TELKOM NIKA , Vol.12, No .4, Dece mbe r  2014, pp. 93 3~9 4 1   ISSN: 1693-6 930,  accredited  A  by DIKTI, De cree No: 58/DIK T I/Kep/2013   DOI :  10.12928/TELKOMNIKA.v12i4.136    933      Re cei v ed Au gust 19, 20 14 ; Revi sed O c t ober 2 2 , 201 4; Acce pted  No vem ber 1 0 ,  2014   Two-Dimensio nal Imaging Algorithm Based on Linear  Prognosis for Space Target in Bistatic ISAR System      Xueping Lu*,  Shapu Ren       Sh ao xing U n iversit y , Z h e j i a ng, 312 00 0, Chin a   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l : xu epi ngl u_z j s x@ 16 3.com       A b st r a ct   In bistatic  inv e rse synthetic a perture radar ( B i-ISAR) system , its  image r e solution is  lower than  m o nostatic IS AR system . In  order to s o lve  this problem ,  t he linear pr ognosis  algo rithm  is  adopted in the  imagi ng  proc e ss and th e i m a g in g al gorit h m   base d  o n  li n e a r   prog nosis is prop osed.  S p a c e target Bi-IS A R   imagi ng  is  take n as  ex a m pl i n  the  res earch.  T he  on e-di me nsio nal  ra nge   profil e is  cre a ted thr o u gh  pu l s compressi on   me ho d. Befor e  the  a z i m ut h  co mpress io n, burg  e n tropy  maxi mu m al gorith m   in  Le vion s   recursive   meth od  is  used  to  e s timate  the  pr o gnos is co effici ents a n d  the  a z i m ut ech o  d a ta. T h e n  F our ie r   transformatio n   is use d  to c o mpr e ss the  a z i m uth  dat a i n  o r der to  get the  hig h  res o luti o n  a z i m ut h i m a ge.   T h is imag ing  meth od ca n o b tain th e tw o-di me nsio nal  image w i th the r e sol u tion  equ a l  to the monos tatic   ISAR or  even   hig her th an  it.  Simulati on  ex p e ri ments   hav verifie d  the  eff e ctiven ess a n d  ava ila bil i ty of t he  algorithm .      Ke y w ords : bistatic ISAR, levions  prognosis,  im age resolution, tw o-dimensional  imaging      1. Introduc tion  Due to t he  separated tran smitting a nd  receivi ng  stat ion, the bi sta t ic Inverse S y nthetic   Aperture  Radar  (ISAR) can still  get the 2--D  (two-dimensional) objec t image even  when  the   relative ra da r line of sig h t has  no rotational move m e nt, which is t he better  ch a r acte ri stic tha n   mono static I SAR. So, bistatic ISAR has the  hi ghe r imaging p r o bability than  mono static I SAR   [1],[2]. Otherwise, when the receiv ing st ation is l o cated in t he front, the imagi ng  range  augm ents  at the same t i me, whi c h could imp r ove  the detec tio n  and ima g in g ability for st ealth targ ets  [3]- [5]. In recent  years, the  main re se arch of bi static  ISAR is focu sed o n  imagi ng pri n cipl and  variou s co mp ensation alg o r ithms [6]-[9].   Duri ng th e bi static ISAR i m aging  process, the time -varia nt  bist atic a ngle  ca n l ead to  a   time-varia nt  bistatic i m agi ng resolution,  whi c h m a ke s the  2-D im age b e come  blurred [1 0]. The  movement  of  spa c e  targets is  co mpli cate d, so  it  n eed s to ima ge th e  obje c t in  a  short i n tegratio n   time and avoi d blurring p h e nomen on of 2 D  image.   Becau s e  of t he sho r t inte gration  time,  the bistati c  a ngle a nd im a ge resolution  can  be  looked a s  the  con s tant d u ri ng imagi ng ti me, whi c co uld effectively  avoid ph eno menon  of ima ge  blurring. At t he  same  tim e , the ta rget  ch ar a c te risti c s have  rela tively small  cha nge wh en  imaging  du ri ng  small  ro tation an gel,  whi c h  can  de crease t he difficulty of movem ent  comp en satio n . While the coh e re nt integration time   become s  sh o r ter, the re sol u tion is defini t ely  decrea s e d . So it is th e p r ereq uisite  to  resea r ch the  ISAR imagin g  algo rithm  whe n  the  rot a tion   angle i s  small .     The ISAR i m aging  be comes  sp ectrum estimatio n  pro b lem  whe n  the m o vement  comp en satio n  is a c compl i she d  a s  re searche d  i n  t he p ape r [1 1 ]. So, the  imaging  p r oble m   in  small i n tegration time  ca be  chan ged  i n to a hi gh -re solutio n  spe c trum e s timati on p r obl em  with  sho r t d a ta  se quen ce. A s  f o r th e p r obl e m  of hi gh-re solution  sp ectrum e s timatio n  with  sho r t d a ta  seq uen ce, th ere  are t w ki nds of  pro c e s sing  me th od s as introdu ce d in  the  pap e r s [12],[13]. T he  firs t k i nd is   spec trum es timation method bas ed  on spec trum func t i ons   s u c h  as   MUSIC, ESPRIT  and so on. This metho d  could get the  highe r freq ue ncy re solutio n  but it has the fake am pli t ude  informatio n a nd it is al so  sen s itive to n o ise. Th e se con d  kin d  is  spe c tru m  e s timation meth od  based o n  DFT data  extrapol ation. T h is m e thod   com p lie s with  some prin ciple s  which   extrapolate s   new data  ba sed  on  t he  e x istent data.  Then  all th data a r e  u s e d  to a c com p l i sh   spe c tru m  esti mation ba se d on DF T m e thod which will equival e n t ly increa se  data length  a nd  improve s  spe c trum  re soluti on. The seco nd metho d   ha s attra c ted m o re attentio ns beca u se it has  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 12, No. 4, Dece mb er 201 4: 933  – 941   934 high resolutio n , small  calculation works and the hi g h e r po ssibility of reali z ation.  So the se co nd  method  is a dopted  in thi s  p ape r to  rese arch  the  2-D ima g ing  algo rithm fo r bi static ISA R   according to  spa c e targets.       2. Echo modeling of spac e targe t  in bista t ic ISAR s y stem  The imagi ng  geomet ry rel a tionship of moving targ et in bistatic IS AR system i s  sho w ed   in Figure 1.     () m t     Figure 1. Geo m etry relation ship of bi static ISAR      In Figure 1,  L  is the ba selin e of bistatic radar; T i s  tra n smitting  station; R is rece iving  station; y axis is the  bisect or of  ta rget  when  startin g  the ob se rvat io n and     is th e  ran ge di re ction  of bistatic ra dar al so;  0  is bistatic an gle ;   ci  is the bistatic angle of scatter  i c  in target, and  0 ci  is thought to  be co rre ct do O  is the cent er of pha se;  ci  is the angl e b e twee n po sition   vec t or   i Oc  of scatter an d the  negative  direction  of y a x is;  V  is  the target veloc i ty;  m t  is  the  rotation an gl e of bisecto r  durin g imagin g  pro c e ss.  If we ma ke the  assumption  that the bistatic  rada r is id ea lly synch r o a nd LFM  sign al is tran smit ted with the  echo  whi c h  is sam p led  in  interme d iate freque ncy an d desample it  to baseba nd  frequen cy, the echo of scatter  i c  can b e   denote d  thro ugh (1 ) a s  follows.      2 0 ˆ () ˆ , () () ˆ ex p 2 ex p ci m rc i m c i p ci m c i m tR t c s t t r ect T Rt Rt jf j t cc                    (1)    Whe r ˆ t  is the time-in-p u lse ;   m t  is the pul se tran smitting  time;  0 f  is ca rrier freq uen cy;   is freq uen cy slop e;  p T  is pul se  width;  ci  is t he non -b ack  scattering i n tensity of scat ter  i c  in  the  th i  range bi n .     In the pap er [ 6 ], it gets the  resea r ch re sult t hat wheth e r the ta rget  moving tra c is in the  same  pl ane   with b a seline   of bistati c   rad a r, the   range   transfo rmatio n of  scatter can b e  exp r e s sed   as  follows  (2).    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Two Dim e nsi onal Im aging Algorithm  Based on  Linear Prognosi s for  Space .... (Xueping Lu)  935 () () () () () 2 c o s [ ( ) ] c o s [ ] 2 ci m r ef m r o t i m m re f m i c i m Rt R t R t t Rt r t                        (2)    Whe r 0, 1 , 2, m tm T m   is  slow-tim e;  () m t  is target time -varying bi sta t ic angl e   durin g the  i m aging  p r o c ess;  () ref m R t  is the   rang cou r se  betw een  target ph ase  center  and  transmitting-receivin g stati on, whi c h i s  the  tran slatio n a l movement  item of target () ro t i m Rt  is the   rotational  ran ge item  of  scatter  i c . It can   be fou nd f r o m  type  (2) th at in bi static I SAR ima g ing ,   the ra nge t r a n sformation  can  still b e  d i vided into t w o pa rts, i.e, tran slation a movement it em  () re f m R t  and  rotation al movem ent  item  () roti m R t . So through  bi static  ISAR syste m  also  can  get  the   target im age  throu gh  ran ge  comp re ssion, ra nge  al ignment, initi a l pha se  correctio n , a z im uth  comp re ssion  just as m ono static ISAR  system re sea r che d  in the p aper [6].   Whe n  the  rotational  angl is  small  which is eq ual  to i n tegratio n of   sho r t time, th e bi static  angle  () m t  can b e  thoug ht a s  the con s tan t  approxim ately. It is assumed th at the co nsta nt   bistatic  ang el  is tho ught t o  be  0 . If the tran slation a l ran ge item  () ref m R t  has bee n t o tally  comp en sated ,  the range transfo rmatio n item of scatte i c  can b e  sim p lified as type  (3)    0 () 2 c o s [ ( ) ] c o s [ ] 2 ci m i ci m Rt r t            (3)    At this time, target range  resolution  of  and a z imuth  resolution  ca n be exp r e s sed a s   types (4 ), (5 ) respe c tively, the expre s sio n s a r e a c cordan ce with th e re sea r ch work i n  the pa per  [14].     0 2c o s 2 r w c B                                             (4)     0 2c o s 2 a ro t                             ( 5   In the eq uatio ns m ention e d  above,  w B  is th e tran smitting  sign al b and width;  ro t  is  the  rotational  an g l e of bi se ctor  durin g ima g in g process.  F r om types (4 and  (5), it  ca n be fo und   that  whe n  the tra n smitting  sig nal ban dwi d th is fixed,  the target rang e re solution i n  small rotation   angle  imagi n g  conditio n  i s  the  con s ta nt. But the a z imuth  re sol u tion is totally determind ed  by  rotational  an g l e ro t . Wh en  the i m aging  rotational  angl ro t  is sm all, the  azi m uth resoluti on  i s   also  sm all a s  well,  whi c could n o t satisfy with  the d e m and s of im a g ing  system.  So the ima g i n g   algorith m  in small rotation a l  angle conditi on sh ould to  be re sea r che d  and imp r ov ed.      3. Anal y s is o f  Bistatic ISAR resolution  As tran smitti ng statio n an d re ceiving  st ation  a r sep a rated  from  each othe r in  bistati c   ISAR system , thus the  im aging  re sol u tion is relat ed  with bi static  angle. If the i m aging  bi stati c   angle i s   , then the target range resoluti on can be ex pressed as following type (6) [14],[15].     _0 2c o s 2 rc w c B                (6)    Whe r e _0 rc  is the  target rang e resol u tion;  w B  is the tran smitting si gnal b a n d width;   is  the imaging b i static an gle;  c  is the tran smi tting spee d of electro m ag n e tic wave in free sp ace.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 12, No. 4, Dece mb er 201 4: 933  – 941   936 It can b e  fou nd fro m  type  (6) that a s  th ere  ex ists bi static ang el, th e bistati c  ISRA rang resolution i s   lowe r than  the mo nostati c ISAR rang e re solutio n   2 w cB  with the  sa me si gna l   band width. F o r the conve n ien c e of co mpari s o n bistatic ISRA  system i s  thought to be  an   equivalent m ono static ISAR syste m  in the bi secto r . If the transmit t ing ca rrie r  freque ncy is  0 f sign al ban dwi d th is  w B , bistati c  angl e is  , th en the equiva lent ca rrie r  freque ncy of m ono static  rada r is   00 co s 2 ff  an d the equiva lent sign al b and width is   cos 2 w BB . So the  resolution al so coul d be ex pre s sed a s  type (6 ) re porte d in the pape r [15]. This e quivalent mo del   can expl ain why the ran g e  resolution i s  de cre a s ed  with bistati c  angel, so this model ha s b een  widely u s ed d u ring the exi s tent bistatic ISAR  re sea r ch  work of the  papers [13]-[ 15].  The fre que ncy of echo  co uld not b e  ch ange d except  Dop p ler effe cts of ta rget.  And the   target scatte ring e c ho freq uen cy and it s band widt could n o t be chang ed a s  th e existen c of  bistatic an gle .  So,  there must be som e  cau s e s  t hat make the bi static ran ge re solutio n  different   from that of mono static I SAR system.  In the Fi gure.1, it is sho w n that  the  wave di stan ce is  different from s c a tter  1 c  and  2 c   in different ra nge area s.    2 c 1 c     Figure 2. Wa ve distan ce di fference       In the Figu re  2, the broken  line is  the  ra nge-sa me lin e of bi static radar.  10 tc R , 10 rc R denot e   the  dista n ce betwe en scatter  1 c  and tran smitting, re ceiving statio n s , re sp ectivel y 20 tc R , 20 rc R   rep r e s ent the  distan ce bet wee n  scatter  2 c  and tran smitting, receiving  station, resp ectively.   is  bistatic angl e;  T R  are  tran smitting and  re ceiving  statio n re sp ectively r  is the  radi al  distan ce   betwe en scat ter  1 c  and  2 c . When the targ et is far from  rada r, the a s sumption of  far field is  satisfie d. So  the  wave-f rontier i s  th o ught   to be p l ane-wave. T he wave dist ances  bet we e n   transmitting, receivin stations an scatter a r e  pa ralle l. Und e r thi s   assumptio n , the roun wav e   distan ce diffe ren c wp R  betwe en scatter  1 c  and scatter  2 c  can  be expre s se d as bel ow.     2c o s 2 wp Rr                   (7)    In the dem o n stratio n  of  scatter  wave  distan ce  differen c e in th Figure 1, no  matter  whe r e the  scatter is, the  main lob e   width of e c ho a fter  pul se co mpre ssion  i s  con s tant  b e cause   the echo  sig nal width is consta nt, if it onl judges from the  echo chara c teri stics ind e x.  Otherwise, th e e s sen c e of  rad a ra nge   resolving  ab ili ty is the e c h o  time-d elay resolvin g. Wh en   the matchi ng  filter based o n  FFT is u s e d  to acco mpli sh rang e prof ile com p re ssi on, wheth e r t he  rada r i s   mon o static o r  bi st atic, if the  e c hoe s of  t w o  scatters  are  n eede d to  be  disting u ished,  and   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Two Dim e nsi onal Im aging Algorithm  Based on  Linear Prognosi s for  Space .... (Xueping Lu)  937 the time-dela y  of  the two scatters ech o  after pul se compressio n is 3dB width  at least. And the  roun d wave d i stan ce difference  d  coul d b e  denote d  as  belo w  type (8 ).      w c d B                         (8)    The rang e re solving  ability is the  width  of t he sm alle st re solving  range i n  the t a rget s.  The bi static range -bin  widt h is dete r min ded by  the di stan ce bet we en the two i n terse c tion  dot s,  whi c h a r e th e dots of bi static bi se ctor  intersec te d b y  the two ra ng-sam e  line s  with  the  sa me   focus whi c h i s  also verfied by the paper [16],[17 ]. Th e distance between t he two dots is al so the  distan ce  bet wee n  the  two ra nge -sam e line s . So,  wh en th e t a rget  ro und  wave  di sta n ce  differen c e i n   the type (7) is the  same  a s   sho w e d  in t y pe (8 ),  scatter  1 c  and  scatt e 2 c  c a n  be    sep a rate d in  rang e axi s  by  the squa re.  And no w,  the  distan ce  differen c e  of  the two  s c atters   in  rang e axis i s   _0 rc , which i s  expre s sed i n  the type (6).  The  re so lution is l o wer than  th e   mono static ISAR system  wi th the same  signal ba ndwi d th  as 2 rw cB       4. Imaging algorithm bas e d on lev i ons prognosis   4.1 Imaging flo w   o f  2-D image   The m a in eff e ct fa ctor  of 2 - D i m agin g  in  small  rotatio nal a ngle i s  t he a z imuth  re solutio n .   So in the following research, it is assumed  that o ne-di men s ion a l rang e profile is obtaine d   throug h digit a l matching fi lter pul se  co mpre ssion  an d the tra n sl ational  comp en sation  ha s be en   ac compli sh ed .    The ISAR imaging p r oble m  can be reg a rde d  as spe c trum e s timat i on pro b lem j u st sam e   as the pa per [11]. The basic  step of lin ear p r og no sis  is  firs tly to es timate the  filter c oeffic i ents  and then extrapolate the d a ta to  the ne eded extent.  The progn osi s  co efficient s are e s timate based on th e least mea n  squa re e rro r rule, whi c can e n sure t he differen c e  value betwe en  actual e c h o   and the extra polated d a ta  is the le a s t. In ord e r to im prove the a z i m uth sp ect r u m   estimation  re solutio n , the range  echo i s   estimated   to accord with  the  line a r pro g nosi s   m odel and   the azimuth d a ta integratio n time is extended  , so the  azimuth  re sol u tion is adva n ce d.   If  some ra ng align ed ra nge echo co uld  b e   exp r e s sed as  1 () , , ( ) nm n xt xt   , s o  the  extrapolate d  ech o  at time  n t  of this rang e coul d be expressed a s      1 () ( ) ˆ m nm n i i x ta i x t                     (9)    In the equati on (9 ),  () m ai  is the ith coefficient of the  m-orde r filter. With the same  analysi s , the   ech o  at time   1 nm t   after  extrap olated  of this ra n ge  echo  coul d b e  exp r esse d by   (10 )    * 1 1 () ( ) ˆ m nm m n m i i xt a i x t                       (10)    In the equatio n(10 ),  * () m ai  is the conj ugate  co mplex of  () m ai If the former-l atter pro gno sis is prosecuted by  p  times, then the ech o  after pro g n o si coul d be exp r esse d as   11 ( ) ,, ( ) ,, ( ) , , ( ) nm p n m n n p xt xt x t x t     . If the pulse re peat cycle i s   T , then  the azimuth  resol u tion coul d be improve d  from  1 mT  to  1( 2 ) Tm p Combi ned wi th rang pul se  compressio n ,  2-D imagin g  algorithm fl ow ba sed o n  linear  prog no sis  wh en the rotatio nal ang el is small whi c h is  demon strated  as in the Fig u re 3.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 12, No. 4, Dece mb er 201 4: 933  – 941   938   Figure 3. 2D i m aging al gori t hm flow      4.2 Cons tru c tion of prog nosis filter c o efficients a nd its order   The la rg er t h e line a prog nosi s  filter is,  the m o re  a c curate th e p r ogno si s resul t  is. But  the calculatio n am ount i s  i n crea sed  rap i dly also , so the  bal an ce  betwe en cal c ulation wo rk of  algorith m  a n d  p r og no sis  error is de stroied. In  the  pape r [1 7], it   sho w s that  wh en  the A u to  Reg r e ssive  (AR)  mod e l i s  used to  extrapolate  dat a,   the  m o st accurate pro g n o si s re sults  could   be o b tained   whe n  the filte r  o r de r i s   cho s en  to be  1/3  of the d a ta l ength. Th e L e vinso n  p r og nosi s   of Burg  entro py is u s ed  to  estimate th e  filter or der a nd  its co effici ents.  Th filter coeffici ent of  different filter orde r a r e e s timated firstly ,  then  the progno si s erro r powe r  wi th  different filter is   comp ared an d  it chooses  the filter with  the smalle st prog no sis e r ror po we r.   The  ba sic st eps to  get t he p r o gno sis order  an d it coeffici ents are  summ arized  a s   follows Step1 Initial the prog no sis powe r  erro r and  its ba ck-and-fo rth pro gno sis e r ror;   Step2 Co unt  the reflection  coefficie n m K  that is used to  extrapolate d a ta;  Step3 Co unt  the back-a n d - forth p r ogn o s is filter  coeffi cient s via (11 )   * 11 () () ( ) , 1 , , 1 () mm m m mm ai a i K a m i i m am K                  (11)    Step4 Co unt  the progn osi s  error  power of  the filter with m-ord e r vi a (12 )     2 1 (1 ) mm m PK P                        (12)    Step5 Co unt  the  output  o f  the filter wit h   m -ord er,  re p eat Step2  to  Step5 u n til th e p r og no sis  error power  m P  hardly b e com e  sm aller. An d the o r de r a nd coefficie n ts of p r og no si s filter a r e g o t   at the s a me time.      4.3  Data e x trapolation le ngth   The data extrapolatio n len g th is also d e termin ded b y  progno si error , and th e longe the data  extrapolatio n le n g th is the  la rge r  the   p r o gno sis e rro will b e . So f a r, the r e  is  no  quantitative choo se  stand a r con c e r ne d  on thi s  p r obl em. Wh at co uld be  de cid e d  up i s  th at the  length of dat a extrapolatio n is relate d with SNR  ( si g nal-n oise-rate ) , and the hig her the SNR  is  the lon g e r  th e data  extra p o lation l ength  will  be.  Othe rwi s e  the  sh o r ter  data  extrapolatio n le n g th   has to be  ch ose n . In this pape r, spa c e  target is cho s en a s  the re sea r ch obje c t  and the SNR of  spa c e ta rget i s  rel a tively low compa r ed t o   re sea r ch result of pa pe r [17] , it adopts the 1/2 le ng th  of ori g inal  dat a len g th  as th e data  extra p o lation l ength  thus it  can  i m prove  the  a z imuth  re sol u tion   by two times  .             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Two Dim e nsi onal Im aging Algorithm  Based on  Linear Prognosi s for  Space .... (Xueping Lu)  939 5. Simulation experimen Simulation si tuation and  scatter mod e l  are expre s sed in Figu re 4 and Fig u re 5,  r e spec tively.          Figure 4. Target moving si mulation sce n e           Figure 5. Target scatter m odel       In the Fi gure  4,  circle  sta nds for the t r ans mitting   station a nd  rh o m boid  sta nds for th receiving sta t ion. Target  orbit heig h t is abo ut  260 Km; target round radial  velocity is a bout  3.5Km/s; In  the sim u latio n , it’s a s su med that  t r a n slatio nal  co mpen sation   has be en to tally  compl e ted. T he targ et orb i t data is  sim u lated  throug h orbit  software.  When th e orbit d a ta i s   gene rated, th e orbit with consta nt bistat ic angle  i s  ch ose n  to com p lete simul a tion and to avoid  the image bl urri ng cau s e d  by the cha nge of bistat i c  angl e. The  target is ex pre s sed by ideal  scatters and  the target mo del in ran g e - azimuth  i s  a s  sho w n in Fig u re5. Th e echo SNR  can  be  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 12, No. 4, Dece mb er 201 4: 933  – 941   940 obtined  thro u gh  rada equ ation. In th simulatio n , th e smalle st re ceiving  SNR i s   set to  be  1 4dB  and the  targ e t  RCS i s   set  as 4 m 2 . Beca use t he  scatters a r sep a rate, res p ec tively, s o  the RCS   of every con c rete  scatter is 0.5m 2 . Simulation pa ram e ters  of the  ra dar  system  are sh own in th Table 1.       Table 1. Simulation ra da r para m eters  paramete r    index  paramete r   index  Bistatic angel  120   Imaging  angel  2   Signal w i dth   950MHz  Pulse w i dth   60 Carri er  frequenc 8GHz   Baseline  length  200Km      Acco rdi ng to the paramete r s in Table 1, t he ran ge re solution and a z imuth resol u tion can  be exp r e s se d a s   0.3 3 r  and   0.85 96 a  r e sp ectiv e ly , throu gh ty pe   (4),  (5 ). Sim u lation  results a r e sh own in Fig u re  6 and Figu re  7.          Figure 6. 2-D  image befo r azimuth d a ta extrapolatio n         Figure.7 2-D image after a z imuth data extrapolatio n       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Two Dim e nsi onal Im aging Algorithm  Based on  Linear Prognosi s for  Space .... (Xueping Lu)  941 From the Fi gure  6 we  can find that, bef ore the  azimuth  data  extrapolatio n ran g e   resolution is   s m aller than  the interval of s c atte rs so  the scatters  coul d be  tota lly differentiat ed  from rang e p r ofile. But the  azimuth  re sol u tion is  not  small en oug h, so th e scatte rs  could  not  b e   differentiated  cle a rly fo rm  azimuth  di re ction. Figu re  6  is th 2-D i m age  after  d a ta extra pola t ion  and be ca use  the azimuth  dopple r  re solution is im proved, so the scatters  coul d be totally  differentiated from  azi m uth dire ction, an d the corre c t 2-D image i s  ob tained.       6. Conclusio n   ISAR imagin g  co uld  be  seen a s   high -resol ution  spe c trum  estim a tion p r oble m   after the   movement co mpen sation i s  com p leted. The sp ace  target bistati c  2 - D imagi ng problem in sm a ll  rotation an gl e is re sea r ched in the p aper. Simu la tion results  prove that this algo rithm  can  improve resol u tion in azim uth dire ction  and ca n be u s ed in p r a c tical environm e n t.The re sea r ch   on ho w the al gorithm  can b e  use d  in lower SNR is al so perfo rmed.       Referen ces   [1] Marco  Martor ella ,, James  Palmer John Homer B rad Littlet on I. Dennis Longstaff. On Bistatic   Inverse S y nth e t ic Aperture Ra dar.  IEEE Transactions on AE S.  2007; 3: 112 5-11 34.   [2] Delis le  GY. H a iqi n g  W u . Movin g  targ et i m agi ng  and  trajector y  c o mp utation  usi ng  ISAR. I EEE   Transactions on AES.  1994; 3 0 (3):  887-8 99.   [3] Chen  VC. Shie Qian. Joi n t time-freque n c y  transform  for radar ran ge-D opp ler im agi ng.  IEEE  Transactions on AES.  1998; 3 4 (2): 486- 49 9.  [4]  Liu  Xi n, Ch in a, Ren Y ongf eng, C hu C h eng qu n.  Appl i c ation  of Self ada ptin g Ra d a r Vid eo Ech o   Acquis i tion  S ystem base d   on LZ W  Al go rithm.  T E LKOMNIKA Indo n e sia n  Jo urna l  of Electric al  Engi neer in g.  2014; 12( 2): 133 3-13 42.   [5]  Xu e-tao Y u Xi ao- pin g  R u i,  F eng L i . Lo calizat i on M e thods  of W e ig hted  C entro id  of dBZ  o n   W eatherR adar  Echo  Maps  in V e ctor F o rmat.  T E LK OMNIKA Indo nesi an J our na l of El ectrica l   Engi neer in g.  2013; 11( 2): 103 3-10 40.   [6]  Jingfa ng W a n g . Multitarget  Directio n   Measur ement o n  Bistatic MIMO Radar.  TE L K OM N I KA  Indon esi an Jou r nal of Electric al Eng i ne eri ng.  2014; 1 2 (9): 6 819- 682 6.   [7] Z hang  Ya- b i a o Z hu Z hen-bo T ang Z i - y u e et al. Bistatic inverse S y nth e tic Aperture  Rad a r Imag e   Formation.  Jou r nal of Electro n i cs & Informati on T e chn o l o g y. 2006; 28( 6): 969-9 72.   [8]  Z hu Yu-Pen g, Z hang Yu e-H u i, W ang Hon g - Q iang, et  al.  Mode lin g an d Simulati on of  Bistatic ISAR  Imagin g  for Moving T a rget.  Journa l of System Si mu lati on . 200 9; 9: 2696- 269 9,27 04.   [9]  Don g  Ji an, Sh ang  Ch ao- Xua n , Gao M e i-Gu o, et a l . R e se arch  on  Bi sta t i c   ISAR Speed  Compensation  of Space T a rget.  Journal of  Chin a Acad e m y of Electronic s  and Infor m ati on T e chn o l ogy .  2010; 1: 78- 85.   [10]  Don g  Jia n . Stu d y   on k e y tech nol ogi es of sp ace ta rg et bist atic ISAR ima g i ng. Sh iji azh u a ng: Ordna nce   Engi neer in g C o lle ge D i sserta t ion . 200 9.   [11]  Lia ng  Hu a-Qia ng, H e  M i ng-Y i , Z han Lin- Xi Super-r esol ut ion  ISAR  imag ing  bas ed  o n   beam-s pac e   MUSIC].  Applic ation R e se arch  of Computers.  2007; 2 4 (12):  361- 363.   [12]  He Son g -Hu a , Chen g F an-Y ong, Ch en W e i-Bin g et al. Band-l i mited  Sign al Sp ectru m  Estimatio n   Based  o n  D a ta E x tropo lati o n  a nd M a xim u m L i kel i ho od  Criteri on.  J o urna l of  Hu na n U n ivers i ty  (Naturn a l Scie nce).  200 9; 36( 3): 85-88.   [13]  Luo Ji ng- ya ng.  Applic atio n of  spectrum estim a tion i n  hi gh-re soluti on ra dar i m agi ng. Ch ang sha:  Hun a n   Univers i ty Diss e ratio n .  200 7.  [14]  Victor C. C h e n ,  Andr e des Rosiers,  Lipps Ron.  Bi-static  ISAR ra nge- do p p ler  i m a g in a nd r e sol u tio n   analysis.  IEEE Radar Confer ence. 2009: 1-5.   [15] Z hao  W e i-Li Z hang Qun Z hu Xia o -pe ng. Stud y   of Bistatic  ISAR Motion Correctio n Algorit hm.  Fire  Contro l & Co mma nd C ontrol.  201 2; 37(6): 10 0-10 2.  [16] Yang  Z h en-Qi Z hang Yon g - S hun, L uo Yo ng-Ju n.  Bistati c  radar i m a g i n g system . Be ij ing: Defe nse   ind u st y  pr ess. 199 8.  [17]  Li Bi ng, C i  L i n- Lin, W a n  Jia n - W ei, et al. C o m pariso n   of ISAR Res o luti on   Improveme n t Based  on  T w o   Cross Spectra  Extra pol atio ns.  Radar Sci enc e and T e ch no l ogy.  200 6; 4(6) : 358-36 2, 381.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.