[发明专利]一种基于多通道的SAR地形散射干扰抑制方法

权利要求书

1.一种基于多通道的SAR地形散射干扰抑制方法，其特征在于具体步骤为：

第一步 搭建固定滤波器结构的地形散射干扰滤波处理系统

固定滤波器结构的地形散射干扰滤波处理系统，包括：通道数据FFT模块、固定结构的地形散射干扰滤波模块、通道数据IFFT处理模块、地形散射干扰协方差矩阵估计模块、加权计算模块和SAR成像处理模块；

第二步 通道数据FFT处理模块进行FFT处理

通道数据FFT处理模块将N通道数据x_n,n＝1,...,N分别进行FFT，变换至频域；X_n为变换至频域的数据表示；

X_n＝FFT(x_n)

第三步 固定结构的地形散射干扰滤波模块基于SAR成像特点构建地形散射干扰滤波器F(f)并进行滤波，将变换至频域的各通道数据X_n与该地形散射干扰滤波器相乘，实现滤波处理，输出滤波后的通道数据Y_n；

第四步 通道数据IFFT处理模块进行IFFT处理

通道数据IFFT处理模块将滤波后的通道数据Y_n分别进行IFFT，由频域变换至时域；

y_n＝IFFT(Y_n)

第五步 地形散射干扰协方差矩阵估计模块根据滤波后通道数据估计地形散射干扰协方差矩阵

第六步 加权计算模块完成引导向量、加权向量计算，将通道数据X_n与加权向量矩阵相乘，并完成滤波，滤波输出Z；

第七步 SAR成像处理模块对滤波输出后的Z进行SAR成像处理，直接进行方位向聚焦处理，方位向聚焦后输出SAR图像；

至此完成基于多通道的SAR地形散射干扰抑制。

2.根据权利要求1所述的基于多通道的SAR地形散射干扰抑制方法，其特征在于：在第三步中，固定结构的地形散射干扰滤波模块进行滤波处理的过程为：

SAR系统方位分辨率是通过散射源方位向回波相参积累而实现的，当忽略SAR系统天线方位向旁瓣信号的累积时，那么杂波所占据的频带宽度被限制在多普勒带宽，多普勒带宽的频率范围如下式所示

其中fd_ref、fr_ref分别为参考斜距处的多普勒中心频率和多普勒调频率，t_m为方位时间，T_s为合成孔径时间；相比较地形散射干扰在方位向是宽带的，当雷达系统在方位向进行过采样时，在将杂波滤除之后，还会为地形散射干扰剩余足够的频带；据此构建地形散射干扰滤波器如下式所示

将变换至频域的各通道数据与该地形散射干扰滤波器相乘，实现滤波处理，输出Y_n为

其中，表示Hadamard积。

3.根据权利要求1所述的基于多通道的SAR地形散射干扰抑制方法，其特征在于：在第五步中，地形散射干扰协方差矩阵估计模块对滤波后的地形散射干扰协方差矩阵进行估计的具体过程为：

地形散射干扰协方差矩阵估计模块将各个通道输出y_n按照下式排列

y′＝[y₁(τ₁),…,y_N(τ₁),…,y₁(τ_L),…,y_N(τ_L)]^T∈C^LN×1

C^LN×1为LN*1维的复数向量；y′为通道数据按照顺序排列后的复向量；τ_i为距离向时间，i＝1,...,L；其中L为距离向采样点数；协方差矩阵估计为

H为共轭转置，I_LN为LN×LN的单位阵，为对角加载阵，为对角加载特征值。

4.根据权利要求3所述的基于多通道的SAR地形散射干扰抑制方法，其特征在于：在第六步中，加权计算模块完成引导向量、加权向量计算并完成滤波的过程为：

加权计算模块首先建立杂波空间快时间引导向量如下式所示：

其中，τ_i,i＝1,...,L，为距离向时间，B_r为线性调频信号带宽，T_p为脉冲宽度，t_m为方位向时间，S_spa(t_m)＝[exp(jφ₁),…,exp(jφ_N)]^T∈C^{LN ×1}为空间引导向量，T为转置，λ为波长，d为通道间距，v_a为速度，R_c为斜距，

加权向量为

将原始通道数据x_n,n＝1,...,N按照如下方式进行排列

X′＝[x₁(τ₁),…,x_N(τ₁),…,x₁(τ_L),…,x_N(τ_L)]^T∈C^LN×1

其中，x_n(τ_m)为第n通道数据的距离向采样数据，m＝1,2,...,L；τ_m为距离向时间，L为距离向采样点数，

最后，滤波输出