[发明专利]一种新型多通道合成孔径雷达空时干扰抑制方法

说明书

本发明公开了一种新型多通道合成孔径雷达（SAR）空时干扰抑制方法，基于一种俯仰维多通道SAR的数学模型，创新性地将二维时域低秩恢复方法与空域自适应波束形成方法结合，构造出一个统一的干扰抑制优化问题模型，并给出了一种基于交替方向乘子法（ADMM）框架的优化问题闭式解。与传统干扰抑制方法相比，经过本发明干扰抑制方法恢复的SAR图像结果具有更低的均方误差以及更高的结构相似性，即本发明具有更有效的干扰抑制能力。

技术领域

本发明属于SAR干扰抑制技术领域，尤其涉及一种基于多通道的SAR空时干扰抑制方法。

背景技术

雷达，作为一种重要的军事监测、民用探测设备，随着电子技术的不断发展与普及，雷达从最早的军事专用到气象检测、地形测绘再到如今的车载雷达、智能家居，雷达对人类生产生活的重要性日渐增长。合成孔径雷达（SAR）作为一种全天候、全天时、高分辨率的对地观测手段已经取得了飞跃式的进展，在灾害监测、环境监测、海洋观测、资源勘察、灾害预警、农作物估产、森林调查、地形测绘和战场侦察等领域的应用上具有独特的优势，可发挥可见光、红外等其他对地观测手段难以发挥的作用，越来越受到世界各国的重视。

合成孔径雷达以设计好的脉冲重复频率发射、接收电磁波，借助平台的运动对一段时间内在不同位置接收的回波数据作成像处理。该技术借助运动平台将一系列天线孔径合成，形成极大的天线孔径，本质上是利用时间资源、空间资源换取高分辨率。阵列信号处理技术的发展，为高分宽幅SAR成像系统的实现带来了可能，通过多通道技术能够实现更高的扫描幅宽和更优秀的分辨率。

然而当前的SAR系统面对的一大挑战是越来越不可忽视的射频干扰，无论是民用设备的无意干扰还是军事设备的有意干扰，都对SAR系统产生了影响，因此干扰抑制技术受到了越来越多的关注。传统的SAR干扰抑制技术主要可以分为非参数化方法、参数化方法以及半参数化方法，非参数化方法较容易实现且计算复杂度相对较低，但是由于忽略了部分有用信息，因此不能取得最佳性能；参数化方法同时考虑信号的幅度信息和相位信息，计算复杂度较高，性能较优，但是在处理时仍会损失一定的性能；半参数化方法将干扰抑制问题转化为凸优化问题，在抑制干扰的同时保护真实回波，尽管计算复杂度非常高，但是能取得非常好的性能。

发明内容

本发明目的在于针对当前高分宽幅SAR成像系统容易受到强射频干扰的影响的问题，利用本发明提出的方法解决多通道SAR系统的干扰抑制问题。本发明能够自适应地处理SAR系统的原始数据，有效地抑制干扰信号。

为解决上述问题，本发明的具体技术方案如下：一种新型多通道合成孔径雷达空时干扰抑制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：输入带干扰的多通道SAR回波信号：

步骤2：构造空时干扰抑制凸优化问题模型；

步骤3：利用ADMM框架轮流优化各变量；

步骤4：判断是否满足收敛条件或到达最大迭代次数，如果是，进行步骤5，如果否，重复步骤3；

步骤5：得到抑制干扰后的SAR回波信号用于后续成像。

该方法能够自适应地从原始SAR信号中抑制干扰信号，从而恢复出真实的SAR成像结果，其具体实施步骤如下：

步骤1、读取具有俯仰维多通道波束形成能力的SAR系统对地面进行扫描成像的回波信号，其中发射信号为线性调频连续波，回波信号中存在强射频干扰。

步骤2、根据实际环境与SAR系统参数，将二维低秩恢复方法与空域自适应波束形成方法结合，同时引入辅助变量，将干扰抑制问题构造为统一的优化问题，其形式如下所示

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