[发明专利]一种基于低秩恢复的SAR宽窄带干扰同时抑制方法

说明书

本发明公开了一种基于低秩恢复的SAR宽窄带干扰同时抑制方法，针对SAR宽窄带干扰同时抑制问题，利用RPCA低秩恢复算法，通过迭代优化求解混合干扰信号矩阵和有用SAR信号矩阵，完成有用SAR信号提取，实现复杂的窄带干扰和宽带干扰同时抑制。本发明可以避免稀疏恢复方法字典构造不准确导致的缺陷，干扰抑制性能和运算复杂度优于基于时频变换的传统非参数化方法，在实际应用中能够更稳健和精确地抑制复杂的宽窄带干扰信号。

技术领域

本发明属于雷达干扰抑制技术，具体涉及一种基于低秩恢复的SAR宽窄带干扰同时抑制方法。

背景技术

空/天基对地监视合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)系统常常面临非蓄意干扰问题。干扰极大地降低了SAR图像质量，使得SAR图像模糊、被观测的目标细节信息丢失，从而影响SAR系统的对地监视效能。这些干扰主要分为窄带干扰和宽带干扰两类。目前，大部分可用的干扰抑制方法可分为参数化方法、非参数化方法和半参数化方法三类，并且主要仅应用于抑制窄带干扰或宽带干扰。

参数化方法严重依赖于模型的准确程度，模型失配将会导致干扰抑制效果恶化。非参数化方法可以避免参数化方法的模型失配问题，具有更广泛的应用范围，例如可以通过设计滤波器和构造子空间投影来抑制SAR回波信号中的窄带和宽带强干扰。但是非参数化方法需要对每个雷达脉冲数据都进行时频变换，存在运算复杂度高的问题。近几年，优化方法被广泛地运用干扰抑制，由于超参数的运用，优化方法也被称为半参数化方法，Liu等人利用稀疏表示方法在短时傅里叶变换的二维时间-频率域中恢复了SAR回波(H.Liu,D.Li,Y.Zhou,T.Truong,Simultaneous Radio Frequency and Wideband InterferenceSuppression in SAR Signals via Sparsity Exploitation in Time-FrequencyDomain,IEEE Trans.Geosci.Remote Sens.,vol.56,no.10,pp.5780-5793,Oct.2018.)，然而该方法主要关注于如何表示或抑制孤立干扰，这在实际应用中仍然过于理想，并且时频变换的引入了提高了计算复杂度。Huang等人基于联合稀疏低秩的SAR窄带射频干扰抑制方法，提高窄带射频干扰抑制性能(Y.Huang,G.Liao,J.Li,J.Xu,Narrowband RFISuppression for SAR System via Fast Implementation of Joint Sparsity and Low-rank Property,IEEE Trans.on Geosci.and Remote Sens.,vol.56,no.5,pp.2748-2761,May 2018.)。然而，在同时存在多个窄带干扰和宽带干扰等复杂干扰情况下，上述基于稀疏特性的半参数化方法则可能会失效，而参数化方法则难以估计复杂干扰频谱的参数和实现干扰抑制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于低秩恢复的SAR宽窄带干扰同时抑制方法，有效解决了SAR宽窄带干扰同时抑制问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于低秩恢复的SAR宽窄带干扰同时抑制方法，利用RPCA低秩恢复算法，通过迭代优化求解混合干扰信号矩阵和有用SAR信号矩阵，完成有用SAR信号提取，实现复杂的窄带干扰和宽带干扰同时抑制，可以避免稀疏恢复方法字典构造不准确导致的缺陷，干扰抑制性能和运算复杂度优于基于时频变换的传统非参数化方法，在实际应用中能够更稳健和精确地抑制复杂的宽窄带干扰信号。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)无需进行时频变换，运算复杂度和干扰抑制性能优于基于时频变换的传统非参数化方法。

(2)本发明提出的方法在实际应用中能够更稳健和精确地抑制复杂的宽窄带干扰信号。

附图说明