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Supervised by Ministry of Industry and Information Technology of The People's Republic of China Sponsored by Harbin Institute of Technology Editor-in-chief Yu Zhou ISSNISSN 1005-9113 CNCN 23-1378/T

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Related citation:Yong Wang,Jianjun Gao.ISAR Imaging of Fluctuating Ship Target Based on a Novel Approach for Cubic Chirplet Decomposition with Local Polynomial Wigner Distribution[J].Journal of Harbin Institute Of Technology(New Series),2017,24(3):17-22.DOI:10.11916/j.issn.1005-9113.16223.
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ISAR Imaging of Fluctuating Ship Target Based on a Novel Approach for Cubic Chirplet Decomposition with Local Polynomial Wigner Distribution
Author NameAffiliation
Yong Wang Research Institute of Electronic Engineering Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China 
Jianjun Gao Research Institute of Electronic Engineering Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China 
Abstract:
A new technique for the cubic Chirplet decomposition via local polynomial Wigner distribution (LPWD) is presented. Through introducing the parameter of curvature to the traditional Chirplet atoms, the cubic Chirplet atoms are more accurate to characterize the signals with high nonlinear instantaneous frequency (IF) trajectories. The phase coefficients of the cubic Chirplet atoms are evaluated by the LPWD algorithm with two-dimensional (2D) maximizations. This technique is precise, with high efficiency, and it is used in inverse synthetic aperture radar (ISAR) imaging of ship target with complicated motions, the ISAR images with good quality can be achieved. Experiments of emulational and real data validate the effectiveness of the new algorithm.
Key words:  cubic Chirplet decomposition  LPWD  ISAR
DOI:10.11916/j.issn.1005-9113.16223
Clc Number:TN957.51
Fund:
Descriptions in Chinese:
  

基于局域多项式魏格纳分布的三次Chirplet分解新方法及其在舰船目标逆合成孔径雷达成像中的应用

王勇,高建军

(哈尔滨工业大学 电子与信息工程学院)

创新点说明:

1) 本文提出一种三次Chirplet分解的新方法。通过计算散射点回波信号的局域多项式魏格纳分布,可获得三次Chirplet基函数的参数估计。解决了传统参数估计方法存在的算法复杂、计算量大等问题。

2) 本文提出一种基于三次Chirplet分解的舰船目标逆合成孔径雷达成像新方法,解决了舰船目标复杂运动情况下,传统的成像方法成像质量下降的问题。本文方法可获得舰船目标高质量的成像结果。

研究目的:

本文的写作目的主要是为了解决舰船目标复杂运动情况下如何提高成像质量的问题。同时提出新的信号参数估计方法,解决传统方法存在的算法复杂、计算量大等问题。

研究方法:

1) 基于局域多项式魏格纳分布的三次Chirplet分解的新方法。通过峰值搜索,可获得三次Chirplet基函数三次相位系数的估计,进而通过解调频等技术获得其它信号参数的估计。对于多分量信号,可通过洁净技术逐一估计出不同信号分量的参数。

2) 舰船目标复杂运动情况下,散射点回波信号可用多分量多项式相位信号模型来进行刻画。通过对多项式相位信号进行三次Chirplet分解,可获得其内在结构信息。进而采用距离——瞬时多普勒成像算法,可获得舰船目标高质量的成像结果。

仿真数据和外场实测数据成像结果验证了本文方法的有效性。

结果:

1) 文中构造了三维摆动的舰船目标及其回波信号模型,如文中图2所示。相应的成像结果如文中图4所示。此时获得了舰船目标高质量的成像结果。

2)文中选取舰船目标的外场实测数据,相应的成像结果如文中图6和图7所示,进一步说明了本文算法的适应性。

结论:

基于局域多项式魏格纳分布的三次Chirplet分解的新方法,可获得三次Chirplet基函数的高精度参数估计结果。将该方法应用于复杂运动舰船目标的逆合成孔径雷达成像中,可获得舰船目标高质量的成像结果。

关键词:三次Chirplet分解;局域多项式魏格纳分布;逆合成孔径雷达成像

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