●第1章 艦船尾跡電磁散射的理論基礎001
1.1 海浪和艦船尾跡的基本概念002
1.1.1 海浪仿真002
1.1.2 典型海譜函數005
1.1.3 艦船尾跡的基本類型.011
1.2 海面與艦船尾跡電磁散射的計算基礎017
1.2.1 Bragg 散射理論018
1.2.2 半散射模型020
1.2.3 海面散射場分析023
1.3 本章小結026
參考文獻027
第2章 Kelvin 尾跡031
2.1 Kelvin 尾跡流場模型032
2.1.1 船行波基本特征032
2.1.2 Kelvin 尾跡波高場033
2.1.3 Kelvin 尾跡仿真結果035
2.2 海面調制理論037
2.2.1 海浪波的流體力學描述037
2.2.2 傾斜調制038
2.2.3 流體力學調制039
2.2.4 速度聚束調制040
2.2.5 三種調制作用對比041
2.3 速度聚束成像模型與尾跡成像仿真043
2.3.1 實孔徑雷達和合成孔徑雷達043
2.3.2 Kelvin 尾跡SAR 成像仿真045
2.3.3 Kelvin 尾跡SAR 圖像特性分析048
2.3.4 Kelvin 尾跡中的窄尾跡分量057
2.4 本章小結061
參考文獻062
第3章 湍流遠場綜合尾跡063
3.1 遠場湍流尾跡的流場仿真064
3.1.1 CFD 理論基礎065
3.1.2 基於CFD 理論的遠場尾跡仿真068
3.2 調散射模型069
3.2.1 調制譜方程070
3.2.2 調制譜源項071
3.2.3 調制譜的求解075
3.2.4 基於調制譜的海面散射078
3.3 湍流尾跡散射場分析079
3.3.1 尾跡的背景波調制作用079
3.3.2 遠場綜合尾跡SAR 成像083
3.4 本章小結087
參考文獻087
第4章 泡沫流尾跡090
4.1 泡沫流尾跡的理論基礎090
4.1.1 泡沫層反射率090
4.1.2 泡沫覆蓋率093
4.2 泡沫海面的體散射統計模型095
4.2.1 球形氣泡的電磁散射特性095
4.2.2 散射矩陣099
4.2.3 泡沫海面體散射的VRT 模型104
4.3 泡沫流尾跡的相干散射場模型.110
4.3.1 泡沫層的相干散射場模型.110
4.3.2 仿真結果與分析.115
4.4 本章小結120
參考文獻121
第5章 近場尾跡123
5.1 近場尾跡的幾何建模124
5.1.1 尾跡流場仿真設置125
5.1.2 近場尾跡仿真結果126
5.2 近場尾跡電磁散射的算法129
5.2.1 網格轉換和消隱處理129
5.2.2 迭代物理光學法（IPO）131
5.2.3 迭代優化技術133
5.3 近場尾跡的電磁散射特性分析134
5.3.1 FBIPO 算法驗證與分析134
5.3.2 近場尾跡電磁散射總場分析136
5.3.3 近場尾跡電磁散射場分布139
5.4 本章小結143
參考文獻143
第6章 內波尾跡146
6.1 內波尾跡流場特性146
6.1.1 內波尾跡仿真方法146
6.1.2 離散內波層的波動147
6.1.3 擴散內波層的波動151
6.1.4 內波尾跡波高反演156
6.1.5 內波尾跡仿真結果158
6.2 內波尾跡電磁散射計算160
6.2.1 小斜率近似模型160
6.2.2 內波尾跡對海面電磁散射繫數的影響163
6.2.3 內波尾跡的電磁散射分布與SAR 成像172
6.3 本章小節182
參考文獻183
第7章 水下運動目標尾跡185
7.1 水下運動目標尾跡流場仿真186
7.1.1 均勻流下的水下運動目標尾跡186
7.1.2 內波尾跡與海水密度分層193
7.1.3 任意分層條件下的水下運動目標尾跡196
7.2 水下運動目標尾跡SAR 成像仿真198
7.2.1 水下運動目標尾跡散射場分布198
7.2.2 水下運動目標尾跡SAR 成像200
7.3 本章小結209
參考文獻209
第8章 艦船尾跡檢測與特征提取212
8.1 艦船尾跡檢測基礎212
8.1.1 Radon 變換212
8.1.2 尾跡線性特征增強215
8.1.3 尾跡線性特征檢測219
8.2 基於神經網絡的尾跡SAR 圖像檢測222
8.2.1 Faster R-CNN222
8.2.2 樣本數據處理224
8.2.3 檢測結果與分析225
8.3 基於尾跡的艦船參數反演227
8.3.1 基於波幅函數的艦船尺寸反演227
8.3.2 基於尾跡圖像的艦船航速估計229
8.3.3 艦船尾跡空間頻譜分量分析231
8.4 基於尾跡的浮標目標隱蔽優化方法235
8.4.1 流場仿真與參數設定235
8.4.2 浮標目標的電磁散射特性與SAR 圖像237
8.4.3 目標尾跡的可探測性評判標準241
8.4.4 浮標目標的隱蔽優化方法探討243
8.5 本章小結245
參考文獻245

艦船尾跡是真實海場景中不可缺失的部分，是識別艦船目標的類型、位置、航速和航向信息等特征的重要途徑。本書共8 章，詳細闡述了Kelvin 尾跡、含湍流遠場綜合尾跡、泡沫流尾跡、近場尾跡、內波尾跡和水下運動目標尾跡的幾何建模、電磁散射建模和合成孔徑雷達（SAR）成像仿真技術；結合計算流體力學（CFD）仿真技術和電磁散射的調制譜模型，將仿真模型應用於艦船尾跡的SAR 圖像特征檢測、基於尾跡的艦船目標參數反演和浮標目標隱蔽優化設計工程中。本書構建了一套基於艦船尾跡流場的電磁散射特性分析和雷達圖像仿真的繫統理論和應用方法，使讀者能夠通過本書的學習掌握運動艦船尾跡的電磁散射機理和成像仿真方法，靈活解決實際工程問題。 本書適合從事雷達設計與評估、微波遙感、雷達目標與環境特性、電磁成像算法與圖像理解的相關科研工作人員閱讀，也可作為高等學校相關專業研究生的教學參考用書。

張民 等 著