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第1章 绪论 1

1.1多普勒效应 1

1.2相对论多普勒效应和时间膨胀 2

1.3雷达系统中的多普勒效应 5

1.4多普勒频移的估计与分析 7

1.5多普勒频率估计的Cramer-Rao约束 12

1.6微多普勒效应 12

1.7雷达系统中观察到的微多普勒效应 13

1.8分析微多普勒现象的基本数学 14

1.8.1描述微多普勒现象的数学基础 14

1.8.2信号的小波展开 15

1.8.3自适应Chirplet分析 18

1.8.4 S方法理论 21

1.8.5微多普勒特征提取：Viterbi算法 23

1.9微多普勒频移的估算与分析 25

1.9.1瞬时频率分析 25

1.9.2联合时频分析 26

1.10目标的微多普勒特征 28

参考文献 30

第2章 雷达系统中的微多普勒效应基础 31

2.1刚体运动 31

2.1.1欧拉角 32

2.1.2四元代数法 36

2.1.3运动方程 38

2.2非刚体运动 39

2.3运动人体引起的电磁散射 41

2.3.1目标的雷达散射截面 42

2.3.2 RCS的预估方法 43

2.3.3运动物体引起的散射 44

2.4计算微多普勒效应的基本数学 45

2.4.1具有微运动目标引起的微多普勒效应 46

2.4.2振动引起的微多普勒频移 48

2.4.3转动引起的微多普勒频移 50

2.4.4锥旋运动引起的多普勒频移 52

2.5双站微多普勒效应 55

2.6多站微多普勒效应 60

2.7微多普勒估计的Cramer-Rao约束 62

2.8附录 62

参考文献 63

第3章 刚体运动的微多普勒效应 64

3.1摆的振荡 65

3.1.1摆的非线性运动动力学的建模 65

3.1.2单摆的RCS建模 69

3.1.3振荡单摆的雷达后向散射 70

3.1.4由振荡摆产生的微多普勒特征 71

3.2直升飞机螺旋桨 73

3.2.1转动的螺旋桨叶片的数学模式 74

3.2.2转动的螺旋桨叶片的RCS模型 78

3.2.3物理光学小面预估模型 78

3.2.4螺旋桨叶片的雷达后向散射 80

3.2.5转体叶片的微多普勒特征 81

3.2.6要求的最小脉冲重复频率 83

3.2.7转体叶片的微多普勒特征的分析与解释 86

3.3自旋对称的顶部 87

3.3.1对称顶部的非强迫转动 89

3.3.2扭矩引起的对称顶部转动 90

3.3.3对称顶部的RCS模式 92

3.3.4来自对称顶部的雷达后向散射 93

3.3.5由进动顶部产生的微多普勒特征 93

3.3.6进动顶部的微多普勒特征的分析与解释 93

3.4风涡轮机 96

3.4.1风涡轮机的微多普勒特征 96

3.4.2风涡轮机的微多普勒特征的分析与解释 97

参考文献 97

第4章 非刚体运动的微多普勒效应 99

4.1人体的连贯运动 100

4.1.1人的行走 100

4.1.2人体行走的运动周期描述 101

4.1.3人体移动的仿真 102

4.1.4人体各部分参量 102

4.1.5由经验数学模型得出的人行走模型 103

4.1.6捕获人运动的运动学参量 112

4.1.7三维运动数据收集 115

4.1.8使用角一轮转全景的角运动学特点 116

4.1.9来自行走人的雷达后向散射 119

4.1.10人运动的数据处理 120

4.1.11人运动引起的雷达微多普勒特征 121

4.2鸟翅膀的拍击 123

4.2.1鸟翅膀的拍击运动学 124

4.2.2鸟翅膀拍击的多普勒观察 126

4.2.3鸟翅膀拍击的仿真 127

4.3四足动物的运动 130

4.3.1四足动物的运动模型 130

4.3.2四足运动的微多普勒特征 131

4.3.3小结 132

参考文献 132

第5章 人体运动的微多普勒特征的分析 134

5.1生物运动感知 134

5.2生物运动的分解 136

5.2.1基于统计的分解 136

5.2.2联合时频域中的微多普勒特征分解 137

5.2.3以物理结构分量为基础的分解 137

5.3从微多普勒特征提取特点 140

5.4微多普勒特征估算运动学参量 143

5.5人运动的识别 146

5.5.1用于识别人运动的特征 146

5.5.2反常人的行为 147

5.5.3总结 147

参考文献 148

第6章 弹道导弹的微多普勒特征分析与应用 150

6.1弹道导弹的基本外形结构及其多普勒效应类型 151

6.2弹道导弹目标的微动模型 153

6.2.1单一微动 153

6.2.2复合微动 159

6.3弹道导弹微多普勒特征提取方法 160

6.3.1单一微动参量提取 160

6.3.2复合微动分析 165

6.4数据的仿真举例 167

6.4.1弹头进动 167

6.4.2弹头章动 169

6.5小结 171

参考文献 171

第7章 微多普勒特征分析与提取的实例 172

7.1小波分析应用实例 172

7.1.1仿真数据 172

7.1.2实验数据 182

7.2自适应Chirplet分析应用实例 198

7.3 S方法和Viterbi的应用实例 201

7.3.1转动引起的微多普勒效应 202

7.3.2振动引起的微多普勒效应 204

参考文献 207

第8章 总结、挑战与展望 208

8.1总结 208

8.2挑战 209

8.2.1微多普勒特征的分解 209

8.2.2以微多普勒特征为基础的特征提取与目标识别 209

8.3展望 210

8.3.1多站微多普勒分析 211

8.3.2以微多普勒特征为基础的分类 211

8.3.3用于以微多普勒特征为基础的辨别听觉方法 212

8.3.4穿墙微多普勒特征 212

参考文献 213