[发明专利]一种压缩感知合成孔径雷达射频干扰抑制处理方法

说明书

技术领域

本发明属于目标检测领域，特别涉及一种压缩感知合成孔径雷达射频干扰处理方法。

背景技术

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）具有全天时、全天候工作能力，已成为军事侦察和民用遥感的重要传感器之一。射频干扰（Radio Frequency Interference,RFI）是低频波段（HF/UHF/L）SAR系统面临的主要干扰源，常见的RFI包括各类无线广播、电视和地面通信信号等。强的RFI信号会严重影响SAR成像的质量，恶化对弱小目标的探测和识别性能，甚至会遮盖真实成像场景。因此对RFI信号的抑制是低频波段SAR成像处理的一个重要组成部分，常用典型的RFI抑制方法基本可分为参数化方法和非参数化方法两类。近年来提出的压缩感知（Compressive Sensing,CS）理论表明，当信号具有稀疏特性时，可以利用严重欠采样的数据实现信号的准确或者近似重构。由于CS技术可以有效减少数据采样时间、降低数据量以及节省信号带宽，因此在SAR成像领域得到了广泛的研究和应用。对于采用CS技术的低频段SAR系统，RFI的存在会破坏成像场景散射系数具有稀疏性的先验条件，使得后续的成像处理无法正确完成。这是由于实际RFI未知，因此包含RFI分量的SAR回波信号对事先依据系统参数所构造的稀疏基矩阵而言不再具有稀疏特性。同时，由于对回波应用了压缩采样，基于Nyquist采样信号模型的已有RFI抑制算法也无法应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对压缩感知技术SAR成像中，RFI的存在会破坏场景稀疏的先验条件，使得后续的成像处理无法正确完成的问题，提出了一种压缩感知合成孔径雷达射频干扰抑制处理方法。该方法基于RFI频谱的稀疏特性建立压缩感知模型，采用贪婪算法结合最小描述长度（Minimum Description Length，MDL）准则估计RFI分量的稀疏度；然后估计RFI信号分量并在时域直接滤除，实现了对射频干扰的有效抑制。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种压缩感知合成孔径雷达射频干扰抑制处理方法，其实现步骤如下：首先对压缩采样后的回波数据，采用贪婪算法估计具有稀疏特征的RFI频谱，并采用最小描述长度准则确定出RFI分量的稀疏度；然后估计RFI信号分量并在时域直接滤除；最后应用常规的压缩感知SAR重构算法实现成像处理。具体包括以下步骤：

步骤（1）、基于RFI分量在频域明显的稀疏特征，建立RFI信号的压缩感知模型；

步骤（2）、采用贪婪算法结合最小描述长度估计出RFI分量的稀疏度；

步骤（3）、对每个脉冲的回波信号，估计RFI信号分量并在时域直接滤除；

步骤（4）、应用常规的压缩感知SAR重构算法实现成像处理。

所述步骤（1）中的基于RFI分量在频域明显的稀疏特征，建立RFI信号的压缩感知模型为：

y=As_r+z

其中，

y＝[y(τ₁)y(τ₂)…y(τ_M)]^T为时域非均匀随机采样获取的回波观测数据，τ_m为不等间隔的随机采样时刻。

M×N（M＜N）维CS矩阵为：

fn=(n-1)·FsN]]>