Bộ lọc notch khớp phổ nhiễu để chế áp nhiễu tần số vô tuyến dải hẹp trong ra đa khẩu độ tổng hợp
47 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.113.2026.12-19Từ khóa:
Ra đa khẩu độ tổng hợp; Xử lý tín hiệu số ra đa; Chế áp nhiễu tần số vô tuyến; Nhiễu tần số vô tuyến dải hẹp; Bộ lọc notch.Tóm tắt
Nhiễu tần số vô tuyến dải hẹp (NBI) làm suy giảm chất lượng ảnh ra đa khẩu độ tổng hợp (SAR). Lọc notch trong miền tần số là giải pháp phổ biến, nhưng bộ lọc notch cứng (dạng chữ nhật) vướng sự đánh đổi giữa chế áp nhiễu và búp phụ, còn bộ lọc notch vát mép với tham số cố định không phù hợp với các nguồn nhiễu có độ rộng băng khác nhau. Bài báo đề xuất một bộ lọc notch đơn giản, độ phức tạp thấp, có hình dạng khớp theo phổ nhiễu đo được. Dựa trên ý tưởng lọc Wiener cổ điển, bộ lọc ước lượng mật độ phổ công suất của từng nguồn nhiễu từ phổ cự ly trung bình của SAR rồi áp một hàm khuếch đại sai số trung bình bình phương cực tiểu có tham số, với phần vát mép bám theo dạng phổ của nguồn nhiễu đó; bộ lọc tuyến tính, không cần tinh chỉnh theo từng cảnh và chỉ tốn khoảng một phép nhân phổ trên mỗi xung. Trên mô phỏng SAR 2-D với các nguồn nhiễu có độ rộng băng khác nhau, phương pháp cho tỷ số búp phụ tại đỉnh (PSLR) khoảng −15,1 dB, tỷ số búp phụ tích hợp (ISLR) khoảng −7,2 dB và sai số bình phương trung bình chuẩn hóa (NMSE) nhỏ nhất, khoảng −7,0 dB, so với bộ lọc notch cứng và bộ lọc notch vát mép cố định. Đóng góp của bài báo là thiết kế bộ lọc notch khớp phổ theo từng nguồn nhiễu và đánh giá so sánh hiệu quả của giải pháp đề xuất với các hướng tiếp cận khác.
Tài liệu tham khảo
[1]. M. Tao, J. Su, Y. Huang, and L. Wang, “Mitigation of radio frequency interference in synthetic aperture radar data: Current status and future trends”, Remote Sensing, vol. 11, no. 20, Art. no. 2438, (2019). DOI: 10.3390/rs11202438 DOI: https://doi.org/10.3390/rs11202438
[2]. F. Zhou, R. Wu, M. Xing, and Z. Bao, “Eigensubspace-based filtering with application in narrow-band interference suppression for SAR”, IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, vol. 4, no. 1, pp. 75–79, (2007). DOI: 10.1109/LGRS.2006.887033 DOI: https://doi.org/10.1109/LGRS.2006.887033
[3]. M. Tao, F. Zhou, J. Liu, Y. Liu, Z. Zhang, and Z. Bao, “Narrow-band interference mitigation for SAR using independent subspace analysis”, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 52, no. 9, pp. 5289–5301, (2014). DOI: 10.1109/TGRS.2013.2287900 DOI: https://doi.org/10.1109/TGRS.2013.2287900
[4]. Y. Ding, W. Fan, Z. Zhang, F. Zhou, and B. Lu, “Radio frequency interference mitigation for synthetic aperture radar based on the time-frequency constraint joint low-rank and sparsity properties”, Remote Sensing, vol. 14, no. 3, Art. no. 775, (2022). DOI: 10.3390/rs14030775 DOI: https://doi.org/10.3390/rs14030775
[5]. W. Chang, J. Li, and X. Li, “The effect of notch filter on RFI suppression”, Wireless Sensor Network, vol. 1, no. 3, pp. 196–205, (2009). DOI: 10.4236/wsn.2009.13026 DOI: https://doi.org/10.4236/wsn.2009.13026
[6]. A. W. Doerry, “Apodized RFI filtering of synthetic aperture radar images”, Sandia National Laboratories, Albuquerque, NM, USA, Sandia Report SAND2014-1376, (2014). DOI: 10.2172/1204095 DOI: https://doi.org/10.2172/1204095
[7]. H. C. Stankwitz, R. J. Dallaire, and J. R. Fienup, “Nonlinear apodization for sidelobe control in SAR imagery”, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 31, no. 1, pp. 267–279, (1995). DOI: 10.1109/7.366309 DOI: https://doi.org/10.1109/7.366309
[8]. T. Lamont-Smith, R. D. Hill, S. D. Hayward, G. Yates, and A. P. Blake, “Filtering approaches for interference suppression in low-frequency SAR”, IEE Proceedings - Radar, Sonar and Navigation, vol. 153, no. 4, pp. 338–344, (2006). DOI: 10.1049/ip-rsn:20050092 DOI: https://doi.org/10.1049/ip-rsn:20050092
[9]. J. Feng, H. Zheng, Y. Deng, and D. Gao, “Application of subband spectral cancellation for SAR narrow-band interference suppression”, IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, vol. 9, no. 2, pp. 190–193, (2012). DOI: 10.1109/LGRS.2011.2163150 DOI: https://doi.org/10.1109/LGRS.2011.2163150
[10]. T. T.-T. Nguyen, V. L. The, T. H. Ta, H.-L. T. Nguyen, and B. Motella, “An adaptive bandwidth notch filter for GNSS narrowband interference mitigation”, REV Journal on Electronics and Communications, vol. 4, no. 3–4, pp. 59–68, (2014). DOI: 10.21553/rev-jec.76 DOI: https://doi.org/10.21553/rev-jec.76
[11]. M. H. Same, G. Gleeton, G. Gandubert, P. Ivanov, and R. Landry, “Multiple narrowband interferences characterization, detection and mitigation using simplified Welch algorithm and notch filtering”, Applied Sciences, vol. 11, no. 3, Art. no. 1331, (2021). DOI: 10.3390/app11031331 DOI: https://doi.org/10.3390/app11031331
[12]. I. G. Cumming and F. H. Wong, “Digital Processing of Synthetic Aperture Radar Data: Algorithms and Implementation”, Norwood, MA, USA: Artech House, (2005).
[13]. F. J. Harris, “On the use of windows for harmonic analysis with the discrete Fourier transform”, Proceedings of the IEEE, vol. 66, no. 1, pp. 51–83, (1978). DOI: 10.1109/PROC.1978.10837 DOI: https://doi.org/10.1109/PROC.1978.10837
[14]. W. Xu, W. Xing, C. Fang, P. Huang, and W. Tan, “RFI suppression based on linear prediction in synthetic aperture radar data”, IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, vol. 18, no. 12, pp. 2127–2131, (2021). DOI: 10.1109/LGRS.2020.3015205 DOI: https://doi.org/10.1109/LGRS.2020.3015205
[15]. Z. Wang, W. Yu, J. Li, Z. Yu, Y. Zhao, and Y. Luo, “Radio frequency interference mitigation in synthetic aperture radar data based on instantaneous spectrum forward consecutive mean excision”, Remote Sensing, vol. 16, no. 1, Art. no. 150, (2024). DOI: 10.3390/rs16010150 DOI: https://doi.org/10.3390/rs16010150
[16]. D. T. Nguyen, “Segmentation and reconstruction of wireless signals under interference using the FoT-UNet neural network”, Journal of Military Science and Technology, vol. 110, pp. 45–54, (2026). DOI: 10.54939/1859-1043.j.mst.110.2026.45-54 DOI: https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.110.2026.45-54
