[發明專利]一種多分量聯合重構的SAR回波寬帶干擾抑制方法

有效

• 申請號: 202110443842.4
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113238193B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 周峰;梅詩國;韓文暢;樊偉偉;田甜;石曉然
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36;G01S13/90
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發明屬于雷達信號處理技術領域，公開了一種多分量聯合重構的SAR回波寬帶干擾抑制方法；本發明基于自適應窗寬的短時傅里葉變換進行二維時頻圖的構建，用來進行瞬時頻率估計；此外，設計了基于Viterbi算法和提出的重檢測方法的脊路徑檢測，進行瞬時頻率估計；最后提出多分量聯合重構的寬帶干擾抑制方法用于合成孔徑雷達的寬帶干擾抑制，可有效抑制寬帶干擾，為干擾環境下合成孔徑雷達圖像獲取奠定了一定的基礎。

技術領域

本發明涉及雷達信號處理技術領域，尤其涉及一種多分量聯合重構的SAR回波寬帶干擾抑制方法，用于恢復合成孔徑雷達(Synthetic?Aperture?Radar，SAR)回波，有效抑制寬帶干擾，從而獲得高質量的SAR圖像。

背景技術

合成孔徑雷達因其可全天時、全天候工作的優點，在國防軍事(戰場偵察和態勢跟蹤等)、國民經濟(如交通運輸、氣象預報和資源探測等)和科學研究(如航天、大氣物理和天體研究等)領域都得到了廣泛的應用。

隨著電磁環境變得更加復雜，電磁干擾不可避免地會破壞SAR回波。這些干擾可以被稱為射頻干擾，射頻干擾降低了測量數據的信干比，嚴重影響了合成孔徑雷達系統的成像質量。存在射頻干擾時，多普勒參數的估計將是不準確的，這可能導致圖像散焦。此外，SAR圖像中會有一些偽影，使得難以檢測和識別目標。如果丟棄射頻干擾抑制的SAR數據，則會造成時間和資源的極大浪費。因此，充分利用珍貴的合成孔徑雷達數據，開發有效的干擾抑制方法是必要的。

根據這些干擾的帶寬，可以將它們分為兩類：窄帶干擾(NarrowbandInterferences，NBI)和寬帶干擾(Wideband?Interferences，WBI)。NBI意味著干擾的帶寬只是SAR回波帶寬的一小部分。相比之下，WBI占據了SAR回波帶寬的大部分。

在過去的幾年里，研究人員提出很多方法來抑制NBI與WBI，其中一些抑制WBI的方法是由抑制NBI的方法拓展得到，因此先簡要介紹NBI抑制方法，再介紹WBI抑制方法。一些研究人員使用數學模型來描述NBI的特征。L.Nguyen和M.Soumekh將NBI建模為一些復雜正弦波的和。J.Yi和X.Wan等人推導出了估計干擾參數的近似最大似然估計的封閉形式。然而，模型誤差可能導致性能的極大下降。為此，有學者提出一些基于濾波器或變換域分析的方法。A.Reigber和L.Ferro-Fami提出陷波濾波器用于抑制干擾。X.Wang和W.Y等人提出另一種方法，通過近似頻譜分解獲得射頻干擾子空間，有效地重構射頻干擾信號，然后從原始接收的SAR脈沖中去除干擾。J.Feng和H.Zheng等人應用了一種使用子帶譜對消的新方法。F.Zhou和R.Wu提出基于特征子空間濾波來抑制NBI。M.Spencer和C.Chen提出慢時間閾值法用于檢測和抑制地面射頻干擾。L.Smith和R.D.Hill提出了最小均方(Least?Mean?Square，LMS)濾波器和維納(Weiner)濾波器。類似地，C.T.C.Le、S.Hensley和E.Chapin提出LMS自適應濾波器用于抑制寬帶合成孔徑雷達信號中的射頻干擾。此外，Y.Huang和G.Liao等人還提出了三種聯合利用NBI稀疏性和低秩性的方法。