CN113311431B - 基于单通道sar单次成像的欺骗干扰抑制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制方法及系统，所述方法包括：获取真实SAR场景回波和欺骗干扰的混合数据；对所述混合数据进行距离多普勒成像处理，得到二维成像数据矩阵；对所述二维成像数据矩阵进行分离重构，得到重构结果，并根据所述重构结果得到真实目标图像。本发明通过对所述混合数据进行距离多普勒成像处理，可以获取到旁瓣信息，通过对所述二维成像数据矩阵进行分离重构得到真实目标图像，可在单通道SAR系统上实现，无需对数据进行多次数据截取，数据量低，系统复杂度低，处理效率高。
Description
技术领域
本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及的是基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制方法及系统。
背景技术
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有全天候、全天时、远距离和高分辨率的优点。而针对SAR的欺骗干扰可在截获SAR信号的中心频率、调频率、带宽等关键参数的基础上，通过模拟目标回波，生成具有高逼真度和强欺骗性的虚假目标信号，对SAR系统进行干扰；这种干扰使得SAR系统不能得到真实场景图像，从而影响后续的目标发现和识别，具有极大的威胁性，因此，需要研制相应的方法和系统来应对针对SAR的欺骗干扰，保证SAR的远程探测能力；而现有的欺骗干扰抑制方法要么计算复杂度高要么系统结构复杂。
因此，现有技术还有待改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制方法，旨在解决现有技术中欺骗干扰抑制方法要么计算复杂度高要么系统结构复杂的问题。
本发明解决问题所采用的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供一种基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制方法，其中，所述方法包括：
获取真实SAR场景回波和欺骗干扰的混合数据；
对所述混合数据进行距离多普勒成像处理，得到二维成像数据矩阵；
对所述二维成像数据矩阵进行分离重构，得到重构结果，并根据所述重构结果得到真实目标图像。
在一种实现方式中，其中，所述对所述混合数据进行距离多普勒成像处理，得到二维成像数据矩阵包括：
对所述混合数据进行距离压缩，得到初始数据矩阵；
将所述初始数据矩阵进行距离徙动校正，得到中间数据矩阵；
将所述中间数据矩阵进行方位压缩，得到二维成像数据矩阵。
在一种实现方式中，其中，所述对所述二维成像数据矩阵进行分离重构，得到重构结果，并根据所述重构结果得到真实目标图像包括：
根据所述二维成像数据矩阵，确定与所述二维成像数据矩阵对应的若干局部峰值；
根据每一个所述局部峰值，生成每一个所述局部峰值所对应的观测表征向量系数；
根据每一个所述观测表征向量系数，生成与每一个所述局部峰值对应的成像模型；
根据每一个所述成像模型，得到每一个所述成像模型所对应的一维方位像；
根据每一个所述成像模型所对应的一维方位像，得到一维方位像集合；
根据所述一维方位像集合，得到重构结果；
根据所述重构结果，得到真实目标图像。
在一种实现方式中，其中，所述二维成像数据矩阵包含距离单元和方位单元；所述根据所述二维成像数据矩阵，确定与所述二维成像数据矩阵对应的若干局部峰值包括：
对所述二维成像数据矩阵中的每一个方位单元进行求和，得到与所述距离单元对应的和值；
根据每一个所述和值，得到和值集合；
根据所述和值集合，得到与所述二维成像数据矩阵对应的若干局部峰值。
在一种实现方式中，其中，所述观测表征向量系数包括方位单元真实目标成像单位冲击响应系数和方位单元虚假目标成像单位冲击响应系数；所述根据每一个所述局部峰值，生成每一个所述局部峰值所对应的观测表征向量系数包括：
根据每一个所述局部峰值，确定与每一个所述局部峰值对应的距离单元；
根据每一个所述距离单元，得到方位单元真实目标成像单位冲击响应系数和方位单元虚假目标成像单位冲击响应系数，其中，所述方位单元真实目标成像单位冲击响应系数具体为：
所述方位单元虚假目标成像单位冲击响应系数具体为：
其中，τl表示第l个方位单元目标点的方位向延时，T为合成孔径时间，Rn表示第n个距离单元到雷达的距离，γ为多普勒调频率，fdc为多普勒中心，λ为雷达信号的波长，y为方位单元。
在一种实现方式中，其中，所述根据每一个所述观测表征向量系数，生成与每一个所述局部峰值对应的成像模型包括：
获取所述距离单元对应的一维方位像数据，并将所述一维方位像数据进行转置处理，得到观测数据；
根据每一个所述观测表征向量系数，所述真实目标点散射系数和所述虚假目标点散射系数，生成与所述局部峰值对应的成像模型，其中，所述成像模型具体为：
其中，pl、ql分别表示第l个方位单元上待求解的真实目标点散射系数与虚假目标点散射系数，zn为观测数据。
在一种实现方式中，其中，所述根据所述成像模型，得到一维方位像包括：
对所述成像模型进行最小化问题求解，得到真实目标点散射系数和虚假目标点散射系数；
将更新后的所述真实目标点散射系数和更新后的所述虚假目标点散射系数赋值到所述目标图像矩阵对应的各个方位单元，得到一维方位像。
第二方面，本发明实施例还提供基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制系统，其中，所述系统包括：
混合数据获取模块，用于获取真实SAR场景回波和欺骗干扰的混合数据；
二维成像数据矩阵获取模块，用于对所述混合数据进行距离多普勒成像处理，得到二维成像数据矩阵；
真实目标图像获取模块，用于对所述二维成像数据矩阵进行分离重构，得到重构结果，并根据所述重构结果得到真实目标图像。
第三方面，本发明实施例还提供一种智能终端，包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于执行如上述任意一项所述的基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制方法。
第四方面，本发明实施例还提供一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行如上述中任意一项所述的基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制方法。
本发明的有益效果：本发明实施例首先获取真实SAR场景回波和欺骗干扰的混合数据；然后对所述混合数据进行距离多普勒成像处理，得到二维成像数据矩阵；最后对所述二维成像数据矩阵进行分离重构，得到重构结果，并根据所述重构结果得到真实目标图像；可见，本发明实施例中通过对所述混合数据进行不加窗的距离多普勒成像处理，可以获取到旁瓣信息，通过对所述二维成像数据矩阵进行分离重构得到真实目标图像，可在单通道SAR系统上实现，无需对数据进行多次数据截取和多次成像处理，数据量低，系统复杂度低，处理效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制方法流程示意图。
图2为本发明实施例提供的存在欺骗干扰的成像结果。
图3为本发明实施例提供的欺骗干扰分离后的真实目标成像结果。
图4为本发明实施例提供的欺骗干扰分离后的虚假目标成像结果。
图5为本发明实施例提供的基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制系统的原理框图。
图6为本发明实施例提供的智能终端的内部结构原理框图。
具体实施方式
本发明公开了基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制方法及系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
由于现有技术中，欺骗干扰抑制方法要么计算复杂度高要么系统结构复杂。例如：Wang Wenjing等在“An antideceptive jamming method for multistatic syntheticaperture radar based on collaborative localization and spatial suppression”(IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and RemoteSensing,vol.13,pp.2757–2768,2020)中利用多基SAR，采用最大化稳定扩展区域法和欧氏距离法，对SAR图像中的虚假目标进行检测和识别，并采用最小方差无失真响应波束形成和图像拼接方法来抑制干扰。该方法具有一定的欺骗干扰抑制效果，但是该方法的系统复杂度较高，并且需要多基雷达支撑，系统的实施和维护成本较高。
Soumekh Mehrdad在“SAR-ECCM using phase-perturbed LFM chirp signalsand DRFM repeat jammer penalization”(IEEE Transactions on Aerospace andElectronic Systems,vol.42,no.1,pp.191-205,2006)中利用相位扰动的方法来对抗欺骗干扰。该方法虽然能够在一定程度上降低欺骗干扰的影响，但该方法在发射端需要对发射信号进行相位编码、在接收端需要对接收信号进行相位解码，系统结构相对复杂；并且，随着干扰机实时性能的提高，这一方法的有效性将减弱。
为了解决现有技术的问题，本实施例提供了基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制方法，通过对所述混合数据进行不加窗的距离多普勒成像处理，可以获取到旁瓣信息，通过对所述二维成像数据矩阵进行分离重构得到真实目标图像，可在单通道SAR系统上实现，无需对数据进行多次数据截取和多次成像处理，数据量低，系统复杂度低，处理效率高。具体实施时，首先获取真实SAR场景回波和欺骗干扰的混合数据；然后对所述混合数据进行距离多普勒成像处理，得到二维成像数据矩阵；最后对所述二维成像数据矩阵进行分离重构，得到重构结果，并根据所述重构结果得到真实目标图像。
示例性方法
本实施例提供基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制方法，该方法可以应用于信号处理的智能终端。具体如图1所示，所述方法包括：
步骤S100、获取真实SAR场景回波和欺骗干扰的混合数据；
欺骗干扰机根据预先设计好的虚假场景，对截获的合成孔径雷达(SAR)信号进行延时与相位调制，从而在SAR成像结果中形成逼真的虚假目标。因此，当SAR接收回波时，会获取到真实SAR场景回波和欺骗干扰机发送的欺骗干扰数据的混合数据，为了后续能得到真实SAR场景回波，故需要对上述混合数据进行相应的处理。
得到真实SAR场景回波和欺骗干扰的混合数据后，就可以执行如图1所示的如下步骤：S200、对所述混合数据进行距离多普勒成像处理，得到二维成像数据矩阵；
具体地，现有技术采用的是对混合数据进行加时间窗或者频率窗的方式进行距离多普勒成像处理，通常在成像过程中会对信号进行加窗，来降低旁瓣影响，最终获得成像场景的二维高分辨率成像数据矩阵，本发明实施例采用不加窗的方式(不加时间窗或者频率窗)，在SAR成像中，经过压缩的信号具有旁瓣，而这些旁瓣会埋没附近较小目标的主信号，降低图像的分辨能力，本发明实施例相应利用到旁瓣信息，所有不进行加窗处理。在另一种实现方式中，成像算法还可以采用CS算法、波数域算法和谱分析算法。相应的，所述对所述混合数据进行不加窗的距离多普勒成像处理，得到二维成像数据矩阵包括如下步骤：
步骤S201、对所述混合数据进行距离压缩，得到初始数据矩阵；
步骤S202、将所述初始数据矩阵进行距离徙动校正，得到中间数据矩阵；
步骤S203、将所述中间数据矩阵进行方位压缩，得到二维成像数据矩阵。
具体地，对所述混合数据进行距离压缩，得到初始数据矩阵；其中，所述距离压缩可采用匹配滤波或去调频的方式。假设回波信号为e(t)，参考信号为r(t)，采用匹配滤波进行压缩的方式为e(t)*r(t)，其中*为卷积操作；采用去调频压缩的方式为F(e(t)r(t))，其中F(g)为傅里叶变换操作。然后将所述初始数据进行距离徙动校正，得到中间数据矩阵。在本实施例中，距离徙动校正是将同一目标点的回波信号置于同一个距离单元内。最后将所述中间数据矩阵进行方位压缩，得到二维成像数据矩阵。方位压缩与距离压缩方式类似，可采用匹配滤波或去调频的方式。
得到二维成像数据矩阵后，就可以执行如图1所示的如下步骤：S300、对所述二维成像数据矩阵进行分离重构，得到重构结果，并根据所述重构结果得到真实目标图像。
具体地，为了实现对SAR成像场景中散布的虚假目标进行辨识，实现成像信息的快速甄别，考虑到真实目标与虚假目标位置重合的应用场景，对所述二维成像数据矩阵进行分离重构，得到重构结果，并根据所述重构结果得到真实目标图像。相应的，所述对所述二维成像数据矩阵进行分离重构，得到重构结果，并根据所述重构结果得到真实目标图像包括如下步骤：
S301、根据所述二维成像数据矩阵，确定与所述二维成像数据矩阵对应的若干局部峰值；
S302、根据每一个所述局部峰值，生成每一个所述局部峰值所对应的观测表征向量系数；
S303、根据每一个所述观测表征向量系数，生成与每一个所述局部峰值对应的成像模型；
S304、根据每一个所述成像模型，得到每一个所述成像模型所对应的一维方位像；
S305、根据每一个所述成像模型所对应的一维方位像，得到一维方位像集合；
S306、根据所述一维方位像集合，得到重构结果；
S307、根据所述重构结果，得到真实目标图像。
具体地，在步骤S301中，所述二维成像数据矩阵包含距离单元和方位单元；所述根据所述二维成像数据矩阵，确定与所述二维成像数据矩阵对应的若干局部峰值包括如下步骤：针对所述二维成像数据矩阵中的每一个距离单元，对所述二维成像数据矩阵中的每一个方位单元进行求和，得到与所述距离单元对应的和值；根据每一个所述和值，得到和值集合；根据所述和值集合，得到与所述二维成像数据矩阵对应的若干局部峰值。
在本实施例中，二维成像数据矩阵I(x,y)的局部峰值位置求解如下：其中，I(x,y)是一个K×L维的复矩阵，列方向表示距离维，行方向表示方位维，x为距离单元，也即距离向分辨单元，y为方位单元，也即方位向分辨单元。先针对所述二维成像数据矩阵中的每一个距离单元，对所述二维成像数据矩阵中的方位单元进行求和，得到与所述距离单元对应的和值；将I(x,y)中的每一行，也即每一个距离单元中的所有的方位单元(列方向)进行相加，得到和值，再根据若干所述和值，得到与所述二维成像数据矩阵对应的若干局部峰值。例如，求解每一个和值的绝对值，当所述和值的绝对值比前一个和值的绝对值大，并且，所述和值的绝对值比后一个和值的绝对值大时，所述和值的位置即为局部峰值位置，最后得到具有局部峰值的距离单元的个数为N。也就是说，得到与所述二维成像数据矩阵对应的若干局部峰值后，就得到若干局部峰值的位置，也得到局部峰值的个数。得到与所述二维成像数据矩阵对应的若干局部峰值后，然后针对若干所述局部峰值中的每一个局部峰值，根据所述局部峰值，生成观测表征向量系数；所述观测表征向量系数包括方位单元真实目标成像单位冲击响应系数和方位单元虚假目标成像单位冲击响应系数；相应的，所述根据每一个所述局部峰值，生成每一个所述局部峰值所对应的观测表征向量系数包括如下步骤：根据每一个所述局部峰值，确定与每一个所述局部峰值对应的距离单元；根据每一个所述距离单元，得到方位单元真实目标成像单位冲击响应系数和方位单元虚假目标成像单位冲击响应系数，其中，所述方位单元真实目标成像单位冲击响应系数具体为：
所述方位单元虚假目标成像单位冲击响应系数具体为：
其中，τl表示第l个方位单元目标点的方位向延时，T为合成孔径时间，Rn表示第n个距离单元到雷达的距离，γ为多普勒调频率，fdc为多普勒中心，λ为雷达信号的波长，y为方位单元。得到观测表征向量系数后，根据每一个所述观测表征向量系数，生成与每一个所述局部峰值对应的成像模型；相应的，所述根据每一个所述观测表征向量系数，生成与每一个所述局部峰值对应的成像模型包括如下步骤：获取所述距离单元对应的一维方位像数据，并将所述一维方位像数据进行转置处理，得到观测数据；根据每一个所述观测表征向量系数，所述真实目标点散射系数和所述虚假目标点散射系数，生成与所述局部峰值对应的成像模型，其中，所述成像模型具体为：
其中，pl、ql分别表示第l个方位单元上待求解的真实目标点散射系数与虚假目标点散射系数，zn为观测数据。得到成像模型后，根据所述成像模型，得到一维方位像；相应的，所述根据所述成像模型，得到一维方位像包括如下步骤：对所述成像模型进行最小化问题求解，得到真实目标点散射系数和虚假目标点散射系数；将更新后的所述真实目标点散射系数和更新后的所述虚假目标点散射系数赋值到所述单位矩阵对应的各个方位单元，得到一维方位像。
在本实施例中，先对所述成像模型进行最小化问题求解后，得到真实目标点散射系数和虚假目标点散射系数；例如：求解最小化问题的公式如下：
其中δ为重构误差上限，取值为0.01。利用CVX工具包(或其他优化求解方法)对该最小化问题进行求解，得到分离的真实目标点散射系数pl与虚假目标点散射系数ql，将pl和ql分别赋值到真实和虚假目标每一个距离单元的一维像中第l个元素；这样就得到了一个距离单元的一维方位像。假设具有距离峰值的距离单元个数为N，对于每一个距离峰值都进行上述针对若干所述局部峰值中的每一个局部峰值，根据所述局部峰值，生成观测表征向量系数；根据所述观测表征向量系数，生成与所述局部峰值对应的成像模型；根据所述成像模型，得到一维方位像的步骤，就能得到若干个一维方位像，也就完成了对N个距离单元的分别重构。最后根据若干所述一维方位像，得到与所述二维成像数据矩阵对应的真实目标图像。例如，对N个距离单元分别完成重构后，得到重构后的真实目标图像与虚假目标图像。本发明实施例根据干扰和真实目标回波信号特征，构造成像模型，设计线性观测矩阵，并通过稀疏优化求解，对真实目标和虚假目标进行分离和重构。
本发明的效果可以通过以下的仿真实验进一步说明，仿真时采用MATLAB软件进行仿真。仿真数据的参数如下：仿真目标由5×5的散射点阵构成，其中真实目标排列成“T”形，虚假目标排列成“F”形。图2所示为存在欺骗干扰的成像结果，图3所示为欺骗干扰分离后的真实目标成像结果，图4所示为欺骗干扰分离后的虚假目标成像结果。
示例性设备
如图5中所示，本发明实施例提供基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制系统，该系统包括混合数据获取模块401，二维成像数据矩阵获取模块402和真实目标图像获取模块403，其中：
混合数据获取模块401，用于获取真实SAR场景回波和欺骗干扰的混合数据；
二维成像数据矩阵获取模块402，用于对所述混合数据进行距离多普勒成像处理，得到二维成像数据矩阵；
真实目标图像获取模块403，用于对所述二维成像数据矩阵进行分离重构，得到重构结果，并根据所述重构结果得到真实目标图像。
基于上述实施例，本发明还提供了一种智能终端，其原理框图可以如图6所示。该智能终端包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏、温度传感器。其中，该智能终端的处理器用于提供计算和控制能力。该智能终端的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该智能终端的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制方法。该智能终端的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该智能终端的温度传感器是预先在智能终端内部设置，用于检测内部设备的运行温度。
本领域技术人员可以理解，图6中的原理图，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的智能终端的限定，具体的智能终端可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种智能终端，包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于进行以下操作的指令：获取真实SAR场景回波和欺骗干扰的混合数据；
对所述混合数据进行距离多普勒成像处理，得到二维成像数据矩阵；
对所述二维成像数据矩阵进行分离重构，得到重构结果，并根据所述重构结果得到真实目标图像。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
综上所述，本发明公开了基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制方法及系统，所述方法包括：获取真实SAR场景回波和欺骗干扰的混合数据；对所述混合数据进行距离多普勒成像处理，得到二维成像数据矩阵；对所述二维成像数据矩阵进行分离重构，得到重构结果，并根据所述重构结果得到真实目标图像。本发明通过对所述混合数据进行距离多普勒成像处理，可以获取到旁瓣信息，通过对所述二维成像数据矩阵进行分离重构得到真实目标图像，可在单通道SAR系统上实现，无需对数据进行多次数据截取，数据量低，系统复杂度低，处理效率高。本发明因此能产生如下技术效果：具有较低的实施代价，可在简单的单通道SAR系统上，根据不同方位位置处的真实目标点与虚假目标点的方位维成像单位冲击响应系数差异特征，构建欺骗干扰分离问题的目标函数并进行优化求解，从而实现了单通道SAR成像中的欺骗干扰目标和真实目标的分离与重构，提高了传统单通道宽带成像雷达对抗欺骗干扰的能力。与以往方法相比，本发明可直接基于传统单通道SAR图像对真实目标图像和欺骗干扰目标图像数据进行分离和重构，既避免了多通道的高昂开销，又避免了对回波数据多次成像的复杂预处理，可在单通道单次成像的极低系统复杂度和实施成本下，实现快速有效的干扰抑制。并且，与An antideceptive jamming method for multistaticsynthetic aperture radar based on collaborative localization and spatialsuppression这篇文献相比，本发明实施例可在单通道SAR系统上应用，与SAR-ECCM usingphase-perturbed LFM chirp signals and DRFM repeat jammer penalization这篇文献相比，本发明无需对信号进行相位编码和解码。与《雷达学报》中的《单通道SAR抗欺骗干扰方法》，刘宁等相比，本发明实施例不需要对数据进行多次动态孔径的截取和成像，仅进行单次成像即可完成欺骗干扰的分离和重构，数据量低，系统复杂度低，处理效率高。而《单通道SAR抗欺骗干扰方法》需要对数据进行多次数据截取，而且每次数据截取都需要成像，数据量、系统复杂度、处理时长都远高于本发明实施例。并且在原理上的根本区别：本发明实施例基于相位差异进行处理，《单通道SAR抗欺骗干扰方法》是基于幅度差异进行处理。
基于上述实施例，本发明公开了基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制方法，应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取真实SAR场景回波和欺骗干扰的混合数据；
对所述混合数据进行距离多普勒成像处理，得到二维成像数据矩阵；
对所述二维成像数据矩阵进行分离重构，得到重构结果，并根据所述重构结果得到真实目标图像；
所述对所述二维成像数据矩阵进行分离重构，得到重构结果，并根据所述重构结果得到真实目标图像包括：
根据所述二维成像数据矩阵，确定与所述二维成像数据矩阵对应的若干局部峰值；
根据每一个所述局部峰值，生成每一个所述局部峰值所对应的观测表征向量系数；
根据每一个所述观测表征向量系数，生成与每一个所述局部峰值对应的成像模型；
根据每一个所述成像模型，得到每一个所述成像模型所对应的一维方位像；
根据每一个所述成像模型所对应的一维方位像，得到一维方位像集合；
根据所述一维方位像集合，得到重构结果；
根据所述重构结果，得到真实目标图像；
所述二维成像数据矩阵包含距离单元和方位单元；所述根据所述二维成像数据矩阵，确定与所述二维成像数据矩阵对应的若干局部峰值包括：
对所述二维成像数据矩阵中的每一个方位单元进行求和，得到与所述距离单元对应的和值；
根据每一个所述和值，得到和值集合；
根据所述和值集合，得到与所述二维成像数据矩阵对应的若干局部峰值；
所述观测表征向量系数包括方位单元真实目标成像单位冲击响应系数和方位单元虚假目标成像单位冲击响应系数；所述根据每一个所述局部峰值，生成每一个所述局部峰值所对应的观测表征向量系数包括：
根据每一个所述局部峰值，确定与每一个所述局部峰值对应的距离单元；
根据每一个所述距离单元，得到方位单元真实目标成像单位冲击响应系数和方位单元虚假目标成像单位冲击响应系数，其中，所述方位单元真实目标成像单位冲击响应系数具体为：
所述方位单元虚假目标成像单位冲击响应系数具体为：
其中，表示第l个方位单元目标点的方位向延时，/>为合成孔径时间，/>表示第/>个距离单元到雷达的距离，/>为多普勒调频率，/>为多普勒中心，/>为雷达信号的波长，y为方位单元。
2.根据权利要求1所述的基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制方法，其特征在于，所述对所述混合数据进行距离多普勒成像处理，得到二维成像数据矩阵包括：
对所述混合数据进行距离压缩，得到初始数据矩阵；
将所述初始数据矩阵进行距离徙动校正，得到中间数据矩阵；
将所述中间数据矩阵进行方位压缩，得到二维成像数据矩阵。
3.根据权利要求1所述的基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制方法，其特征在于，所述根据每一个所述观测表征向量系数，生成与每一个所述局部峰值对应的成像模型包括：
获取所述距离单元对应的一维方位像数据，并将所述一维方位像数据进行转置处理，得到观测数据；
根据每一个所述观测表征向量系数，真实目标点散射系数和虚假目标点散射系数，生成与所述局部峰值对应的成像模型，其中，所述成像模型具体为：
其中，、/>分别表示第l个方位单元上待求解的真实目标点散射系数与虚假目标点散射系数，/>为观测数据。
4.根据权利要求3所述的基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制方法，其特征在于，所述根据所述成像模型，得到一维方位像包括：
对所述成像模型进行最小化问题求解，得到真实目标点散射系数和虚假目标点散射系数；
将更新后的所述真实目标点散射系数和更新后的所述虚假目标点散射系数赋值到目标图像矩阵对应的各个方位单元，得到一维方位像。
5.一种基于单通道SAR单次成像的欺骗干扰抑制系统，其特征在于，所述系统包括：
混合数据获取模块，用于获取真实SAR场景回波和欺骗干扰的混合数据；
二维成像数据矩阵获取模块，用于对所述混合数据进行距离多普勒成像处理，得到二维成像数据矩阵；
真实目标图像获取模块，用于对所述二维成像数据矩阵进行分离重构，得到重构结果,并根据所述重构结果得到真实目标图像；
所述真实目标图像获取模块，用于：
根据所述二维成像数据矩阵，确定与所述二维成像数据矩阵对应的若干局部峰值；
根据每一个所述局部峰值，生成每一个所述局部峰值所对应的观测表征向量系数；
根据每一个所述观测表征向量系数，生成与每一个所述局部峰值对应的成像模型；
根据每一个所述成像模型，得到每一个所述成像模型所对应的一维方位像；
根据每一个所述成像模型所对应的一维方位像，得到一维方位像集合；
根据所述一维方位像集合，得到重构结果；
根据所述重构结果，得到真实目标图像；
所述二维成像数据矩阵包含距离单元和方位单元；所述根据所述二维成像数据矩阵，确定与所述二维成像数据矩阵对应的若干局部峰值包括：
对所述二维成像数据矩阵中的每一个方位单元进行求和，得到与所述距离单元对应的和值；
根据每一个所述和值，得到和值集合；
根据所述和值集合，得到与所述二维成像数据矩阵对应的若干局部峰值；
所述观测表征向量系数包括方位单元真实目标成像单位冲击响应系数和方位单元虚假目标成像单位冲击响应系数；所述根据每一个所述局部峰值，生成每一个所述局部峰值所对应的观测表征向量系数包括：
根据每一个所述局部峰值，确定与每一个所述局部峰值对应的距离单元；
根据每一个所述距离单元，得到方位单元真实目标成像单位冲击响应系数和方位单元虚假目标成像单位冲击响应系数，其中，所述方位单元真实目标成像单位冲击响应系数具体为：
所述方位单元虚假目标成像单位冲击响应系数具体为：
其中，表示第l个方位单元目标点的方位向延时，/>为合成孔径时间，/>表示第/>个距离单元到雷达的距离，/>为多普勒调频率，/>为多普勒中心，/>为雷达信号的波长，y为方位单元。
6.一种智能终端，其特征在于，包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于执行如权利要求1-4中任意一项所述的方法。
7.一种非临时性计算机可读存储介质，其特征在于，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行如权利要求1-4中任意一项所述的方法。
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| CN113311431A (zh) | 2021-08-27 |
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