基于二维频域陷波的低频超宽带SAR射频干扰抑制方法技术

本发明专利技术提供一种基于二维频域陷波的低频超宽带SAR射频干扰抑制方法，该方法将低频超宽带SAR接收到的回波信号进行二维傅里叶变换，获得二维频域的回波信号；计算二维频域回波信号的平均值和标准差，以平均值与3倍的标准差值之和作为抑制门限，在此过程中也可以根据射频干扰信号的能量调整门限的大小，以达到更好的抑制效果；接着利用置“1”法进行陷波处理，将大于门限的值设置为平均值，达到抑制射频干扰信号的目的；最后将射频干扰抑制后的二维频域回波信号变换到二维时域，完成对射频干扰信号的抑制。扰信号的抑制。扰信号的抑制。

【技术实现步骤摘要】
基于二维频域陷波的低频超宽带SAR射频干扰抑制方法


[0001]本专利技术涉及雷达
，更具体地，涉及一种基于二维频域陷波的低频超宽带SAR射频干扰抑制方法。

技术介绍

[0002]合成孔径雷达(SAR)具有全天时、全天候工作和大范围成像的特点，在国民经济建设和军事侦察方面都有着很重要的应用。低频超宽带SAR由于工作频率较低，其具有较长的波长，因此该雷达系统具备很强的穿透能力，能够穿透植被和浅地表并对隐藏在丛林中或者埋藏在浅地表的目标物进行探测和成像。而我国很多地区丛林密布而且地理环境复杂，利用高频段雷达难以对丛林中的隐蔽目标进行有效地探测和侦察，因此低频超宽带SAR具有很大的应用价值。
[0003]然而，在低频段存在着大量的广播、无线电视、移动通信等射频信号，这些信号的存在将会对低频超宽带SAR产生严重的射频干扰。相比于雷达接收的目标回波信号，射频干扰信号具有非常高的功率，这些射频干扰信号和目标回波信号混叠在一起后在成像结果上产生明显的线条或者噪点。因此，射频干扰的存在将会严重影响低频超宽带SAR的探测性能以及成像质量。
[0004]目前射频干扰抑制的方法主要为参数化方法和非参数化方法。参数化方法通过对射频干扰信号进行建模，然后利用最小均方误差或最大似然估计等方法估计出射频干扰信号模型的频率、相位和幅度等参数并重构射频干扰信号，最后将雷达接收的回波信号减去重构的射频干扰信号即可达到射频干扰抑制的目的。使用参数化方法来抑制射频干扰信号的条件是假设射频干扰信号是平稳的。然而，随着信息技术的发展，射频干扰信号将会表现出很强的非平稳性。在射频干扰信号非平稳的情况下，利用参数化方法难以精确地建立射频干扰信号的模型，而且射频干扰信号的参数也很难准确估计。同时，参数化方法在估计射频干扰信号参数时会产生巨大的计算量，严重影响射频干扰抑制算法的效率。非参数化方法主要利用射频干扰信号与低频超宽带SAR系统接收的目标回波信号之间的不同特性进行滤波。相比于参数化方法，非参数化方法结构较为简单，运算量也较小。但是，非参数化方法对射频干扰信号的抑制效果较差，难以满足低频超宽带SAR高精度成像的要求。除此之外，现有的非参数化方法几乎都是对单个脉冲回波中的射频干扰信号逐一进行抑制，当成像范围较大、脉冲回波数量较多时该算法的计算量很大。
[0005]现有的射频干扰抑制方法大多是抑制窄带射频干扰信号，而对于宽带射频干扰信号的抑制效果不理想。但是，在现实环境中往往是窄带射频干扰信号和宽带射频干扰信号同时存在，因此现有的射频干扰抑制方法难以保证有效地抑制窄带和宽带射频干扰信号。因此，如何有效且快速地抑制低频超宽带SAR系统回波中的窄带和宽带射频干扰信号仍然是一个待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种基于二维频域陷波的低频超宽带SAR射频干扰抑制方法，该方法能实现有效且快速地抑制低频超宽带SAR系统回波中的窄带和宽带射频干扰信号。
[0007]为了达到上述技术效果，本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种基于二维频域陷波的低频超宽带SAR射频干扰抑制方法，包括以下步骤：
[0009]S1：将回波信号变换到二维频域；
[0010]S2：设置门限并进行陷波处理；
[0011]S3：将射频干扰抑制后的二维频域回波信号变换到二维时域。
[0012]进一步地，所述步骤S1中，将接收的低频超宽带SAR回波数据变换到二维频域，利用二维陷波在二维频域中进行射频干扰抑制。
[0013]进一步地，步骤S1中，宽带射频干扰信号在二维频域中其频带范围与低频超宽带SAR系统接收的回波信号相比也很窄，因此将回波信号变换到二维频域可将射频干扰信号的能量更加集中起来。
[0014]进一步地，所述步骤S2中，对二维频域的回波信号进行陷波处理，以达到抑制射频干扰信号的目的：
[0015]首先，计算二维频域回波信号的平均值和标准差；然后，将平均值与3倍标准差之和作为门限值；最后，将二维频域回波信号中大于门限值的部分都设置为平均值，从而在二维频域完成对射频干扰信号的抑制。
[0016]进一步地，步骤S2中，将平均值与3倍标准差之和作为门限值。
[0017]进一步地，步骤S2中，使用置“1”法将二维频域回波信号中大于门限值的部分都设置为平均值。
[0018]进一步地，所述步骤S3中，将射频干扰抑制后的二维频域回波信号变换到二维时域，获得最终射频干扰抑制后的回波信号，即用于低频超宽带SAR成像的回波数据。
[0019]进一步地，所述步骤S1的具体过程是：
[0020]设低频超宽带SAR系统接收到的回波信号为x(t,τ)，其中t为慢时间，τ表示快时间，将x(t,τ)进行二维傅里叶变换，得到二维频域信号X(f,f
τ
)。
[0021]进一步地，所述步骤S2的具体过程是：
[0022]计算出二维频域信号X(f,f
τ
)的平均值和标准差δ，则陷波门限设置为：
[0023][0024]将二维频域信号X(f,f
τ
)中大于门限值部分的数值都设置为平均值即可在二维频域完成对射频干扰信号的抑制。
[0025]进一步地，步骤S2中，在设置门限时，根据射频干扰信号的能量来调整标准差的倍率，从而能够实现更好地抑制射频干扰信号。
[0026]与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：
[0027]本专利技术首先将低频超宽带SAR接收到的回波信号进行二维傅里叶变换，获得二维频域的回波信号；然后，计算二维频域回波信号的平均值和标准差，以平均值与3倍的标准差值之和作为抑制门限，在此过程中也可以根据射频干扰信号的能量调整门限的大小，以达到更好的抑制效果；接着利用置“1”法进行陷波处理，将大于门限的值设置为平均值，达
到抑制射频干扰信号的目的；最后将射频干扰抑制后的二维频域回波信号变换到二维时域，完成对射频干扰信号的抑制。本专利技术提出的二维频域陷波法适用于低频超宽带SAR回波数据处理时对窄带和宽带射频干扰信号的抑制，能够有效抑制射频干扰信号的同时极大地提高了抑制效率。
附图说明
[0028]图1为本专利技术方法流程图；
[0029]图2(a)为无射频干扰信号时点目标成像结果图；
[0030]图2(b)为加入窄带射频干扰信号后点目标成像结果图；
[0031]图2(c)为加入宽带射频干扰信号后点目标成像结果图；
[0032]图3(a)为传统陷波法抑制窄带射频干扰信号后点目标成像结果图；
[0033]图3(b)为传统陷波法抑制宽带射频干扰信号后点目标成像结果图；
[0034]图4(a)为本专利技术方法抑制窄带射频干扰信号后点目标成像结果图；
[0035]图4(b)为本专利技术方法抑制宽带射频干扰信号后点目标成像结果图。
具体实施方式
[0036]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
[0037]为了更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于二维频域陷波的低频超宽带SAR射频干扰抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将回波信号变换到二维频域；S2：设置门限并进行陷波处理；S3：将射频干扰抑制后的二维频域回波信号变换到二维时域。2.根据权利要求1所述的基于二维频域陷波的低频超宽带SAR射频干扰抑制方法，其特征在于，所述步骤S1中，将接收的低频超宽带SAR回波数据变换到二维频域，利用二维陷波在二维频域中进行射频干扰抑制。3.根据权利要求2所述的基于二维频域陷波的低频超宽带SAR射频干扰抑制方法，其特征在于，步骤S1中，宽带射频干扰信号在二维频域中其频带范围与低频超宽带SAR系统接收的回波信号相比也很窄，因此将回波信号变换到二维频域可将射频干扰信号的能量更加集中起来。4.根据权利要求3所述的基于二维频域陷波的低频超宽带SAR射频干扰抑制方法，其特征在于，所述步骤S2中，对二维频域的回波信号进行陷波处理，以达到抑制射频干扰信号的目的：首先，计算二维频域回波信号的平均值和标准差；然后，将平均值与3倍标准差之和作为门限值；最后，将二维频域回波信号中大于门限值的部分都设置为平均值，从而在二维频域完成对射频干扰信号的抑制。5.根据权利要求4所述的基于二维频域陷波的低频超宽带SAR射频干扰抑制方法，其特征在于，步骤S2中，将平均值与3倍标准差之和作为门限值。6.根据权利要求5所述的基于二维频域陷波的低频超宽带SA...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢洪途，梁康，姜新桥，呼啸，王国倩，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：