●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勢2
1.2遙感技術概述2
1.2.1輻射計3
1.2.2雷達繫統3
1.2.3成像繫統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繫統8
1.4.2探測違禁品的被動成像繫統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穿牆探測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之間的關繫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功率反射繫數與透射繫數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波透過建築材料的傳播59
3.3.3波透過服裝材料的傳播60
3.3.4 、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方向性繫數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反射面天線繫統113
4.6.5透鏡天線繫統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噪聲繫數和噪聲溫度127
5.3.1噪聲繫數127
5.3.2噪聲溫度128
5.3.3衰減器的噪聲繫數129
5.3.4級聯繫統的噪聲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級聯繫統的三階截斷點141
5.4.5動態範圍142
5.4.6無雜散動態範圍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發射率和輻射溫度158
6.3.3.1人體皮膚和常見材料的發射率159
6.3.3.2環境的輻射溫度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掃描型輻射計繫統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雷達繫統配置與測量190
7.1.2雷達距離方程192
7.2發射機繫統194
7.2.1發射機功能194
7.2.2發射機噪聲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連續波雷達218
7.5.1連續波多普勒219
7.5.2調頻連續波223
7.5.3多頻連續波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脈衝雷達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章成像繫統239
8.1掃描式成像繫統240
8.1.1掃描式成像儀分類240
8.1.2掃描式繫統的性能243
8.1.2.1視場範圍和空間分辨率243
8.1.2.2幀速243
8.2干涉式成像繫統244
8.2.1簡介244
8.2.2成像原理245
8.2.2.1可視度函數245
8.2.2.2可視度與輻射溫度之間的傅裡葉變換關繫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成像分辨率和視場範圍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干涉繫統的方向圖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函數的干涉繫統的響應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窄波束繫統對運動人體的響應282
9.3.2寬波束繫統對運動人體的響應284
參考文獻286
符號表287
縮略語表293

本書是論述微波毫米波安防遙感技術的一本重要著作。全書分為9章。第1章緒論介紹了微波毫米波遙感技術在安防領域應用的實際案例和未來發展前景。第2章和第3章簡要回顧了基本電磁波理論並詳細論述了電磁波與傳輸媒質（如人體組織、大氣以及各類建築和衣物材料）的相互作用。第4章和第5章分別論述了微波毫米波遙感器的基本組成部分――天線和接收機的基本理論和設計原理。第6～9章是對4類微波毫米波安防遙感器輻射計、雷達、成像繫統和干涉式角速度測量儀的詳細論述，包括它們的基本原理、設計方法和實際應用等。

(美)傑夫瑞 A.南澤(Jeffrey A.Nanzer) 著;苗俊剛 等 譯 著

原 書 前 言在眾多對公共安全的威脅因素變得越來越錯綜復雜的今天，微波毫米波遙感技術定會成為一個重要措施和手段。如在探測特定環境的侵入者時，需要探測設備有全天候的能力，要有穿透煙霧及其他遮蔽物的能力，要具有鋻別人與物的能力等。當檢測攜帶有隱匿武器(如槍支、刀具和 )的暴力恐怖分子時，還需要設備有穿透衣物和牆壁，形成毫米級分辨率圖像的能力。在上述領域裡，過去的10年見證了微波毫米波遙感技術空前的發展，積累了大量的成果。這些成果涵蓋了檢測隱匿武器的輻射計成像繫統和雷達成像繫統、探測侵入者的微波輻射計和多普勒雷達繫統以及用於鋻別人體活動的微多普勒分析技術等。這個領域仍在繼續向前發展，並且將會產生許多新技術以應對持續變化的安全防範領域對遙感技術的需求。本書致力於討論安防遙感技術的基本原理及各類優選技術。 撰寫本書的念頭起源於我在德克薩斯大學應用研究實驗室(Applied Research等