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基于卷积调制的SAR有源欺骗干扰技术

刘永才  
【摘要】:随着合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)的迅猛发展及其在军事上的广泛应用,对SAR的干扰技术逐渐成为雷达电子战领域研究的热点课题。本文对基于卷积调制的SAR有源欺骗干扰关键技术,特别是对匹配式卷积调制干扰的快速调制算法、参数估计误差对干扰效果影响以及移频式卷积调制干扰的有效区域等几个关键问题进行了研究。全文共分为五章,具体内容安排如下:第一章介绍了本文研究背景及意义、对SAR干扰技术特别是转发式有源欺骗干扰技术的研究现状,并指明了本文的主要工作和结构安排。第二章旨在阐述基本概念和基本原理。文中介绍了SAR成像和卷积调制干扰中的基本概念,阐述了匹配式卷积调制干扰和移频式卷积调制干扰实现欺骗的基本原理。第三章着眼于匹配式卷积调制干扰中干扰信号实时生成所面临的困难,提出了一种全新的干扰信号快速调制生成算法——频域三阶段法,极大提升了干扰信号生成效率,同时兼顾了干扰信号的预期聚焦效果。文中简要介绍了两种现有的快速算法——直接频域调制法和两步生成法,分析了它们的性能。进一步,在算法原理、实现流程、算法复杂度、主要参数指标等方面对本文提出的频域三阶段法进行了详细阐述。文中对虚假散射中心、扩展的虚假场景和散布的多虚假目标进行了仿真,验证了频域三阶段法在理论分析中展现的优异性能。本章研究结果尤其适用于产生扩展虚假场景和散布多虚假目标,并将大大削减干扰机硬件实现成本。第四章着眼于干扰机难以准确估计SAR系统参数的现实情况,研究了匹配式卷积调制干扰中参数估计误差对干扰效果的影响。文中建立了SAR平台位置误差模型,推导了误差条件下干扰信号的表达式,并与真实运动目标回波进行对比分析,揭示了参数估计误差的运动效应:当SAR平台位置的估计值存在误差时,干扰信号与运动目标回波相一致。文中得到了干扰信号等效运动参数的解析表达式,并对其影响因素进行了分析。本章研究结果对干扰效果分析有着积极意义,为保护具有机动能力的目标提供了新的思路,对抗干扰技术研究也有一定启示。第五章着重研究了移频式卷积调制干扰的有效区域。文中基于对干扰信号与真实点目标回波的对比分析,得出影响干扰信号聚焦的三个因素分别为:残余距离单元徙动、方位向匹配滤波器失配和多普勒带宽损失。以干扰信号聚焦效果为准则,得出移频式卷积调制干扰有效区域的解析表达式。研究显示,由于干扰信号良好聚焦的条件限定虚假散射中心必须位于以干扰机为中心的有限区域内,因而移频式卷积调制干扰仅能对以干扰机为中心的有限区域进行保护。


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