多通道SAR GMTI干扰技术研究

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多通道合成孔径雷达地面运动目标检测(Synthetic Aperture Radar Ground Moving Target Indication,SAR GMTI)算法能够获取地面运动目标的精确信息,对军事敏感目标的生存构成了威胁。针对多通道SAR GMTI的干扰技术研究已经成为当前电子对抗领域中一个重要的研究主题。传统干扰技术对抗三通道沿航迹干涉对消算法存在三个缺点:1)单站干扰效果在检测结果中会被对消或者被抑制;2)在整个检测过程中无法产生噪声压制干扰;3)无法产生逼真的虚假运动目标。为了克服这些缺点,从三个方面研究了对抗三通道沿航迹干涉对消算法的干扰技术,包括基于单站干扰机的干扰技术,对整个检测过程实现有效干扰的噪声压制干扰技术和虚假运动目标与场景欺骗干扰技术。本文的主要内容可以概括为:首先,分析了单站干扰效果在检测结果中被三通道沿航迹干涉对消算法抑制的原因。基于单站的传统欺骗干扰算法和传统噪声压制干扰算法的干扰效果被划分为干扰增强区和干扰减弱区。处于干扰减弱区的干扰效果将被抑制或者被对消。通过分析单站干扰场景,单站干扰效果被抑制是由于通道之间的相位差包含着干扰机和干扰效果的方位向位置。经过三通道沿航迹干涉对消算法处理之后,形成了以干扰机为中心的方位向干扰滤波器。根据干扰效果和干扰机在检测结果中的方位向位置,干扰效果被方位向干扰滤波器抑制。其次,提出了基于双站的噪声压制干扰算法对抗三通道沿航迹干涉对消算法。通过控制双干扰站的间距以破坏相位差,使方位向干扰滤波器无法形成,则噪声压制干扰可以覆盖整个检测过程。该算法克服了单站干扰效果被抑制或者被对消的缺点。相比于传统多站欺骗干扰,干扰信号间的相位和幅度无需精确控制。除此之外,在检测结果中基于双站的噪声压制干扰的能量高于基于单站的噪声压制干扰的能量。再次,提出了基于窄波束天线的散射波欺骗干扰算法对抗三通道沿航迹干涉对消算法。搭载在无人机上的干扰机截获雷达信号后,通过控制飞行速度和干扰机波束足迹位置,将截获的雷达信号对指定位置进行照射。干扰信号经过地面散射点的散射后,在检测结果中形成逼真的虚假运动目标。经过三通道沿航迹干涉对消算法处理后,分析地面运动目标和虚假运动目标的距离向位置、方位向位置、多普勒斜率与检测结果的差异,选定无人机的速度和干扰机波束足迹的位置。相比于传统欺骗干扰算法,无需相位调制和时间延迟调制,降低了计算复杂度。最后,提出了基于双站幅度调制的虚假运动场景欺骗干扰算法对抗三通道沿航迹干涉对消算法。双干扰机利用多普勒移频调制和延迟调制在指定位置产生相同的虚假运动场景。设置幅度比控制两个虚假场景叠加后产生的各点的相位,达到方位向初始运动位置可控的目的。理论分析表明算法能够在指定区域产生方位向初始运动位置和幅度可控的虚假运动场景。分析了干扰效果和影响因素,建立了干扰算法的应用模型,给出了虚假运动场景的方位向初始运动位置和幅度补偿系数的设置方法,并讨论了该算法对双干扰机方位向位置的要求。本文研究的多通道SAR GMTI干扰技术,克服了传统干扰技术的不足。采用理论分析和仿真实验相结合的方法验证了干扰算法的有效性。研究成果对干扰多通道SAR GMTI算法具有重要的参考价值。
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