[发明专利]一种多分量联合重构的SAR回波宽带干扰抑制方法

说明书

本发明属于雷达信号处理技术领域，公开了一种多分量联合重构的SAR回波宽带干扰抑制方法；本发明基于自适应窗宽的短时傅里叶变换进行二维时频图的构建，用来进行瞬时频率估计；此外，设计了基于Viterbi算法和提出的重检测方法的脊路径检测，进行瞬时频率估计；最后提出多分量联合重构的宽带干扰抑制方法用于合成孔径雷达的宽带干扰抑制，可有效抑制宽带干扰，为干扰环境下合成孔径雷达图像获取奠定了一定的基础。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种多分量联合重构的SAR回波宽带干扰抑制方法，用于恢复合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)回波，有效抑制宽带干扰，从而获得高质量的SAR图像。

背景技术

合成孔径雷达因其可全天时、全天候工作的优点，在国防军事(战场侦察和态势跟踪等)、国民经济(如交通运输、气象预报和资源探测等)和科学研究(如航天、大气物理和天体研究等)领域都得到了广泛的应用。

随着电磁环境变得更加复杂，电磁干扰不可避免地会破坏SAR回波。这些干扰可以被称为射频干扰，射频干扰降低了测量数据的信干比，严重影响了合成孔径雷达系统的成像质量。存在射频干扰时，多普勒参数的估计将是不准确的，这可能导致图像散焦。此外，SAR图像中会有一些伪影，使得难以检测和识别目标。如果丢弃射频干扰抑制的SAR数据，则会造成时间和资源的极大浪费。因此，充分利用珍贵的合成孔径雷达数据，开发有效的干扰抑制方法是必要的。

根据这些干扰的带宽，可以将它们分为两类：窄带干扰(NarrowbandInterferences，NBI)和宽带干扰(Wideband Interferences，WBI)。NBI意味着干扰的带宽只是SAR回波带宽的一小部分。相比之下，WBI占据了SAR回波带宽的大部分。

在过去的几年里，研究人员提出很多方法来抑制NBI与WBI，其中一些抑制WBI的方法是由抑制NBI的方法拓展得到，因此先简要介绍NBI抑制方法，再介绍WBI抑制方法。一些研究人员使用数学模型来描述NBI的特征。L.Nguyen和M.Soumekh将NBI建模为一些复杂正弦波的和。J.Yi和X.Wan等人推导出了估计干扰参数的近似最大似然估计的封闭形式。然而，模型误差可能导致性能的极大下降。为此，有学者提出一些基于滤波器或变换域分析的方法。A.Reigber和L.Ferro-Fami提出陷波滤波器用于抑制干扰。X.Wang和W.Y等人提出另一种方法，通过近似频谱分解获得射频干扰子空间，有效地重构射频干扰信号，然后从原始接收的SAR脉冲中去除干扰。J.Feng和H.Zheng等人应用了一种使用子带谱对消的新方法。F.Zhou和R.Wu提出基于特征子空间滤波来抑制NBI。M.Spencer和C.Chen提出慢时间阈值法用于检测和抑制地面射频干扰。L.Smith和R.D.Hill提出了最小均方(Least Mean Square，LMS)滤波器和维纳(Weiner)滤波器。类似地，C.T.C.Le、S.Hensley和E.Chapin提出LMS自适应滤波器用于抑制宽带合成孔径雷达信号中的射频干扰。此外，Y.Huang和G.Liao等人还提出了三种联合利用NBI稀疏性和低秩性的方法。