前言

雷达成像技术是20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，雷达的功能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，而且它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，从而使雷达成像技术受到广泛重视。

雷达成像技术应用最多的是合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）。当前，机载和星载SAR的应用已十分广泛，已可得到厘米级的分辨率，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，并结合其他雷达技术，SAR还可完成场景的高程测量或形变监测，以及在场景中显示地面动目标（Ground Moving Target Indication，GMTI）。

SAR的高分辨率能力，在径向距离上依靠宽带信号，几千兆赫兹的频带可将距离分辨单元缩小到厘米级；在方位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，并将各次回波存储做合成的阵列处理，这正是合成孔径雷达名称的来源。合成孔径可达几百米甚至上千米或更长，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，可视为等效反向运动而形成阵列，据此也可对目标成像，通常称为逆合成孔径雷达（Inverse SAR，ISAR）。显然，ISAR可以获取更多的目标信息。

最简单的雷达成像是只利用高分辨一维距离像（High-Resolution Range Profile，HRRP）。当距离分辨率达厘米级时，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，它相当于目标三维像以向量和的方式在雷达射线上的投影，其分布与目标相对雷达的径向结构状况有关。同时，高距离分辨率有利于检测和区分距离像接近的多个目标，以及目标回波的直达波及其多径信号。

本书将对当前已经广泛应用和具有应用潜力的内容做了较为全面的介绍。

本书是“雷达技术丛书”中的一册，主要面向从事雷达研制工作的工程技术人员，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，本书均做了省略。对这些内容不熟悉的读者，可以从本丛书的其他分册里找到。

国内外有关雷达成像的专著和书籍已经不少，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。由于雷达成像为雷达技术中较新的内容，为便于读者掌握雷达成像的内容，我们的设想是用雷达工程技术人员熟悉的概念、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，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）效果，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，而已作为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增加合成孔径和/或逆合成孔径成像功能，而在对空警戒和跟踪地基雷达中增加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，在本书编写时，力求做到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，从而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仍在迅速发展中，我们力求将最新的内容介绍给读者。可以肯定地说，本书出版后还会不断有新的内容发表。因此，我们尽可能把新概念、新原理、新方法在其基础层面介绍清楚，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。

本书由邢孟道、孙光才、王彤等集体编著。在介绍各部分工作之前，这里首先需要特别感谢已故的保铮院士，他是本书编著者和部分参编者的导师，基于对雷达成像技术基本概念全面且深入的理解与思考，保铮院士建立了本书的整体架构，编写了第1、第3、第4等章节，为本书的概念、理论与体系奠定了扎实的基础。邢孟道编写了第5、7章，编写了第2、第8章初稿并经保铮院士修改成稿。孙光才编写了第6章，王彤编写了第9章。本书成稿后，通过集体讨论与多次修改，由邢孟道定稿。此外，常文胜、楼屹杉、邓玉辉、高悦欣等分别参与了第4、5、7、8章中个别小节的编写，冯大政、黄源宝、周峰、王琦、匡晓霞、陈渤、李燕平、丁金闪、吴建新、裘磊、蔡伟纲、张欢、张振华、王虹现、李亚超、全英汇、梁毅、郭亮、白雪茹、张磊、李军、张双喜、杨军、吴玉峰、徐刚、李学仕、段佳、盛佳恋、杨泽民、李震宇、景国彬、陈溅来、符吉祥、陈潇翔、刘文康、李宁等在本书的编写中提供了帮助，蓝洋、向吉祥、张金松、薛敏以及课题组更多人员在校对中提供了帮助，在这里一并表示感谢。

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，书中缺点一定不少，甚至还有错误，希望读者批评指正。

在本书编著中融入了我们二十余年来的一些研究成果，这些研究工作是在国防预研项目“雷达成像技术”，863计划项目“用外场数据进行ISAR成像与运动补偿”，国家自然科学基金重点项目“用信号处理方法提高雷达成像质量”，以及中科院电子所负责的973项目“稀疏微波成像的理论、体制和方法研究”中的子课题三“稀疏微波成像信号处理方法研究”的资助下进行的。此外，有很多国内的研究单位在雷达成像算法的研究和验证中提供了帮助，他们包括中国电子科技集团公司十四所、三十八所，中国航天科技集团五〇四所、七〇四所，中国航天科工集团二十三所、三十五所，中国兵器工业集团公司第二〇六研究所等。本书中所举的实测数据基本上来自这些单位。对他们在编写本书过程中给予的帮助，表示衷心感谢。

编著者
2022年6月30日