杂波估计合成孔径雷达RFI抑制方法
第３４卷第６期一一一一一一一一一一一哈一尔一滨一工一程一大一学一学一报一一一一一一一
一一一Ｖｏｌ．３４?．６
２０１３年６月一一一一一一一一一一ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ一一一一一一一一一一一Ｊｕｎ．２０１３杂波估计合成孔径雷达ＲＦＩ抑制方法
王欢１，孙进平１，王彦平２，毛士艺１
（１．北京航空航天大学电子信息工程学院，北京１００１９１；２．中国科学院电子学研究所微波成像技术国家重点实验室，北京１００１９０）
摘一要：射频干扰（ＲＦＩ）会造成低频段合成孔径雷达（ＳＡＲ）成像质量恶化，影响正确解译和判读．针对线性调频（ＬＦＭ）信号的ＳＡＲ，提出了一种基于距离频谱域杂波估计的ＲＦＩ抑制方法，采用特征分解完成ＲＦＩ检测，利用平均周期图和直方图统计得到成像场景杂波强度的最大似然（ＭＬ）估计，通过阈值判断方法确定ＲＦＩ信号的频谱区间后，在距离频域采用维纳滤波器进行ＲＦＩ信号的滤除．Ｌ波段ＳＡＲ数据的处理结果验证了该方法的有效性．
关键词：合成孔径雷达；射频干扰抑制；杂波估计；特征分解；直方图；最大似然估计
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６?７０４３．２０１２０９０５０
网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／２３．１３９０．Ｕ．２０１３０５２３．１７０７．０１１．ｈｔｍｌ
中图分类号：ＴＮ９５一文献标志码：Ａ一文章编号：１００６?７０４３（２０１３）０６?０７６８?０５
ＡｎＲＦＩｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｐｅｒｔｕｒｅｒａｄａｒｂａｓｅｄｏｎｃｌｕｔｔｅｒｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ
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（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｒｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９１；２．ＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＬａｂｏｆＭＷＩｍａｇｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ（ＲＦＩ）ｈａｓｂｅｅｎｋｎｏｗｎｔｏｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｅｉｍａｇｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｌｏｗｆｒｅｑｕｅｎｃｙｂａｎｄｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｐｅｒｔｕｒｅｒａｄａｒ（ＳＡＲ），ｗｈｉｃｈｅｆｆｅｃｔｓｃｏｒｒｅｃｔｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ．ＦｏｒＳＡＲｕｓｉｎｇｌｉｎｅａｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｏｄｕｌａ?ｔｉｏｎ（ＬＦＭ）ｓｉｇｎａｌｓ，ａｎｅｗＲＦＩｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｃｌｕｔｔｅｒｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｉｎｒａｎｇｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎｗａｓｐｒｏ?ｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＴｈｅｍｅｔｈｏｄｕｓｅｓＥｉｇｅｎ－ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅＲＦＩｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｇｅｔｓｍａｘｉｍｕｍｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ（ＭＬ）ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｃｌｕｔｔｅｒｉｎｔｅｎｓｉｔｙｆｏｒｉｍａｇｉｎｇｓｃｅｎｅｂｙｕｓｉｎｇｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅａｖｅｒａｇｅｄｐｅｒｉｏｄｏｇｒａｍａｎｄｔｈｅｈｉｓｔｏ?ｇｒａｍ．ＡｆｔｅｒｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｓｐｅｃｔｒｕｍｉｎｔｅｒｖａｌｓｏｆＲＦＩｓｉｇｎａｌｓｂｙｔｈｅｊｕｄｇｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｒｅｓｈｏｌｄ，Ｗｉｅｎｅｒｆｉｌｔｅｒｗａｓａｐ?ｐｌｉｅｄｔｏｆｉｌｔｅｒｔｈｅＲＦＩｓｉｇｎａｌｓｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎ．ＴｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｏｆＬ－ｂａｎｄＳＡＲｄａｔａｖｅｒｉｆｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｐｅｒｔｕｒｅｒａｄａｒ；ＲＦＩｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇ；ｃｌｕｔｔｅｒｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ；ｅｉｇｅｎ?ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ；ｈｉｓｔｏｇｒａｍ；ＭＬｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ收稿日期：２０１２?０９?１８．网络出版时间：２０１３?５?２３１７：０７．基金项目：国家自然科学基金资助项目（６０９０１０５６，６１０７２１１２）．作者简介：王欢（１９８８?），女，博士研究生；
孙进平（１９７５?），男，教授，博士生导师．
通信作者：孙进平，Ｅ?ｍａｉｌ：ｓｕｎｊｉｎｐｉｎｇ＠ｂｕａａ．ｅｄｕ．ｃｎ一一合成孔径雷达（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｐｅｒｔｕｒｅｒａｄａｒ，ＳＡＲ）具
有全天时二全天候工作能力，已成为军事侦察和民用遥感的重要传感器之一．尤其工作在低频波段（ＨＦ／
ＵＨＦ／Ｌ）的ＳＡＲ，具有对叶簇二地表覆盖的穿透能力，可以对隐蔽目标成像［１］．射频干扰（ｒａｄｉｏｆｒｅ?ｑｕｅｎｃｙｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，ＲＦＩ）是低频波段ＳＡＲ系统面临的主要干扰源，主要的ＲＦＩ包括各类无线广播二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，表现为对比度的下降，从而恶化对弱小目标的探测和识别性能，严重时甚至会遮盖真实成像场景，即使小的ＲＦＩ干扰，也会对干涉ＳＡＲ的相
位估计产生严重的影响．因此，如何有效检测和抑制ＲＦＩ，是低频波段ＳＡＲ数据处理的一个重要研究方向［２?４］．现有的主要窄带ＲＦＩ抑制方法可分为参数化方法和非参数化方法［３］，参数化方法的主要思想是对ＲＦＩ信号进行参数化建模，即将ＲＦＩ信号视为多
个单频信号的叠加或符合ＡＲ模型的随机过程［３，５］，进而利用最小均方二最大似然（ｍａｘｉｍｕｍｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ，ＭＬ）准则或ＲＥＬＡＸ等高分辨谱估计方法估计出信