广播卫星电视接收机对SMAP卫星L波段微波辐射计的射频干扰特征分析

该文通过融合SMAP卫星L波段交叉极化亮温,建立基于密度和强度空间分布特征的多重迭代聚类射频干扰(RFI)检测识别算法.分析并提取日本典型RFI源(广播卫星电视接收机)密度和累积强度的时空分布和变化特征.电视接收机作为典型的RFI源,主要分布在日本城市化水平和范围均相对较大的区域(条状或面状),局部区域内分布点圆状RFI(可能为微波辐射基站),导致局地化RFI累积强度具有很高的水平.同时,在日本其他区域也检测到独立分布的点圆状RFI,干扰强度和范围相对局限.2018年开始,日本RFI整体分布范围和强度能级呈下降趋势.典型RFI源特征分析对于我国建立RFI检测、识别及抑制模型具有重要意义.     

广播卫星电视接收机对SMAP卫星L波段微波辐射计的射频干扰特征分析

该文通过融合SMAP卫星L波段交叉极化亮温,建立基于密度和强度空间分布特征的多重迭代聚类射频干扰(RFI)检测识别算法。分析并提取日本典型RFI源(广播卫星电视接收机)密度和累积强度的时空分布和变化特征。电视接收机作为典型的RFI源,主要分布在日本城市化水平和范围均相对较大的区域(条状或面状),局部区域内分布点圆状RFI(可能为微波辐射基站),导致局地化RFI累积强度具有很高的水平。同时,在日本其他区域也检测到独立分布的点圆状RFI,干扰强度和范围相对局限。2018年开始,日本RFI整体分布范围和强度能级呈下降趋势。典型RFI源特征分析对于我国建立RFI检测、识别及抑制模型具有重要意义。     

基于特征分解的SAR射频干扰抑制方法

合成孔径雷达容易受到射频干扰的影响,严重影响成像质量。本文针对合成孔径雷达面临的射频干扰问题,分析了射频干扰（RFI）的信号特性和信号模型,根据RFI信号功率高、频带窄的特点,提出了基于特征分解的干扰抑制方法。其基本思想是:通过对观测数据矩阵进行特征分解,根据特征值分布构造干扰子空间和信号子空间,利用二者的正交性抑制干扰信号。本文首先介绍了特征分解方法的基本原理,在此基础上,基于MDL准则判断主特征值的个数,提出了基于特征值分布的RFI检测方法,并进一步,利用特征向量构造相应的干扰子空间和信号子空间,给出了基于特征分解的RFI抑制方法。基于SAR实测数据的仿真实验表明该方法可以有效的抑制RFI,且尽可能的保留目标回波。      

一种L波段相控阵微波辐射计射频干扰检测算法

目前,微波辐射计均面临严重的射频干扰(RFI)问题,尤其在低频段。针对一种用于获取海洋盐度和土壤湿度的L波段相控阵微波辐射计,该文提出一种射频干扰检测算法。首先,简单介绍了该L波段相控阵微波辐射计系统;随后,详细介绍该射频干扰算法,其主要包括RFI初标识、RFI滑动窗口1次标识、RFI滑动窗口2次标识和RFI扩展标识等4个步骤;最后,采用该算法对L波段相控阵微波辐射计的实验数据进行处理。实验结果均表明:该算法能够较好地检测出射频干扰异常数据,检测性能较好。     

射频干扰对机载P波段重复轨道InSAR系统的影响分析

工作在低频段的SAR容易受到射频干扰(Radio Frequency Interference,RFI)的影响,而导致SAR图像质量的恶化。对于重复轨道InSAR来说,RFI的存在还会影响其干涉相位。针对此问题,该文将实测RFI信号加入仿真的典型圆锥场景回波,进行成像和干涉处理,给出了干扰前后的成像和干涉处理结果,分析了实测RFI对SAR图像幅度、相位和重复轨道干涉处理的影响。最后使用频域陷波方法对机载P波段重复轨道InSAR实际数据中的RFI信号进行干扰抑制,给出了干扰抑制前后的重复轨道干涉处理结果,验证了仿真分析的正确性,表明了该文干扰抑制方法对减小由RFI引入干涉相位误差的有效性。     

机载天线辐射与散射对射频特征的影响

机载天线除了对其自身工作辐射性能有要求外,还对其散射性能提出了高要求。由于飞机平台外形及材料具有不同的特性,导致天线在装机后产生不同程度的辐射畸变,从而影响传感器的辐射性能,直接影响其通信、探测、干扰等功能。同时从散射角度看,由于空间角域电磁辐射能量分布发生变化,导致其散射性能也发生变化。通过精确分析典型模型的天线辐射畸变、散射特性及有源对消等问题,分析了辐射畸变、散射及对消对机载平台射频特征的影响,最后提出了发展建议,对于机载天线工程设计具有很好的参考价值。     

基于ADS-B导航完好性指标多级GNSS干扰监测方法

由于卫星信号较为微弱,易受到各种有意和无意的干扰,使得全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System, GNSS）不能安全、可靠的提供服务,GNSS干扰监测方法的研究对于保障民航飞行安全具有重要意义。本文利用GNSS射频干扰所导致的广播式自动相关监视（ADS-B）数据中导航完好性指标的变化特性,给出结合受干扰影响航班粗监测以及精细监测的多级GNSS射频干扰监测方法。首先对ADS-B数据导航完好性级别（Navigation Integrity Category, NIC）进行统计分析实现受干扰影响航班的粗监测,再依据干扰发生时多个航班在干扰区域会同时受到影响,具有空间上的聚集性,利用MeanShift聚类方法实现GNSS射频干扰的精细监测,提取干扰发生的起始与终止点所对应的时间与位置信息。实验结果与QAR（Quick Access Recorder,QAR）数据得到的干扰监测结果进行对比分析,验证所提方法的有效性。      

低轨大规模卫星星座系统建模与干扰分析

针对低轨(LEO)大规模卫星星座系统存在电磁空间复杂且难于观测的问题,对低轨卫星星座链路特征进行研究。以Starlink和OneWeb星座为研究对象,根据低轨卫星的星座参数,获取等效全向辐射功(EIRP)值并进行可视化处理;对获取到的低轨电磁卫星数据进行分析,获取数据的衰减特性和时间、频率等的数据关系,计算星间的链路干扰以及时间上的分布特征;获取相对干扰时间的特征值以及星间数据的衰减与时频的多维特性,并分析不同场景下的干扰时间特征,从多个维度分析低轨大规模卫星星座系统间星间链路的干扰情况并进行仿真验证。实验证明了低轨大规模卫星星座系统之间的星间链路存在干扰情况,且频率越高,干扰现象越明显。     

基于ESPRIT算法的超宽带SAR射频干扰抑制方法

有效的射频干扰（Radio frequency interference,RFI）抑制技术是超宽带合成孔径雷达（Ul-tra-wideband synthetic aperture radar,UWB-SAR）成像质量的重要保证。通过对超宽带回波信号的特性分析,得出RFI具有短时间内平稳的特性,这样便可借助谱估计方法对其进行估计。旋转不变技术估计信号参数方法（Estimation of signal parameters via rotational invariance techniques,ESPRIT）是谱估计中一种频率估计性能较好、运算量较小的方法,文章对该算法在UWB-SAR RFI抑制中的应用进行了研究分析,并通过仿真实验表明该算法对RFI具有良好的抑制性能。     

节省成本和缺乏培训被认为是导致卫星干扰事件增多的原区

业内认为，卫星网络运营商不断削减费用导致射频干扰(RFI)事故增多，并给卫星通信行业带来了不利的影响。被援引为RFI事故的众多实例包括杂散发射、电缆错误连接、来自VHF(Very High Frequency)频段对卫星上行段的干扰以及越来越多缺少技术培训的上行站工作人员，尤其是卫星应用新兴地区。     

海洋大气气溶胶粒子谱分布及其消光特征分析

为研究海洋大气气溶胶粒子数浓度时空分布和粒径谱分布特征,2014年8月至2016年3月期间,利用光学粒子计数器和自动气象站等设备在广州茂名海边、东海和南海海域、三亚近海海域以及太平洋和印度洋海域对海洋大气气溶胶粒子数密度谱及大气温度、湿度、气压、风速等进行了测量。对不同海域不同气象条件下的谱分布特征进行了统计分析,并对谱分布进行了拟合。结果表明海洋大气气溶胶粒子谱分布是由一个细粒模和一个中间模组成,但近海的粒子数浓度大于远海。远海气溶胶粒子谱型稳定,海面风力是引起粒子数浓度变化的主要原因。东海和南海的粒子谱分为二段,小于0.5 m时用Junge谱的指数分布来描述,0.5~4 m段用对数正态分布来描述。大风天气下海洋气溶胶的消光系数明显增加,且在1~3 m波段的消光特征基本不受波长的影响。     

基于深度学习的高频雷达射频干扰自动识别与抑制

高频地波雷达的探测性能极易受到射频干扰的影响,当前射频干扰抑制的研究主要是通过人工识别来逐一处理,鲜见实时自动识别与抑制射频干扰的研究。随着深度学习在雷达图像处理方面应用的展开,本文尝试将其引入高频雷达射频干扰抑制中,利用YOLO (You Only Look Once)模型来识别雷达距离多普勒谱图中的射频干扰,继而用高阶奇异值分解(Higher Order Singular Value Decomposition, HOSVD)方法对其进行抑制。仿真和实测数据处理结果表明,此YOLO-HOSVD联合算法实现了对高频雷达射频干扰的自动识别与抑制,单场数据处理时间不超过1.8 s。该方法可以应用于高频地波雷达常规海态观测。     

南海海表面温度的季节内变化特征

基于TRMM/TMI卫星遥感海表面温度(SST)数据,采用谐波分析方法和经验正交函数分解(EOF)方法对南海SST的季节内变化规律进行了分析,探讨了其对声速变化规律的影响。结果表明:南海SST季节内空间分布的第一模态呈现南北负正反对称分布;第二模态的空间分布为以越南外海的负值为中心。分析相应的时间系数功率谱可知其显著周期为5、6、8、11、12周。分析表明SST的季节内振荡与纬向风分量、经向风应力有密切关系。探讨潜热通量可发现其显著周期为54～69天,存在显著的季节内变化;冬夏季变化的最大区域分别集中在越南外海和南海北部,且第一模态的时间函数与潜热通量的最大相关系数可达到40%,相关系数的大值区域主要集中在越南上升流区域。南海海表声速较大但随季节变化不明显,与温度同相变化与盐度反相变化。     

星载微波成像仪无线电频率干扰软件识别算法综述

气象卫星仪器使用的光谱中只有微波观测可以部分穿过云区,常被用来反演地表温度、海表温度等重要的地表参数.近年来随着地面通信等主动微波技术的发展和商业服务中对微波波段的使用日益增多,被动接收来自地球-大气系统辐射的星载微波仪器观测越来越受到主动微波发射的影响,尤其是在低频波段遥感探测量中增加了不可预测的噪声,造成观测亮度温度相比视场内来自自然大气和地表发射、散射辐射而言异常偏大,进而使反演的地表参数和资料同化的分析场具有较大偏差.卫星微波接收的来自地气系统的被动热辐射与主动传感器发射的信号相混合,被称为无线电频率干扰（radio-frequency interference,RFI）;星载微波辐射计接收的辐射测量受地表反射的静止电视或通信卫星下行信号干扰,称之为电视频率干扰（TV frequency interference,TFI）.如果不正确识别和去除污染资料,将大大降低星载被动微波仪器的科学价值.本文总结了谱差法、主成分分析法、平均值标准差法、模拟差法等几种常用的RFI软件识别算法,以及谱差比值法、SE法等几种较新的识别算法,并对各种算法的适用范围及优缺点进行了评述.同时详细介绍了源自反射的静止电视或通信卫星下行信号对星载微波观测造成污染的特征及识别、订正方法.     

RFI mitigation of GNSS signals for radio astronomy: problems and current techniques

Mitigation of man-made radio frequency interference (RFI) is a problem of increasing importance for radio astronomy. Indeed, numerous terrestrial and satellite services of all kinds create lots of electromagnetic signals in a large part of the radio spectrum that are likely to disturb radio astronomical observations. Moreover, the advent of large, highly sensitive radio telescopes such as SKA, LOFAR, etc., will permit the observation of extremely faint and distant radio sources which exhibit large amounts of red shift, hence overlapping with unprotected bands in the radio spectrum. Among various possible causes of RFI, GNSSs have specific characteristics which can be handled appropriately to design efficient mitigation techniques. GNSS signals are generally well documented and the ephemerides of satellites are well known. Therefore, various partially or fully informed methods can be used, which exploit knowledge of the characteristics of the modulations. Adaptive cancellation techniques can also be used that use auxiliary observations coming from additional antennas. Besides, knowing the spatial direction of the disturbing source, spatial filtering and related techniques that can be implemented in antenna arrays are likely to mitigate RFI with minimum knowledge of the GNSS. After recalling some radio astronomy basics, the paper presents a few examples of RFI caused by satellite systems on radio-astronomical observations. Then, we give a brief overview of state-of-the-art RFI mitigation techniques for radio astronomy and we present in some details the principles and results pertaining to some methods that seem particularly appropriate to mitigate RFI arising from GNSS signals. The importance of cooperation between GNSS designers and astronomers is finally pointed out.     

基于强散射点剔除的自适应窄带RFI抑制滤波器

在低频超宽带合成孔径雷达中,VHF/UHF频段密集的窄带射频干扰(RFI)严重影响了雷达性能。常规RFI抑制滤波器在干扰频点的陷波造成了宽带信号的能量损失,抬高了点目标的距离向旁瓣。该文提出一种可减小自适应滤波器旁瓣效应的方法:通过在距离压缩域剔除场景内的强散射点,减小输入信号中的宽带目标信号能量,提高自适应谱线增强器(ALE)对窄带干扰估计的精度,再从原始信号中减去干扰即得到目标回波信号。这种剔除强散射点的方法利用了匹配滤波后宽带信号与窄带干扰的时域特性差异,能有效降低自适应滤波器的旁瓣效应。该文选择归一化最小均方误差(NLMS)算法对剔除强散射点的自适应窄带RFI抑制滤波器进行了性能评估,与传统算法的对比试验表明该方法可在抑制RFI的同时有效减小强目标的距离向旁瓣。     

星载激光雷达观测东中国海气溶胶时空分布的统计特征

基于2006年6月至2016年12月期间CALIPSO星载激光雷达卫星观测资料,分析了东中国海的渤海、黄海和东海海域的气溶胶时空分布特征。结果表明:（1）三个海域的主要气溶胶构成都是清洁海洋型、沙尘型和污染大陆型三种类型气溶胶,三者百分比之和均达到目标海域气溶胶成分的90%,而具体占比最大、起主导作用的气溶胶类型在不同海域并不相同;（2）三个海域随着高度升高气溶胶整体均为指数衰减趋势,其中4 km高度以下各气溶胶类型变化显著,4 km以上区域均只剩下沙尘型、污染沙尘型和煤烟型的气溶胶存在;（3）几乎所有气溶胶类型都会随着月份和季节上的更替变化而变化,春季各海域都是沙尘型气溶胶占比最大,夏季清洁海洋型气溶胶影响最明显,秋季和冬季期间东海地区以清洁海洋型气溶胶为主,而渤海和黄海均是沙尘型气溶胶为主。     

小波变换域的空间选通滤波算法抑制雷达RFI

该文在分析了冲激雷达接收中存在的射频干扰(RFI)的性质与特征的基础上,研究了超宽带时域接收机中的RFI抑制问题。针对超宽带的探地雷达(GPR),依据目标回波信号与RFI在小波域各尺度上分布的差异性和小波变换的多分辨分析理论,提出了小波域的多尺度空间选通滤波算法,对实测的超宽带GPR数据进行了RFI抑制处理,并对算法的性能进行了评估,同时与频域陷波法作了比较,结果表明该方法能较好地抑制GPR中的RFI,超过88%的RFI被抑制,并且有很好的信号保真度,其性能较频域陷波法有较大提高。     

高频雷达在射频干扰下的目标探测研究

基于射频干扰一直是困扰高频雷达尤其是小口径阵列雷达的难题 ,分析了射频干扰的距离 多普勒谱和空间谱的形式 ,提出了一种结合射频干扰检测的运动目标检测方法。应用该方法在没有进行射频干扰抑制时仍能有效地检测出被干扰淹没的目标信号 ,大大提高了高频雷达在射频干扰下目标检测的适应能力