【技术实现步骤摘要】
本申请涉及信号处理，特别涉及一种基于s变换的合成孔径雷达射频干扰抑制的方法、系统、计算机可读存储介质和电子设备。
技术介绍
1、合成孔径雷达(synthetic aperture radar,简称sar)作为一种主动式微波遥感设备，能够全天时、全天候获取高精度的地面目标信息，其通过合成孔径和脉冲压缩技术实现方位向和距离向的高分辨率。然而，随着现代通信技术的快速发展，频谱资源日趋紧张，sar作为开放式雷达系统，不得不与其他同频段设备共享频谱，这使得其所处的电磁环境愈加复杂，面临的射频干扰(radio frequency interference，简称rfi)问题也愈加严峻。这些rfi问题对sar系统构成了巨大的威胁，严重影响了sar的性能。一方面，rfi引起的冲激响应扰动降低了sar成像质量，产生亮线，雾状伪影和图像中的模糊。另一方面，rfi的存在会导致空间和辐射测量不准确，由此产生的极化和相位失真将进一步阻碍sar图像的业务应用，如农业调查、土地规划和生态环境监测。
2、在此背景下，时频变换技术作为一种结合时间和频率信息的方法，展现了其在干扰特征提取中的重要作用。相比于传统的时域、频域抑制方法，时频域抑制方法能够在时频平面上更准确捕捉干扰特征，从而更有效地实现干扰的检测和抑制。正因为如此，时频域抑制逐渐成为应对复杂电磁环境中干扰问题的重要趋势。
3、当前，时频域的干扰抑制方法主要是利用时频变换技术将数据转换到时频域，再根据干扰在时频域中的特性进行检测和抑制处理。比如，张等人在分析nbi和wbi的时频特性的
4、综上所述，现有时频域干扰抑制方法多侧重于时频变换后干扰抑制方法的研究，忽略了时频变换本身对干扰抑制效果的潜在影响。为了保证sar图像的质量，针对含干扰脉冲的高分辨率时频表示能够为sar抗干扰提供可靠技术支撑，对提高sar系统在复杂电磁环境中的生存能力和实用效能有重要意义。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种时频域合成孔径雷达射频干扰抑制方法、系统、存储装置和电子设备，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。
2、为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
3、本申请提供一种时频域合成孔径雷达射频干扰抑制方法，包括：步骤s101、应用基于距离谱平坦性和对称性的方法对含干扰回波数据进行检测，标记出含干扰脉冲；步骤s102、计算含干扰脉冲振幅谱，并进行平滑和归一化处理；步骤s103、将归一化振幅谱缩放后，计算得到优化后的窗参数；步骤s104、基于步骤s103的窗参数将含干扰脉冲转换至时频域；步骤s105、通过ostu算法定位时频域中的干扰位置，并通过陷波技术消除射频干扰；步骤s106、将处理后的无干扰脉冲逆变换至时域；步骤s107、将所有处理后的含干扰脉冲与不含干扰脉冲组成新的无干扰回波数据。
4、优选的，在步骤s101中，应用基于距离谱平坦性和对称性的方法对含干扰回波数据进行检测，标记出含干扰脉冲，具体为：
5、以逐脉冲的方式计算每条回波的峰度和残留能量，获得峰度值序列和残留能量序列，通过k-means算法对其进行分类。
6、令k(η)和c(η)分别代表基于平坦性和对称性指标的射频干扰检测结果，将平坦度与对称度的分类结果相乘。所得结果中满足平坦且对称即为无射频干扰回波，其余则为含射频干扰回波，该过程可以表示为：
7、
8、其中y(η)代表射频干扰检测结果，常数1表示回波中不存在干扰，常数0表示回波中存在干扰。
9、优选的，在步骤s102中，计算含干扰脉冲振幅谱，并进行平滑和归一化处理，具体为：
10、计算原始回波信号x(t)，通过平滑和归一化调整以获得归一化振幅频谱xnorm(f)即：
11、x(f)＝smooth{abs[ft(x(t))]}
12、
13、式中smooth表示平滑处理；ft表示傅里叶变换。
14、优选的，在步骤s103中，将归一化振幅谱缩放后，计算得到优化后的窗参数，具体为：
15、xr(f)＝[rxnorm(f)]+1
16、对于sar回波信号，参数r通常取2或3。
17、接下来，计算随频率变化的窗参数p(f)，以更好地匹配不同频率分量的信号：
18、
19、式中nr表示距离向采样点数。
20、最后，引入参数α和β进一步优化窗参数p(f)，构建改进s变换的窗参数：
21、
22、由此得到改进的窗函数w′(t,f)为：
23、
24、优选的，在步骤s104中，根据步骤s103的窗参数将含干扰脉冲转换至时频域，具体为：
25、针对步骤s101的射频干扰检测结果y(η)，设xη(t)为第η条脉冲数据且y(η)＝0，则其时频域表示为：
26、
27、其中，w(t)为s103步骤中优化后的窗函数。
28、优选的，在步骤s105中，通过ostu算法定位时频域中的干扰位置，并通过陷波技术消除射频干扰，具体为：
29、针对含干扰脉冲的时频表示，使用ostu算法获取干扰位置矩阵pi(t,f)，在此基础上进行陷波操作，此过程的数学表示为：
30、
31、即为干扰抑制后的结果。
32、优选的，在步骤s106中，将处理后的无干扰脉冲逆变换至时域，具体为：
33、
34、使用与步骤s103时频变换相对应的参数来恢复原始信号。
35、优选的，在步骤s107中，重组无干扰回波数据，具体为：
36、将所有处理后的含干扰脉冲与步骤s101中未标记的脉冲组成新的无干扰回波数据。
37、本申请实施例还提供一种时频域合成孔径雷达射频干扰抑制的方法，包括：干扰脉冲检测标记单元，配置为从输入系统的合成孔径雷达数据中对含干扰脉冲进行检测和标记；振幅谱计算与预处理单元，配置为获得原始回波数据的归一化振幅频谱；窗参数优化单元，配置为将归一化振幅谱缩放后，计算得到优化后的窗参数；时频域变换单元，配置为利用优化后的窗参数，将含干扰脉冲转换至时频域；干扰定位与抑制单元，配置为对时频域中的干扰位置进行定位，并通过陷波技术消除射频干扰；时频域逆变换单元，配置为利用优化后的窗参数对处理后的无干扰脉冲逆变换至时域；无干扰脉冲重组单元，配置为将所有处理后的含干扰脉冲与不含干扰脉冲进行重本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于S变换的合成孔径雷达射频干扰抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于S变换的合成孔径雷达射频干扰抑制方法，其特征在于，在步骤S101具体包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的基于S变换的合成孔径雷达射频干扰抑制方法，其特征在于，在步骤S102具体包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的基于S变换的合成孔径雷达射频干扰抑制方法，其特征在于，所述步骤S103具体包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述的基于S变换的合成孔径雷达射频干扰抑制方法，其特征在于，所述的步骤S104具体为：
6.根据权利要求1所述的基于S变换的合成孔径雷达射频干扰抑制方法，其特征在于，所述的步骤S105具体为：
7.根据权利要求1所述的基于S变换的合成孔径雷达射频干扰抑制方法，其特征在于，在步骤S106中，将处理后的无干扰脉冲逆变换至时域，具体为：
8.一种基于S变换的合成孔径雷达射频干扰抑制系统，其特征在于，包括：
9.一种存储装置，其中存储有多条程序，其特征在于，所述程序应
10.一种电子设备，包括存储装置、处理器；处理器，适用于执行各条程序；存储器，是用于存储多条程序；其特征在于，所述存储器执行所述处理器上的程序时实现如权利要求1-7任一所述的含基于S变换的合成孔径雷达射频干扰抑制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于s变换的合成孔径雷达射频干扰抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于s变换的合成孔径雷达射频干扰抑制方法，其特征在于，在步骤s101具体包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的基于s变换的合成孔径雷达射频干扰抑制方法，其特征在于，在步骤s102具体包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的基于s变换的合成孔径雷达射频干扰抑制方法，其特征在于，所述步骤s103具体包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述的基于s变换的合成孔径雷达射频干扰抑制方法，其特征在于，所述的步骤s104具体为：
6.根据权利要求1所述的基于s变换的合成孔径雷达射频干扰抑制方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，范文怡，毋琳，舒高峰，黄亚博，赵建辉，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：
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