CN106501781A - 基于斜投影滤波的sar射频干扰抑制方法 - Google Patents
基于斜投影滤波的sar射频干扰抑制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106501781A CN106501781A CN201610965930.XA CN201610965930A CN106501781A CN 106501781 A CN106501781 A CN 106501781A CN 201610965930 A CN201610965930 A CN 201610965930A CN 106501781 A CN106501781 A CN 106501781A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rfi
- arrival
- sar
- subspace
- radio frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 2
- 238000007635 classification algorithm Methods 0.000 claims 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 abstract description 25
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 11
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 abstract 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 16
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 7
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/36—Means for anti-jamming, e.g. ECCM, i.e. electronic counter-counter measures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/023—Interference mitigation, e.g. reducing or avoiding non-intentional interference with other HF-transmitters, base station transmitters for mobile communication or other radar systems, e.g. using electro-magnetic interference [EMI] reduction techniques
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于斜投影滤波的SAR射频干扰抑制方法。技术方案包括下述步骤:第一步:根据SAR接收回波信号估计出RFI的波达角;第二步:根据RFI的波达角建立RFI子空间和低阶RFI子空间;第三步:利用RFI子空间和低阶RFI子空间构造斜投影滤波器;第四步:对回波进行滤波操作,完成RFI抑制。本发明相比于现有的空域滤波方法,计算过程不再受多个干扰源存在情况下,空间导向矢量相关性所引入误差增大的影响,进而实现更好的干扰抑制效果,实验结果证明性能稳健。
Description
技术领域
本发明属于航天和微波遥感的交叉技术领域,特别涉及一种SAR(SyntheticAperture Radar,合成孔径雷达)数据中RFI(Radio Frequency Interference,射频干扰)抑制方法。
背景技术
工作在低波段的SAR容易受到同一频段的电视网、通信网和其他民用设备所发射电磁信号的干扰,即所谓的RFI。RFI的存在严重影响图像的质量以及判读和解译。随着技术的成熟,SAR系统正从单通道系统向多通道系统发展。多通道SAR系统在提升传感器性能的同时也为RFI抑制提供了更丰富的自由度。目前多通道SAR系统的RFI抑制方法主要基于干扰信号空间导向矢量的相关性。然而,随着干扰源的增多,由空间导向矢量相关性所引入的误差会导致干扰抑制性能的下降。
发明内容
本发明的目的是:提出了一种斜投影滤波的RFI抑制方法,该方法是一种非参数方法,利用RFI空间导向矢量的几何关系,构造斜投影滤波器,在存在多个干扰源的情况下,具有更好的干扰抑制效果,且性能稳健。
本发明技术方案是:一种基于斜投影滤波的SAR射频干扰抑制方法,其特征在于,首先利用MUSIC(Multiple Signal Classification,多重信号分类)算法,估计SAR接收回波信号中RFI的DOA(Direction of Arrival,波达角);
然后根据DOA构建干扰信号的空间导向矢量,并建立相应的RFI子空间和低阶RFI子空间,具体过程是:
设利用MUSIC算法估计到的干扰信号的波达角为θi,1≤i≤I,I为干扰的个数,利用下式计算波达角θi对应的RFI的空间导向矢量d(θi):
其中λi表示波达角θi对应的RFI的中心波长,l为天线相邻阵元间距,M为天线阵元个数。
利用下式表示波达角θi对应的低阶RFI子空间Ai:
Ai=[d(θi)]
利用下式表示波达角θi对应的RFI子空间Bi:
Bi=[d(θ1),…,d(θi-1),d(θi+1),…,d(θI)]
根据上述过程即可完成RFI子空间和低阶RFI子空间的构建。
再构造波达角θi对应的斜投影滤波器Hi:
其中,I表示单位对角矩阵。
利用斜投影滤波器Hi,1≤i≤I对回波信号进行滤波得到RFI,再进行对消处理,即可完成对SAR的RFI抑制。
采用本发明可取得以下技术效果:
本发明提出的基于斜投影滤波的SAR射频干扰抑制方法,通过计算RFI子空间和低阶RFI子空间,充分利用RFI的空间几何关系,避免利用空间导向矢量相关性,构造出斜投影滤波器,通过滤波实现RFI的分离。相比于现有的空域滤波方法,计算过程不再受多个干扰源存在情况下,空间导向矢量相关性所引入误差增大的影响,进而实现更好的干扰抑制效果,实验结果证明性能稳健。
附图说明
图1为本发明提供的SAR射频干扰抑制方法的原理流程图;
图2是仿真实验中使用的点目标的成像结果;
图3是对图2添加射频干扰后点目标的成像结果;
图4为采用传统空域滤波法对图3进行干扰抑制后成像结果;
图5为采用本文发明提供的方法对图3进行干扰抑制后成像结果;
图6是仿真实验中使用的实测数据的成像结果;
图7是对图6添加射频干扰后数据的成像结果;
图8是利用传统空域滤波法对图7进行干扰抑制后的成像结果;
图9是利用本发明提供的方法对图7进行干扰抑制后的成像结果。
具体实施方式
图1为本发明提供的星载SAR射频干扰抑制方法的原理流程图。整个流程可细分为四步:第一步:根据SAR接收回波信号估计出RFI的波达角;第二步:根据RFI的波达角建立RFI子空间和低阶RFI子空间;第三步:利用RFI子空间和低阶RFI子空间构造斜投影滤波器;第四步:对回波进行滤波操作,完成RFI抑制。
图2~图5是进行点目标仿真实验结果。参数设置如下:已知SAR接收回波信号参数为:带宽为60MHz,载频为550MHz,斜视角为0度,波束宽度为1.12度;已知回波信号中存在的RFI参数为:RFI干扰源个数为3,波达角分别为0度、20度和30度,带宽分别为0.4MHz,0.2MHz和4MHz,干信比分别为50dB,60dB和60dB。图2为不存在RFI的情况下,原始点目标回波成像结果,从图像中可以看出,点目标聚焦效果良好。图3是添加射频干扰后回波的成像结果,可以看到点目标已经被干扰信号湮没。图4是采用现有空域滤波法对受到干扰回波进行干扰抑制后的成像结果,从图像中可以看出,干扰聚焦良好,但仍有较多的干扰残留。图5是采用本发明提供的方法对受干扰回波进行干扰抑制后的成像结果,可以看到,点目标聚焦良好,且干扰残留较少。
图6~图9是进行面目标仿真实验的结果。仿真实验选取了一幅无干扰的机载X波段三通道回波实测数据。参数设置如下:已知SAR接收回波信号参数为:带宽=80MHz,载频=550MHz,斜视角=-14.1度,波束宽度=1.5度。仿真实验中在回波实测数据中增加的RFI,RFI的参数为:RFI干扰源个数为2,波达角分别为0度和20度,干信比分别为60dB和65dB。
图6是无干扰原始回波的成像结果。从图中可以看出,图像清晰,对比度高。图7是对回波添加射频干扰后数据的成像结果。从图中可以看出,由于干扰的存在,图像目标信息被覆盖,图像对比度下降。图8是利用现有空域滤波法对受干扰回波进行干扰抑制后的成像结果,干扰抑制后,图像质量得到提升,不过仍有较多干扰残留,细节信息不明显。图9是利用本发明提供的方法对受干扰回波进行干扰抑制后的成像结果,干扰抑制后,图像质量明显提升,细节信息恢复较为明显,图像对比度有明显提高。
以上仿真实验说明了本发明方法可以有效地弥补传统方法在干扰抑制方面的不足,有效提升干扰抑制后的SAR图像质量。
Claims (1)
1.一种基于斜投影滤波的SAR射频干扰抑制方法,SAR是指合成孔径雷达,其特征在于,
首先利用多重信号分类算法,估计SAR接收回波信号中RFI的DOA,其中RFI是指射频干扰,DOA是指波达角;
然后根据DOA构建射频干扰信号的空间导向矢量,并建立相应的RFI子空间和低阶RFI子空间,具体过程是:
设利用多重信号分类算法估计到的干扰信号的波达角为θi,1≤i≤I,I为干扰的个数,利用下式计算波达角θi对应的RFI的空间导向矢量d(θi):
其中λi表示波达角θi对应的RFI的中心波长,l为天线相邻阵元间距,M为天线阵元个数;
利用下式表示波达角θi对应的低阶RFI子空间Ai:
Ai=[d(θi)]
利用下式表示波达角θi对应的RFI子空间Bi:
Bi=[d(θ1),…,d(θi-1),d(θi+1),…,d(θI)];
再利用下式构造波达角θi对应的斜投影滤波器Hi:
其中,I表示单位对角矩阵;
利用斜投影滤波器Hi,对回波信号进行滤波得到RFI,再进行对消处理,完成对SAR的RFI抑制。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610965930.XA CN106501781B (zh) | 2016-11-04 | 2016-11-04 | 基于斜投影滤波的sar射频干扰抑制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610965930.XA CN106501781B (zh) | 2016-11-04 | 2016-11-04 | 基于斜投影滤波的sar射频干扰抑制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106501781A true CN106501781A (zh) | 2017-03-15 |
CN106501781B CN106501781B (zh) | 2019-05-31 |
Family
ID=58322673
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610965930.XA Active CN106501781B (zh) | 2016-11-04 | 2016-11-04 | 基于斜投影滤波的sar射频干扰抑制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106501781B (zh) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105974376A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-09-28 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种sar射频干扰抑制方法 |
-
2016
- 2016-11-04 CN CN201610965930.XA patent/CN106501781B/zh active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105974376A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-09-28 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种sar射频干扰抑制方法 |
Non-Patent Citations (8)
Title |
---|
冯亚俊: ""基于MUSIC算法的DOA估计"", 《黑龙江科技信息》 * |
吴鹏等: ""基于联合滤波的SAR射频干扰抑制方法"", 《雷达科学与技术》 * |
周陬: ""基于空间谱估计的无源测向技术研究"", 《中国博士学位论文全文数据库 信息科技辑》 * |
文春艳等: ""基于斜投影算子的雷达有源压制干扰抑制"", 《攀枝花学院学报》 * |
甘泉等: ""一种基于空域滤波的空间谱估计方法"", 《信号处理》 * |
蒋柏峰等: ""一种基于导向矢量变换的DOA估计预处理方法"", 《电子与信息学报》 * |
郑慧芳等: ""SAR窄带干扰抑制的子带子空间滤波技术研究"", 《电子与信息学报》 * |
高星辉等: ""改进MUSIC算法对信号DOA的估计"", 《系统仿真学报》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106501781B (zh) | 2019-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109407055B (zh) | 基于多径利用的波束形成方法 | |
CN111948619B (zh) | 一种多类型外辐射源照射下目标被动协同探测方法及系统 | |
CN105527610B (zh) | 基于分数阶时延估计的多天线联合优化杂波抑制方法 | |
CN105974376B (zh) | 一种sar射频干扰抑制方法 | |
CN101226236A (zh) | 基于旁瓣约束的天波超视距雷达自适应干扰抑制方法 | |
CN103885041A (zh) | 一种基于认知处理的自适应旁瓣相消方法 | |
CN103969630B (zh) | 一种基于频率响应不变的稳健宽带波束形成方法 | |
Lee et al. | Direction-of-arrival estimation of far-field sources under near-field interferences in passive sonar array | |
CN111273237B (zh) | 基于空域矩阵滤波和干扰对消的强干扰抑制方法 | |
CN106680784A (zh) | 一种自适应波束形成方法 | |
CN107561502A (zh) | 一种便携式高频地波雷达射频干扰抑制方法 | |
CN113433523B (zh) | 一种基于双框架循环rls的汽车雷达干扰抑制方法 | |
CN107589421B (zh) | 一种阵列前视sar成像方法 | |
CN103728594A (zh) | 基于多通道nlms的外辐射源雷达海杂波干扰抑制方法 | |
CN105334435B (zh) | 一种基于任意阵形的自适应局部放电超声监测方法 | |
CN113655478A (zh) | 一种成像方法及装置 | |
CN106019290B (zh) | 加权宽带时反算子分解多目标声成像方法 | |
CN108880586A (zh) | 一种宽带弱信号增强方法与装置 | |
CN109901131B (zh) | 基于斜投影的多径利用相干波束形成方法 | |
CN112630760A (zh) | 多目标条件下的强干扰抑制波束形成器设计方法 | |
CN106501781A (zh) | 基于斜投影滤波的sar射频干扰抑制方法 | |
CN103969647A (zh) | 基于图像域滤波的稀疏阵列建筑布局成像方法 | |
CN104614711A (zh) | 一种基于联合距离维的杂波抑制方法和装置 | |
CN109901132B (zh) | 一种多径利用的自适应相干波束形成方法 | |
CN107589430A (zh) | 基于最小色散方法的ads‑b压制式干扰抑制方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |