一种双基SAR相位同步抗干扰方法

本发明涉及雷达，尤其是一种双基sar（synthetic aperture radar, 合成孔径雷达）相位同步抗干扰方法。

背景技术：

1、双基合成孔径雷达（synthetic aperture radar, sar）系统是一种收发分置的微波成像系统，相比于传统的单基sar，双基sar因其丰富的观测模式、多样的系统构型、灵活的基线配置、良好的电磁隐蔽和广泛的应用领域等独特优势而倍受关注，已经成为微波遥感和对地观测领域的重点发展方向。

2、然而，由于电磁环境日益复杂，电磁波频谱资源日渐紧张，尤其是在l波段，sar与诸多电子系统如全球导航系统（global navigation satellite system, gnss）、通信卫星、空中管制雷达、电视广播系统等共享相同的频段。拥挤的频谱导致了频繁的射频干扰（radio frequency interference, rfi）现象。而作为双基sar的关键组成部分，相位同步系统一旦受到干扰，导致的同步相位误差将直接影响到双基sar图像的质量和全球数字高程模型（digital elevation model, dem）的精度，因此抗干扰也是双基sar相位同步系统中亟需解决的关键问题。

3、lt-1系统采用了先进的非中断相位同步方案，而在rfi的影响下，将会引入额外的相位误差，从而降低同步精度。经典的抗干扰方案如频域陷波方法和基于特征值分解（eigenvalue decomposition, evd）的方法，在一定程度上可以去除干扰信号，但是也存在遗漏或则误判干扰成分的风险，并且将导致同步信号频谱的非连续性。最近提出的时域陷波方法，在干扰信号完全覆盖同步信号时也是失效的。上述方法均是针对于sar回波信号，鲜有研究对同步链路中的干扰信号针对性地设计有效的抑制算法。而采取逆向思维，先消除接收信号中的同步信号成分，再恢复出完整的干扰信号，最后从原接收信号中将所有干扰成分消除，也不失为双基sar相位同步抗干扰的一种可靠方案。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种双基sar相位同步抗干扰方法，能够消除同步信号中的干扰信号，有效提升双基sar相位同步精度。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种双基sar相位同步抗干扰方法，包括如下步骤：

4、步骤1、获取同步信号、内定标补偿相位和多普勒补偿相位；

5、步骤2、统计同步信号的众数特征，根据众数的分布特性剔除同步信号中的饱和失真信号，并保留未失真的同步信号；

6、步骤3、通过加窗匹配滤波器对未失真的同步信号进行脉冲压缩得到脉压信号，并通过时域陷波器消除脉压峰值处的信号；

7、步骤4、运用fast miaa技术快速准确地恢复陷波处的干扰信号，然后从脉压信号中减去恢复的干扰信号，获得无干扰的同步信号；

8、步骤5、从获得的无干扰的同步信号峰值处提取未失真的同步信号的同步相位，根据获得的未失真的同步信号的同步相位插值获得饱和失真的同步信号的同步相位；

9、步骤6、根据双星的同步相位获得粗同步补偿相位，对粗同步补偿相位进行升采样，补偿内定标补偿相位和多普勒补偿相位，得到高精度同步补偿相位。

10、进一步地，所述步骤2包括：

11、分离同步信号的实部和虚部，统计实虚部数据的众数，并运用k-means算法将众数分为两类，一类属于饱和失真的同步信号，另一类属于未失真的同步信号，从而剔除同步信号中的饱和失真的同步信号信号，并保留未失真的同步信号。

12、进一步地，所述步骤3包括：

13、运用加kaiser窗的匹配滤波器对未失真的同步信号进行脉冲压缩，从而获得脉压信号，然后利用峰值检测，通过时域陷波器消除脉压峰值处的信号。

14、进一步地，所述步骤5包括：

15、提取无干扰同步信号峰值处的相位即为未失真的同步信号的同步相位，以此为样本，使用spline（三次样条）插值方法在饱和失真的同步信号处进行插值，从而获得完整的无干扰的同步相位。

16、进一步地，所述步骤6包括：

17、根据获得的双星的无干扰同步相位求得粗同步补偿相位，使用spline插值方法对粗同步补偿相位进行升采样，然后补偿随时间变化的内定标补偿相位和多普勒补偿相位，即得到高精度同步补偿相位，用于对双基sar数据相位的精确补偿，进而实现精确成像和干涉处理。

18、有益效果：

19、相比于现有的频域陷波方法和esp方法，本发明通过“正难则反”的逆向思维完全消除了rfi信号，从根本上杜绝了遗漏和误判干扰成分的情况，同时还避免了同步信号频谱不连续的问题。此外，本发明还对信号中的噪声起到了抑制作用，从而获得更高精度的相位同步效果。

技术特征：

1.一种双基sar相位同步抗干扰方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种双基sar相位同步抗干扰方法，其特征在于，所述步骤2包括：

3.根据权利要求2所述的一种双基sar相位同步抗干扰方法，其特征在于，所述步骤3包括：

4.根据权利要求3所述的一种双基sar相位同步抗干扰方法，其特征在于，所述步骤5包括：

5.根据权利要求4所述的一种双基sar相位同步抗干扰方法，其特征在于，所述步骤6包括：

技术总结
本发明公开一种双基SAR相位同步抗干扰方法，包括：步骤1、获取同步信号、内定标补偿相位和多普勒补偿相位；步骤2、根据同步信号的众数分布特性剔除饱和失真信号，保留未失真的同步信号；步骤3、通过加窗匹配滤波器对未失真的同步信号进行脉冲压缩得到脉压信号，通过时域陷波器消除脉压峰值处的信号；步骤4、运用Fast MIAA技术恢复干扰信号，从脉压信号中减去干扰信号，获得无干扰的同步信号；步骤5、从无干扰同步信号中提取同步相位，插值得到饱和失真同步信号的同步相位；步骤6、根据双星的同步相位获得粗同步补偿相位，对粗同步补偿相位进行升采样，补偿内定标补偿相位和多普勒补偿相位，得到高精度同步补偿相位。

技术研发人员：蔡永华,陈月升,李俊峰,杨晴月,陆萍萍,王宇
受保护的技术使用者：中国科学院空天信息创新研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12