[发明专利]低频合成孔径雷达图像对比相消射频干扰抑制方法

说明书

本发明提供了一种低频合成孔径雷达图像对比相消射频干扰抑制方法，包括三个步骤：(1)基于雷达时频域回波的距离谱均衡和SAR成像，获得图像(2)基于自适应滤波的脉内RFI抑制和SAR成像，获得图像(3)将图像和的像素点的幅度值进行逐点比较，消除残余RFI，得到图像I_o(t_m,t_f)，该图像即为采用图像对比相消法抑制了残余RFI的SAR图像。本发明利用谱均衡法对RFI抑制性能稳健的特点，结合自适应NLMS滤波法，实现RFI抑制性能上的互补，并且生成的图像无需进行配准，目标的位置不存在误差，能够直接在图像域进行逐点比较，消除残余RFI，运算量小，实时性强，易于工程实现。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，特别涉及一种低频合成孔径雷达图像对比相消射频干扰抑制方法。

背景技术

低频SAR(Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达)指雷达工作频率位于VHF(Very High Frequency甚高频)/UHF(Ultra High Frequency超高频)频段的SAR，由于该频段存在大量通信、广播、电视信号源，雷达图像会受到具有窄带特性、时变性和空变性的RFI(Radio Frequency Interference，射频干扰)影响。实验表明，RFI会严重影响SAR图像的质量和后续应用。

目前，低频SAR应用RFI抑制方法主要是为了提高SAR成像质量，并以SAR成像质量评价抑制性能。其需要考虑的主要因素是单通道能量较强RFI信号的幅度抑制。根据RFI信号频率是否已知，RFI抑制方法可以分成两类。一是非参数法，典型方法为谱均衡法，基于多个脉冲周期内雷达回波信号的平均幅度谱提取较强RFI的幅度和频率，然后构造距离频域的谱均衡器去除干扰，该类方法的图像信杂比较高，但是难以抑制时变RFI，会在图像上留下残余的杂波；二是参数化方法，通过估计单个脉冲周期内RFI信号的频率、相位和幅度参数重建窄带RFI，然后从雷达回波信号中减去干扰信号，该类方法能够抑制时变RFI，但是由于信噪比对参数估计精度的限制，RFI抑制后的成像结果会在距离时域产生较高的旁瓣，掩盖图像中的弱目标。因此目前在工程中，仍无法同时实现时变RFI抑制和改善成像后目标旁瓣性能。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种低频合成孔径雷达(SAR)图像对比相消射频干扰(RFI)抑制方法，解决低频SAR成像中对时变RFI抑制的问题，改善图像的质量。

本发明包括如下步骤：

第一步，基于雷达时频域回波的距离谱均衡和SAR成像。

将接收的方位时域距离时域回波R(t_m,t_f)进行傅立叶变换，得到方位时域距离频域回波R(t_m,f_r)，其中t_m表示方位向慢时间，t_f表示距离向快时间，f_r表示距离频率。为了叙述的简明，后文将方位时域距离时域简称为时域，将方位时域距离频域简称为时频域，将方位频域距离频域简称为频域。若无特殊说明，各步骤均对复数回波数据进行操作。具体包括：

步骤1.1：计算平均幅度谱

取连续的N条时域回波R_i(t_m,t_f)，其中i＝1,2,…N，对每条时域回波沿距离时域进行傅立叶变换，得到N条时频域回波R_i(t_m,f_r)，求得平均幅度谱

步骤1.2：谱均衡RFI抑制