章 1、（小）信息量 任何信源产生的输出都是随机的，采用统计方法定性。 对接收者来说，只有消息中不确定的内容才构成信息。 信息量：可能性小，概率小，信息量大 信息量的计算 信息量与消息的种类、特定内容及重要程度无关，它仅与消息中包含的不确定度有关。消息中所含信息量与消息发生的概率密切相关。消息发生概率愈小，愈使人感到意外和惊奇，则此消息所含的信息量愈大。 在信息论中，消息所含的信息量I 与消息x 出现的概率P(x)的关系式为 I 代表两种含义：当事件x 发生以前，表示事件x 发生的不确定性；当事件x 发生以后，表示事件x 所含有（或所提供）的信息量。 信息量的单位由对数底的取值决定。若对数以2为底时单位是“比特”（bit — binary unit 的缩写）；若以e 为底时单位是“奈特”（nat —nature unit 的缩写）；若以10为底时单位是“哈特”（Hart — Hartley 的缩写）。通常采用“比特”作为信息量的实用单位。 以上我们讨论了离散消息的度量。类似，关于连续消息的信息量可用概率密度来描述。可以证明，连续消息的平均信息量（相对熵）为 2、（小）网络协议的概念 网络协议的定义：为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合 第二章 3、（小）抽样频率必须在2fm 以上，抽样频率2fm 称为奈奎斯特频率 1 log () a I p x =()()log () c a H x f x f x +∞ -∞ =-?

例如：一路电话的频带为300~3400Hz,fm=3400Hz,则抽样频率fs≥2×3400=6800Hz 4、(小）二进制码组有3种:自然二进制、格雷码、折叠二进制码 各种优缺点： ①自然二进制码和二进制数一一对应，简单易行，它是权重码，每一位都有确定的大小，可以直接进行大小比较和算术运算。自然二进制码可以直接由数/模转换器转换成模拟信号，但在某些情况，例如从十进制的3转换成4时二进制的每一位都要变，使数字电路很大的尖峰电流脉冲。 ②格雷码则没有自然二进制码这一缺点，它在相邻电平间转换时，只有一位发生变化，格雷码不是权重码，每一位码没有确定的大小，不能直接进行比较大小和算数运算，也不能直接转换成模拟信号，要经过一次码变换，变成自然二进制码。 ③折叠二进制码沿中心量化电平上下对称，适于表示正负对称的双极性信号。它的最高位用来区分信号幅值的正负。折叠码的抗误码能力强。 5、（小）13折线A律电平范围及其段落码列表 量化 段落码电平范围（） 段落码段落起始 电平 （） 量化间隔 （） 段内码权值（） Δ Δ ΔiΔ Δ a2a3a4a5a6a7a8 10~16000018421 216~320011618421 332~6401032216842 464~128011644321684 5128~25610012886432168 6256~51210125616128643216 7512~1024110512322561286432 81024~204811110246451225612864 PCMA率被称为13折线的原因是：A率中的常数A不同，则压缩曲线的形状不同，这将特别影响小电压时的信号信噪比的大小，在实用中选择A=87.6，因为13折线的特性近似于A 率的特性，因为A律是一条平滑的曲线，分为13段，用电子路很难准确的实现，所以一般用13折线来逼近A律。 例如：PCMA率的编码，已知电压范围-5，+5之间，现有一采样电压值为 2.1V，求对其PCMA率编码为多少？（参考课本P39 图及P40 例2-1） 因为2.1＞0，所以a1=1,且2.1/5*2048=860.16≈860△∈（512,1024），所以段落码a2a3a4=110 因为860△＞（512+1024）/2=768△所以a5=1， 因为860△＜（768+1024）/2=896△所以a6=0, 因为860△＞（768+896）/2=832△所以a7=1,

第1章信息技术概述1(教案)

计算机应用基础（理论）课程教案 教学过程

新课导入： 这是大学新生入学以来的有关第一门计算机基础课程，首先向同学们介绍这门课程的地位、主要内容、考核方式以及学习方法。让学生了解该课程的重要性，并介绍江苏省计算机等级考试一级B的相关要求。通过提问，调查了解学生的计算机水平，以及学生对计算机的兴趣。 信息技术在人们的生活和工作中正在起着越来越重要的作用，计算机、通信、数字信息、软件这些信息时代的主要组成部分到处可见。 举例：在教学上有远程教育；在企业有电子商务；在生活中有视频聊天等等。提问：你能说说还有哪些应用么？ 新课讲授： 1.1信息与信息技术 1信息定义 信息就是信息，它既不是物质也不是能量。——N.Wiener（控制论创始人）事物运动的状态及状态变化的方式。——客观事物立场 认识主体所感知或所表述的事物运动及其变化方式的形式、内容和效用。 ——认识主体立场 计算机是一种基于二进制运算的信息处理机器，任何需要由计算机进行处理的信息，都必须进行一定程度的形式化，并表示成二进制编码的形式。这就引进了数据的概念。 2 与信息处理相关的行为和活动 信息收集——感知、测量、识别、获取、输入等 信息加工——分类、计算、分析、综合、转换、检索、管理等 信息存储 信息传递 信息施用——控制、显示等 3信息技术： 信息技术：用来扩展人的信息器官功能、协助人们进行信息处理的一类技术。 人的信息器官及功能： 感觉器官（眼耳鼻舌身）——获取信息 神经网络——传递信息 思维器官（大脑）——处理信息并再生信息 效应器官（手脚）——施用信息 4 信息处理系统： 用于辅助人们进行信息获取、传递、存储、加工处理、控制及显示的综合使用各种信息技术的系统。 5 信息处理系统实例

雷达成像技术-第二章汇总

第二章距离高分辨和一维距离像 雷达采用了宽频带信号后，距离分辨率可大大提高，这时从一般目标（如飞 机等）接收到的已不再是“点”回波，而是沿距离分布开的一维距离像。 雷达回波的性质可以用线性系统来描述，输入是发射脉冲，通过系统（目标） 的作用，输出雷达回波。系统的特性通常用冲激响应（或称分布函数）表示，从 发射波形与冲激响应的卷积可得到雷达回波的波形。 严格分析和计算目标的冲激响应是比较复杂的，要用到较深的电磁场理论， 不属于本书的范围。简单地说，雷达电波作用的目标的一些部件对波前会有后向 散射，当一些平板部分面向雷达时还会有后向镜面反射；这些是雷达回波的主要 部分；此外还有谐振波和爬行波等。因此，目标的冲激响应（分布函数）可以用 散射点模型近似，即目标可用一系列面向雷达的散射点表示，这些散射点位于后 向散射较强的部位。由于谐振波和爬行波的滞后效应，有时也会有少数散射点在 目标本体之外。如上所述，目标的散射点模型显然与雷达的视线向有关，例如当 飞机的平板机身与雷达射线垂直时有很强的后向镜面反射，而在偏离不大的角度 后，镜向反射射向它方，不为雷达所接收。目标的雷达散射点模型随视角的变化 而缓慢改变，且与雷达波长有关，分析和实验结果表明，在视角变化约10°的 范围里，可认为散射点在目标上的位置和强度近似不变。顺便提一下，前面曾提 到微波雷达对目标作ISAR成像，目标须转动3°左右，在分析时用散射点模型 是合适的。 虽然目标的散射点模型随视角 快得多。可以想像到，一维距离像是 三维分布散射点子回波之和，在平面 波的条件下，相当三维子回波以向量 和的方式在雷达射线上的投影，即相 同距离单元里的子回波作向量相加。 我们知道，雷达对目标视角的微小变 化，会使同一距离单元内而横向位置

第一章教育学概论

第一章教育与教育学 一、单选题（每题1分共39分） 1、我国古代学校产生于（） A．夏朝 B．商朝 C．秦朝 D．汉朝 2、教育要满足不同年龄阶段受教育者的教育要求是指教育的（） A．国际性 B．公共性 C．民主性 D．终身性 3.教育的质的规定性，即教育区别于其他事物的根本特征是( ) A.教育是上层建筑 B.教育是生产力 C.教育是培养人的活动 D.教育具有上层建筑和生产力的双重属性 4.教育的三个基本要素之间既相互独立，又相互联系，共同构成一个完整的实践活动系统。教育的三个重基本要素是教育者、学习者或受教育者与( ) A.教育场所 B.教育影响 C.教育内容 D.教育手段 5.在教育的三个基本要素中，是教育活动中教育者作用于学习者的全部信息，是实现教育目的所采取的措施，它包括教育内容和教育形式两大方面，这是指( ) A.教育者 B.受教育者或学习者 C.教育影响 D.教育手段 6.教育是社会的意识形态，为政治经济所决定，历史性、阶级性是教育的根本社会属性，教育总是存在于一定社会中，是随着社会历史条件的变化而变化。这是我国关于教育本质问题的主要观点中的( ) A.上层建筑说 B.生产力说 C.上层建筑与生产力双重属性说 D.社会实践活动说 7.教育是促进个体社会化的过程，教育是根据一定社会的需要而进行的培养人的活动，人们通过教育实践，把年幼无知的儿童培养成为能够担负一定社会职责的成人。这是我国关于教育本质问题的主要观点中的( ) A.上层建筑说 B.生产力说 C.特殊范畴说 D.社会实践活动说 8.在关于教育起源的学说中，认为教育的产生完全来自动物的本能，是种族发展的本能需要的是( ) A.心理起源说 B.生物起源说 C.劳动起源说D神话起源说 9.认为原始的教育形式和方法主要是日常生活中儿童对成人的无意识模仿，是心理起源说的代表人物是( ) A.勒图尔诺 B.沛·西能 C.孟禄 D.马克思 10．教育的劳动起源说也称教育的社会起源说，它是在直接批判生物起源说和心理起源说的基础上形成的。这一学说主要盛行于( ) A.英美 B.苏联和中国 C.欧洲大陆 D.亚洲 11.教育基本上是与生产劳动脱离的，学校为统治阶级所垄断，具有鲜明的阶级性，学校的教学内容主要是古典人文科学和治人之术。这里所说的是( )的教育特征。 A.原始社会B古代社会C.近代社会D.现代社会 12.在下列所述的教育特征中，属于近代社会教育的特征的是( ) A.教育国家化、世俗化和法制化，初等教育义务化。 B.教育的终身化和全民化成为指导教育改革的基本理念。 C.科学精神与人文精神走向统一。 D.教育民主化向纵深发展，教育的公益性日益突出。 13．现代教育不局限于学龄阶段，而是贯穿人的一生，满足不同年龄受教育者的教育需求。这阐明了现代教育（） A.未来性 B.科学性 C.生产性 D.终身性 14．某班教师为了激发和保持学生的学习动机，开展了一系列学习竞赛活动。结果如教师所料，学生的学习热情高涨，成绩明显提高。但没有想到的是，学生之间相互猜忌、隐瞒学习资料等现象日趋严重。上述事实表明，教育( ) A.既有正向显性功能，又有正向隐性功能 B.既有负向显性功能，又有负向隐性功能 C.既有正向隐性功能，又有负向隐性功能 D.既有正向显性功能，又有负向隐性功能15．根据作用方向可分为正向功能和负向功能，根据作用的呈现形式可分( )

第1章 信息技术概述

第1章信息技术概述 信息：人们认识世界、改造世界的一种基本资源 信息与物质能量是客观世界的三大构成要素。 信息处理：信息的收集，例如信息的感知、测量、获取、输入等。 信息的加工，例如分类、计算、分析、综合、转换、检索、管理等。 信息的存储，例如书写、摄影、录音、录像等。 信息的传递，例如邮寄、出版、电报、电话、广播等。 信息的施用，例如控制、显示等。 计算机、机器人等信息技术和控制技术大大增强了人们的信息加工处理和控制能力。 现代信息技术的主要特征：以数字技术为基础、以计算机及其软件为核心、采用电子技术（包括激光技术）进行信息的收集、传递、加工、存储、显示与控制。 信息化：利用现代信息技术对人类社会的信息和知识的生产与传播进行全面的改造，使人类社会生产体系的组织结构和经济结构发生全面变革的一个过程，是一个推动人类社会从工业社会向信息社会转变的社会转型的过程。 当代电子信息技术的基础：数字技术、微电子与光纤技术。数字技术是采用有限个状态（目前主要是用0和1两个数字）来表示、处理、存储和传输信息的技术。 数字技术的处理对象是“比特”，英文：“bit”。比特只有两种状态（取值）：0和1 比特是组成数字信息的最小单位。 经常使用的传输速率单位：比特/秒（b/s），也称“bps”，如2 400 bps（2 400 b/s）、9 600 bps （9 600 b/s）等。 千比特/秒（kb/s），1 kb/s=103比特/秒=1 000 b/s（小写k表示 1000） 兆比特/秒（Mb/s），1 Mb/s=106比特/秒=1 000 kb/s 吉比特/秒（Gb/s），1 Gb/s=109比特/秒=1 000 Mb/s 太比特/秒（Tb/s），1 Tb/s=1012比特/秒=1 000 Gb/s 十进制整数转换成二进制整数：“除以2逆序取余法” 十进制小数转换成二进制小数：“乘以2顺序取余法” 例：将（0.875）10转换成二进制小数： 0.875*2=1.75 整数部分=1 （高位） 0.75*2=1.5 整数部分=1 ↓ 0.5*2=1 整数部分=1 （低位） 故，（0.875）10=（0.111）2 二进制数的运算：两个多位二进制数的加（减）法必须考虑低位向高位的进（错）位，例如： 0 1 0 1 1 0 0 1 + 0 1 0 0 —0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 八进制数转换成二进制数的例子： （16.327）8=（001 110.011 010 111）2=（1110.011010111）2 二进制数转换为八进制数的例子： （11101.01）2=（011 101.010）2=（35.2）8 十六进制数转换成二进制数的例子： （4C.2E）16=（0100 1100.0010 1110）2=（1001100.0010111）2 二进制数转换成十六进制数的例子： （11101.01）2=（0001 1101.0100）2=（1D.4）16

探地雷达成像算法研究

探地雷达成像算法研究 摘要 探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)集无损检测、穿透能力强、分辨率高等众多优点而成为检测和识别地下目标的一种有效技术手段。性能优良的探地雷达成像方法有助于精确定位地下目标，同时提高对目标的检测和识别能力，从而推动探地雷达在城市质量监控、地质灾害、考古挖掘、高速公路无损检测、地雷探测等各个方面得到更广泛的应用。 本文以中国电波传播研究所的探地雷达LD-2000为实验设备，从中读取探测数据。以MATLAB为软件平台，实现了探地雷达数据的显示、处理、成像几个部分。其中数据显示方式包括数据的波形堆积图，剖面面色阶图以及带数据波形图；数据处理部分包括直达波的去除、背景噪声的去除、振幅增益等；雷达成像算法部分主要采用波前成像算法和投影层析成像算法。

Imaging Algorithm of Ground Penetrating Radar ABSTRACT GPR (Ground Penetrating Radar, referred GPR) set of non-destructive testing, penetration ability, many advantages of high resolution detection and identification of underground and become the target of an effective technical means. Excellent performance GPR imaging approach helps pinpoint underground targets, while increasing the target detection and identification capabilities, thereby promoting the quality of ground penetrating radar surveillance in the city, geological disasters, archaeological excavation, highway nondestructive testing, mine detection, etc. aspects to be more widely used. In this paper, China Institute of Radiowave Propagation GPR LD-2000 for the experimental apparatus, reads probe data. MATLAB as the software platform to achieve a ground-penetrating radar data display, processing, imaging several parts. Wherein the data includes a data waveform display stacked, with a cross-sectional side view and a gradation data waveform; data processing section includes the removal of the direct wave, the background noise removal, the amplitude gain, etc.; radar imaging algorithm some of the major imaging algorithm and the wavefront projection tomography algorithms.