系统工程与电子技术 ›› 2022, Vol. 44 ›› Issue (6): 1846-1853.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2022.06.10

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基于图拉普拉斯嵌入的合成孔径雷达时变窄带干扰抑制算法

傅东宁1, 廖桂生1, 黄岩2,*, 张邦杰2, 王幸1   

  1. 1. 西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室, 陕西 西安 710071
    2. 东南大学毫米波国家重点实验室, 江苏 南京 210096
  • 收稿日期:2020-12-23 出版日期:2022-05-30 发布日期:2022-05-30
  • 通讯作者: 黄岩
  • 作者简介:傅东宁(1983—), 男, 博士, 主要研究方向为阵列雷达成像与动目标检测、雷达与电子对抗射频仿真|廖桂生(1963—), 男, 教授, 博士研究生导师, 博士, 主要研究方向为阵列信号处理、动目标检测、空时自适应处理|黄岩(1991—), 男, 副教授, 博士, 主要研究方向为合成孔径雷达和MIMO雷达抗干扰技术、图像处理及解译、机器学习、目标检测与识别|张邦杰(1995—), 男, 博士研究生, 主要研究方向为阵列信号处理、逆合成孔径雷达成像|王幸(1992—), 女, 硕士研究生, 主要研究方向为雷达抗干扰技术、雷达动目标检测技术

Time-varying narrow-band interference suppression algorithm for SAR based on graph Laplacian embedding

Dongning FU1, Guisheng LIAO1, Yan HUANG2,*, Bangjie ZHANG2, Xing WANG1   

  1. 1. National Lab of Radar Signal Processing, Xidian University, Xi'an 710071, China
    2. State Key Lab of Millimeter Waves, Southeast University, Nanjing 210096, China
  • Received:2020-12-23 Online:2022-05-30 Published:2022-05-30
  • Contact: Yan HUANG

摘要:

合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)作为一种宽带系统, 常与同频段内其他有源电磁系统发生冲突, 这些信号相较于宽带SAR系统而言, 大部分是窄带干扰(narrow-band interference, NBI), 会对高分辨SAR成像系统产生严重干扰。早期关于NBI抑制问题的研究中, 很少有人注意到NBIs在不同脉冲之间可能具有局部时变特性, 这削弱了某些经典方法在干扰抑制上的性能。因此, 本文提出了一种图拉普拉斯嵌入(graph Laplacian embedding, GLE)算法, 通过在不同脉冲信号之间构建拉普拉斯嵌入关系来抑制NBIs。这使得局部时变的干扰能够被嵌入到非线性低维流形中, 并被有效去除。对实测受NBI干扰的SAR数据进行处理, 处理后的结果证明了所提方法的有效性。

关键词: 合成孔径雷达, 窄带干扰抑制, 图拉普拉斯嵌入

Abstract:

As a wideband radar system, the synthetic aperture radar (SAR) usually conflicts with other electromagnetic systems working in the same frequency bands. These signals, most of which are narrow-band interference (NBI) for SAR systems, severely interfere SAR systems to generate a high-resolution image. Many previous research results focused on the NBI suppression problem, however, few of them noticed that the NBIs may be time-varying in a local region among different pulses, which restricts the suppression performance of some classic methods. Hence, in this paper, a graph Laplacian embedding (GLE) algorithm is proposed to suppress NBIs by constructing the Laplacian embedding connections between different pulses of signals. As a result, locally time-varying interferences are embedded in a non-linear low-dimensional manifold and can be effectively mitigated. The real SAR data measured with NBI are processed, and the results show the efficiency of the proposed algorithm.

Key words: synthetic aperture radar (SAR), narrow-band interference (NBI) suppression, graph Laplacian embedding (GLE)

中图分类号: