基于信号"时间- - 相位导数"分布的高海情舰船目标ISAR成像关键技术研究

高海情舰船目标的逆合成孔径雷达(ISAR)成像是雷达成像领域中的重点和难点，具有很大的实际意义。本项目研究基于信号"时间- - 相位导数"分布的高海情舰船目标ISAR成像中的关键技术。包括数据预处理部分，即海杂波的抑制方法、海杂波背景下雷达回波信号的运动补偿和成像时间段的选取；在成像算法部分，本项目将高海情下舰船目标散射点回波信号的多普勒变化用高阶多项式来表示，进而提出多项式相位信号的"时间- - 相位导数"分布新方法，解决高海情下舰船目标的ISAR成像问题。本项目基于相位匹配原理构造出信号"时间- - 相位导数"分布的表达式，使其集中在信号任意阶次相位导数上。同时研究多分量信号情况下，"时间- - 相位导数"分布中交叉项的抑制方法。经过上述过程，可完成对多分量多项式相位信号的时频表示与参数估计。最后，结合高海情舰船目标ISAR外场实测数据，采用"时间- - 相位导数"分布新方法得到舰船目标的瞬态ISAR像。

该项目研究基于信号“时间——相位导数”分布的高海情舰船目标ISAR成像中的关键技术，属于国家重大需求和国际学术前沿问题。具体完成的内容如下：数据预处理部分，完成了基于球不变随机过程的K分布海杂波仿真研究，同时采用恒虚警检测技术对其进行了抑制。进而采用Keystone变换完成了海杂波背景下雷达回波信号的运动补偿方法，该方法由于传统的运动补偿方法。最后完成了基于舰船中线与距离轴夹角、舰船沿垂直中线方向最大多普勒展宽的成像数据段选取方法，获得了具有一定投影面先验信息的质量较高的目标像。在成像算法部分，首先将高海情下舰船目标散射点的回波信号用多分量多项式相位信号模型来刻画，进而提出适合于多项式相位信号的“时间——相位导数”分布的构造方法。最后，将多项式相位信号的“时间——相位导数”分布应用于高海情舰船目标的ISAR成像中，很好地提高了目标的成像质量。同时对舰船目标ISAR成像中常见的多径效应问题进行了研究，给出了相应的解决方案。. 该项目完全按照申请书的要求，很好地完成了全部内容，取得了大量科研成果。具体说明如下：(1)发表学术论文及专利情况。在该项目的支持下，项目负责人以第一作者身份发表SCI检索学术论文7篇，其中6篇发表在国际著名期刊上，如IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, IET Signal Processing等；以第二作者身份(学生第一)发表SCI检索学术论文1篇，以第三作者身份(学生第一)发表EI检索国际学术会议论文1篇。发表的学术论文他引14次。同时以第一作者身份申请国防专利1项。(2) 科研获奖情况。在该项目支持下，项目负责人荣获2012年度黑龙江省高校科学技术二等奖1项(排名第二)，获奖项目为“非平稳信号时频分析新理论及机动目标成像机理研究”。(3)人才培养情况。在该项目的支持下，项目负责人入选2012年度教育部“新世纪优秀人才支持计划”和哈尔滨工业大学2013年度“青年拔尖人才选聘计划”，进而为后续的成长创造了有利条件。同时，在该项目的支持下，项目负责人培养学生16人，其中硕士生4人(2人已毕业)，本科生12人。