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对逆合成孔径雷达干扰技术研究

张煜  
【摘要】:逆合成孔径雷达(ISAR)是一种高分辨率微波成像系统,在目标识别、反隐身、天文学研究以及空中交通管制等领域具有很大的应用前景,ISAR成像技术的迅速发展,对ISAR对抗领域提出了很大的挑战。研究对ISAR成像的干扰技术十分紧迫且具有重要意义。 ISAR成像是一个二维信号处理过程,能够获得很大的信号处理增益,使干扰难度增大。本文结合工程项目,针对ISAR的信号特点及信号处理的特点,研究了工程可实现的、新的干扰方法。所作的工作主要包括: 1.以转台模型为切入点研究了ISAR成像原理,深入分析了ISAR信号处理方式,指明ISAR成像的本质是距离向和方位向的二维信号处理。分别对距离向成像原理和方位向成像原理进行研究,比较了匹配滤波方法和解线调方法的异同点,分析了不同前提下信号处理的采样率和处理方式选择原则,分析了方位向取得高分辨率的原理及方位向信号处理增益。 2.提出一种卷积干扰方法,具体包括脉冲卷积和噪声卷积两种形式,分别可以产生假目标欺骗干扰效果和噪声压制干扰效果,脉冲卷积干扰可以获得ISAR—维信号处理的全部增益,而噪声卷积干扰可以获得ISAR一维信号处理的部分增益。卷积干扰可和移频干扰结合形成组合式干扰,能够改善干扰效果,使干扰位于目标回波之前。 3.提出对ISAR的相干干扰方法,主要表现为几种加权调频干扰方法,包括噪声加权调频、脉冲加权调频干扰、锯齿波加权调频干扰和正弦波加权调频干扰。研究了各种加权调频干扰方法的关键参数、决定干扰类型的条件以及干扰功率增益等等。锯齿波、正弦波和脉冲加权调频干扰均能产生假目标欺骗和噪声压制两种效果,并且可以用参数的设置来灵活控制干扰效果;而噪声加权调频干扰只能产生噪声压制干扰效果。这些方法均能利用ISAR的一维信号处理增益,从而在保证干扰效果的前提下节省干扰功率。 4.从干扰机收发隔离的实际需要出发,提出一种对ISAR的脉冲调幅干扰方法,指出用占空比为50%的脉冲对接收到的雷达照射信号进行调幅之后作为干扰信号转发,既可以产生较好的干扰效果,又可以作为干扰机收发隔离的手段。这种方法可以单独使用,也可以和其他干扰方法一起形成组合式干扰,更大限度发挥干扰威力。分析了脉冲调幅干扰方法的产生机理、时频特性和关键参数,并研究了脉冲调幅干扰及其相关的组合式干扰对ISAR一维成像的干扰效果。 5.基于解线调的ISAR交替发射宽窄谱脉冲的特点,提出对ISAR的距离欺骗干扰方法,即对雷达发射的窄谱脉冲进行距离波门拖引,使雷达获得虚假的距离信息,从而产生错误的参考信号,使得解线调的结果即频域距离像在某种程度上展宽甚至相互交迭,从而破坏ISAR一维距离成像乃至二维成像结果。 6.利用ISAR回波信号多普勒频率与目标方位之间的线性关系,将对距离向成像的干扰方法推广至方位向,提出对ISAR成像的方位向移频干扰和方位向相干干扰方法。分析了各种干扰方法的关键参数,将这些方位向干扰和距离向干扰结合起来产生二维的假目标欺骗或者遮盖干扰效果,且假目标数目、位置或者遮盖区的位置、范围可通过参数进行控制。 7.从图像质量评估的角度出发,研究了基于相关系数的干扰效果评估准则及其改进型干扰效果评估准则;从模糊综合的角度出发研究了对ISAR干扰的效果评估方法,给出了针对ISAR和相干干扰样式的模糊函数参数,初步建立起对ISAR干扰效果评估的模糊综合系统。


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