一种面向宽带频谱的信噪分离方法

刘奇 冯冬冬

（中国科学院新疆天文台，乌鲁木齐 830011）

引 言

射电望远镜拥有极高的系统灵敏度，例如，目前L、S、C波段的系统噪声温度只有几十K. 然而，随着空间无线电技术的发展及望远镜建设过程中各类电子设备的不断引入，电磁环境变得尤为复杂[1]. 对于射电天文领域，射频干扰（radio frequency interference, RFI）指除观测目标信号外，射电望远镜接收到的其他无用信号[2]. 天文学家逐渐发现这样一种事实：观测结果深受RFI的强度和频谱密度的影响以致失去使用价值，其不仅会影响某些观测或特定观测类型的质量，还会限制射电天文电台的总体效率，加大了观测时间、处理数据的复杂性[3-4].

射电天文台址电波环境复杂，潜在RFI种类多、特征复杂，电波环境监测产生的宽带频谱序列具有带宽极宽、重复性大等特点[5]，有效识别及统计各类信号特征具有巨大的挑战. 然而，面对宽频带频谱序列，在线及离线信号特征识别和统计在信噪分离后才能完成，需针对高重复性宽带频谱研究高精度、快速信噪分离方法. 频域信噪分离是信号处理领域的基本问题，相关方法研究如频谱噪声统计法[6-8]，提取信道热噪声[9]，采用盲信号提取和估计背景噪声[10-11]，提取器件的背景噪声参数[12]，基于形态学梯度的信噪分离[13]，基于纹理特征的背景噪声提取[14]，基于数据拟合的信噪分离方法[15]等. 刘奇等针对宽带频谱信噪分离方法进行研究，提出一种基于宽带频谱的干扰信号提取方法[16]和一种基于邻值统计……