成像雷达作为军民两用高技术，在诸多领域得到深入研究和广泛应用。极化作为电磁波的重要信息维度，在雷达探测中承载了目标丰富的物理属性信息。具备极化测量能力的极化雷达成像系统已经成为雷达探测领域的主流传感器。
目标电磁散射响应与视角、姿态等密切相关，即目标具有散射多样性。目标的散射多样性效应通常给雷达目标的探测识别带来诸多挑战。不同于消除目标散射多样性的研究思路，作者从目标散射多样性利用的角度，提出极化旋转域解译概念，其核心思想是将极化雷达获取的初始极化信息拓展至绕雷达视线的极化旋转域，并发展出一系列解译理论工具用于目标散射多样性的表征、挖掘和利用。本书重点介绍作者团队近十年来在成像雷达极化旋转域解译方面的新理论方法和应用研究成果。
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国家自然科学基金优秀青年科学基金项目，极化雷达成像与识别，2022.01-2024.12，项目编号62122091。
目录
总序
前言
第1章 概述 1
1.1 雷达极化发展概况 1
1.2 成像雷达发展概况 2
1.2.1 典型成像雷达体制 2
1.2.2 SAR成像原理 4
1.2.3 极化SAR原理 5
1.3 雷达极化基础知识 6
1.3.1 电磁波的极化 7
1.3.2 极化散射矩阵 9
1.3.3 极化基变换 10
1.3.4 极化相干矩阵 11
1.3.5 极化协方差矩阵 12
1.3.6 极化功率矩阵 15
1.4 本书内容概要 16
参考文献 17
第2章 极化旋转域解译理论 22
2.1 引言 22
2.2 极化矩阵旋转处理 23
2.2.1 极化矩阵的旋转 23
2.2.2 级联旋转特性 24
2.3 统一的极化矩阵旋转理论 25
2.3.1 极化旋转域统一表达式 25
2.3.2 极化旋转域振荡特征 26
2.3.3 极化旋转域角特征 29
2.3.4 极化旋转域极化协方差矩阵 32
2.3.5 极化旋转域幅值类特征性能分析 34
2.3.6 极化旋转域角度类特征性能分析 37
2.4 二维极化相干方向图解译工具 39
2.4.1 二维极化相干方向图 40
2.4.2 可视化和特征表征 41
2.4.3 特征解译与讨论 44
2.4.4 极化相干方向图性能分析 46
2.5 二维极化相关方向图解译工具 59
2.5.1 二维极化相关方向图 59
2.5.2 可视化分析 63
2.6 三维极化相关方向图解译工具 67
2.6.1 极化基变换 67
2.6.2 三维极化相关方向图 69
2.6.3 典型散射结构的三维极化相关方向图 71
2.6.4 三维极化相关方向图特征提取 73
2.7 本章小结 85
参考文献 85
第3章 极化旋转域不变特征 91
3.1 引言 91
3.2 极化旋转不变特征总结 92
3.2.1 由Sinclair矩阵导出的极化旋转不变特征 92
3.2.2 由Graves矩阵导出的极化旋转不变特征 96
3.2.3 由极化相干矩阵和极化协方差矩阵导出的极化旋转不变特征 98
3.2.4 由基于特征值-特征矢量分解导出的极化旋转不变特征 104
3.2.5 由二维极化相干/相关方向图导出的极化旋转不变特征 109
3.2.6 由三维极化相关方向图导出的极化旋转不变特征 112
3.2.7 由Kennaugh矩阵导出的极化旋转不变特征 115
3.3 极化旋转不变特征性能分析 117
3.3.1 极化SAR数据介绍 118
3.3.2 目标杂波比实验 119
3.4 本章小结 122
参考文献 122
第4章 极化旋转域地物分类 126
4.1 引言 126
4.2 基于传统机器学习的极化旋转域地物分类 127
4.2.1 极化特征优选方法 127
4.2.2 极化旋转域地物分类方法 130
4.2.3 对比实验研究 131
4.3 基于深度学习的极化旋转域地物分类 147
4.3.1 极化特征驱动的深度CNN分类器 147
4.3.2 对比实验研究 148
4.4 本章小结 159
参考文献 160
第5章 极化旋转域目标检测 163
5.1 引言 163
5.2 极化旋转域舰船检测 163
5.2.1 极化SAR数据介绍 164
5.2.2 结合二维极化相关方向图的舰船检测 165
5.2.3 结合三维极化相关方向图的舰船检测 172
5.3 极化旋转域建筑物检测 190
5.3.1 结合极化相干方向图的建筑物对比增强 190
5.3.2 建筑物检测方法与实验验证 194
5.4 极化旋转域飞机目标检测 196
5.4.1 飞机目标极化相关方向图解译与特征提取 196
5.4.2 飞机目标检测方法与实验验证 198
5.5 本章小结 201
参考文献 202
第6章 极化旋转域结构辨识 204
6.1 引言 204
6.2 基于极化旋转域特征编码的目标结构辨识 204
6.2.1 目标结构辨识方法 205
6.2.2 对比实验研究 210
6.3 基于极化旋转域零极化响应方向图的目标结构辨识 215
6.3.1 零极化响应方向图解译工具 216
6.3.2 目标结构辨识方法 220
6.3.3 对比实验研究 222
6.4 本章小结 226
参考文献 227
第7章 极化旋转域损毁评估 230
7.1 引言 230
7.2 共极化相干方向图解译技术 231
7.2.1 共极化相干方向图 231
7.2.2 验证与分析 232
7.3 建筑物损毁分析 234
7.3.1 研究区域与数据介绍 234
7.3.2 损毁建筑物共极化相干方向图分析 235
7.3.3 极化倒损因子与倒损率定量反演 237
7.4 广域建筑物倒损评估 243
7.4.1 广域建筑物倒损率估计与制图 243
7.4.2 广域建筑物倒损率制图与实验验证 244
7.5 讨论与展望 247
7.6 本章小结 247
参考文献 248
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