广域目标检测中SAR散射波干扰方法研究

作     者：高冰洁 

作者单位：合肥工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郎文辉;艾小凡

授予年度：2022年

学科分类：11[军事学] 080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 110503[军事学-军事通信学] 0810[工学-信息与通信工程] 1105[军事学-军队指挥学] 1104[军事学-战术学] 082601[工学-武器系统与运用工程] 081105[工学-导航、制导与控制] 0826[工学-兵器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：多普勒波束锐化 TOPSAR 电子对抗 欺骗干扰 散射波干扰 

摘      要：合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)由于其出色的性能和广泛的应用,自诞生以来得到了广泛的关注。SAR在深度上和广度上不断地发展,分辨率和成像范围不断地提高,出现了多种工作模式以及新颖的成像算法。广域检测是SAR技术发展追求的目标之一,传统的广域目标检测系统中大多采用多普勒波束锐化(Doppler Beam Sharpening,DBS)成像方法,DBS虽然能够大范围地对观测区域进行成像,但工作在Scan SAR(扫描)模式下成像结果会出现扇贝(Scalloping)效应。而地面观测循序扫描合成孔径雷达(Terrain Observation by Progressive scan SAR,TOPSAR)成像方式则考虑了波束的扫描和转动,以保证目标被天线方向图完整照射,消除了Scalloping效应,在战场侦察、地面监视领域发挥了重要作用。随着广域目标检测雷达的广泛应用,其干扰技术在电子对抗领域引起了重点关注。基于以上背景,本文对广域目标检测中SAR散射波欺骗干扰方法展开了深入研究。论文的主要研究工作如下:1、针对DBS雷达提出了两种散射波欺骗干扰方法,第一种为无调制的散射波干扰方法,该方法无需侦查参数,仅需对干扰机截获的信号放大后向待保护区域转发,以在场景中的特定位置生成虚假目标,实验仿真验证了该方法的有效性。另一种是二维调制散射波干扰方法,通过对干扰机截获的信号进行时延和多普勒频移调制后向目标区域转发,在DBS图像中的精确位置生成假目标,并根据理论推导和实验仿真分析了侦察误差对假目标生成位置的影响。2、提出了对抗TOPSAR和三通道TOPSAR-GMTI系统的散射波干扰方法。采用全孔径成像算法,深入分析了该干扰方法对TOPSAR和TOPSAR-GMTI工作模式的干扰效果。针对TOPSAR,确定了散射波干扰信号所形成的假目标位置,从可实现性对干扰性能进行了分析,并给出了仿真结果。针对TOPSAR-GMTI,详细研究了散射波干扰的对抗效果和干扰能量对消特性,结果表明对消后真实目标和虚假目标幅度具有相同的正弦调制特性,通过理论分析和仿真实验验证了散射波干扰对抗TOPSAR-GMTI的有效性。