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申请/专利权人:中国科学院空天信息创新研究院
摘要:本发明公开了一种SAR脉冲式射频干扰抑制方法,属于雷达信号处理领域。所述方法包括:使用基于距离频域幅度谱的复合指标检测SAR信号中的脉冲式射频干扰;基于多重同步压缩变换将含有脉冲式射频干扰的SAR信号从时域转换到时频域;利用主成分分析法对转换到时频域的SAR信号的时频矩阵进行分解,获得奇异值矩阵,对脉冲式射频干扰分量进行抑制获得修改后的奇异值矩阵;重建去除脉冲式射频干扰分量的时频矩阵,利用正则化交替最小二乘法对重建的时频矩阵进行缺失数据恢复,通过逆时频变换得到有用的SAR信号。本发明增强了SAR信号在时频域内的能量集中度,并提高了干扰特征的识别准确性,精准抑制了干扰,显著降低了信息损失。
主权项:1.一种SAR脉冲式射频干扰抑制方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、使用基于距离频域幅度谱的复合指标检测SAR信号中的脉冲式射频干扰;步骤2、基于多重同步压缩变换将含有脉冲式射频干扰的SAR信号从时域转换到时频域;步骤3、利用主成分分析法对转换到时频域的SAR信号的时频矩阵进行分解,获得奇异值矩阵,基于奇异值矩阵对脉冲式射频干扰分量进行抑制获得修改后的奇异值矩阵;步骤4、基于修改后的奇异值矩阵重建去除脉冲式射频干扰分量的时频矩阵,利用正则化交替最小二乘法对重建的时频矩阵进行缺失数据恢复,通过逆时频变换得到有用的SAR信号;其中,所述步骤1包括:步骤1.1、通过逐脉冲的方式计算SAR信号四阶矩与二阶矩的平方之间的比值,得到衡量SAR信号平坦度的峰度序列;步骤1.2、通过K-means算法将衡量SAR信号平坦度的峰度值序列分为两类,一类表示存在脉冲式射频干扰,另一类表示未检测出脉冲式射频干扰;步骤1.3、使用快速傅里叶变换将SAR信号变换至距离频域;步骤1.4、根据中心频率位置将SAR信号分为两个子带,计算两个子带之间的能量差,得到衡量信号对称性的残留能量序列;步骤1.5、通过K-means算法将残留能量序列分为两类,其中一类表示存在脉冲式射频干扰,另一类表示未检测出脉冲式射频干扰;步骤1.6、将步骤1.2与步骤1.5的分类结果相乘,所得结果中满足平坦性与对称性的即为无脉冲式射频干扰回波,其余则为含脉冲式射频干扰回波;所述步骤2包括:步骤2.1、使用短时傅里叶变换对含脉冲式射频干扰的SAR信号沿着距离向进行初步时频域转换;步骤2.2、通过多重同步压缩变换算法重新分配时频域中的能量,并在多重同步压缩变换过程中,记录每次能量从时频位置重分配到新位置的路径,组成能量重分配路径矩阵;所述步骤3包括:步骤3.1、使用主成分分析方法对多重同步压缩变换后的时频矩阵进行分解,得到奇异值矩阵;步骤3.2、使用奇异值矩阵的均值加标准差设定阈值,将奇异值矩阵中大于阈值的元素置零,获得修改后的奇异值矩阵;所述步骤4包括:步骤4.1、基于修改后的奇异值矩阵重建去除脉冲式射频干扰分量的时频矩阵;步骤4.2、利用正则化交替最小二乘法对重建的时频矩阵进行缺失数据恢复;步骤4.3、利用多重同步压缩变换过程中记录的能量重分配路径矩阵,将时频成分重新映射到其原始的频率位置;步骤4.4、通过逆短时傅里叶变换将去除脉冲式射频干扰分量的时频矩阵从时频域逆变换回时域,得到有用的SAR信号。
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