一种SAR压制干扰区域扩展的方法改进

罗 强，朱守保，闫常浩，童创明

（1.第二炮兵工程学院 101教研室，陕西 西安 710025；2.空军工程大学 导弹学院，陕西 三原 713800）

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一种高分辨率成像雷达。具有全天时、全天候和透视性等特点，已广泛用于军事侦查、地图测绘以及导弹末端图像匹配制导等方面[1]。不论在民用还是在军事领域，合成孔径雷达占据着越来越重要的地位，尤其在军事上，这点从现代的几次战争中不难看出。如何干扰合成孔径雷达，保护己方的目标成为现代电子战（EW）中的重要课题[2]。

压制式干扰是对特定区域进行噪声覆盖，使敌方不能够对特定区域成像。笔者分析了正弦调频转发干扰的方法，发现其能够有效的覆盖重点区域达到较好的干扰效果。方位向间歇采样可产生沿方位向分布的虚假目标同时也降低了雷达接收机采样频率，有利于收发共用天线干扰机的工程实现。笔者将两种方法结合，得到一种易于工程实现且能够有效扩大压制式干扰区域的干扰方法。

1 正弦调频干扰信号频谱分析

设合成孔径雷达发射的线性调频信号表达式为：

其中，A0为信号幅度；fc为信号载频；Kr为信号的调频率。对于距离向正弦调频信号模型为

式中Jl（mfr）为第一类i阶贝塞尔函数。经过与距离压缩网络 s*（-t）卷积得

其中sr（t）为未经干扰匹配滤波后的信号。可以看出正弦调频相当于对信号进行了无数次频谱搬移，根据移频原理可知，这样会造成无数个虚假目标点。实际上由于贝塞尔函数值的大小和接收带宽的影响产生的有效虚假目标数目还是有限的。由移频原理可知虚假目标之间的距离为

对于线性调频信号经过压缩网络后形成的sinc脉冲的距离宽度（距离向分辨率ρr）为：

由式（5）与式（6）可知，若 Tp≤Trsin，则 △xr≤ρr那么虚假目标在空间上不能被区分开，那么就会形成压制式干扰模式。

因为方位向信号也是线性调频信号，所以分析方法与结果与距离向有相似性。设s0（t，η）为干扰机接收到的雷达信号，对于方位向正弦调频信号模型为[4-5]

结合式（3）可得

经过与方位向压缩网络 s*（t，-η）卷积，结合式（4）得到

其中，η为方位向慢时间；sra（t，η）为未经干扰信号的压缩输出。由于距离向与方位向正弦调频干扰相互独立互不干扰，所以二维正弦调频干扰信号为

结合式（4）与式（9），可以推出 sj（t，η）在经过二维压缩后得到

2 改进的干扰方法

2.1 方位向间歇采样转发干扰分析

SAR 方位向间歇采样转发的原理是截获到SAR发射的脉冲信号后，进行高保真采样和存储，在下一个或数个脉冲重复周期后转发除去；然后再接收、采样、存储、转发。如此交替反复直到合成孔径时间结束。设方位向的采样信号为[6-7]

干扰信号经过距离向压缩网络匹配滤波器与方位向匹配滤波器后，信号为[6]

其中 fs为间歇采样频率；an=Twfssinc（nTwfs）为幅度加权系数，D=Twfs为占空比；由式（14）可以看出干扰信号经SAR匹配滤波输出的方位向形成多个高度逼真，幅度有一定差异的假目标。

2.2 扩展干扰区域范围方法

为了在方位向扩大压制式干扰信号的覆盖范围，可将两种方法进行有效的结合，因为两种方法相互独立，那么结合式（10）与式（13）可得雷达干扰机在接收到信号 s0（t，η）后处理信号变为

3 实验仿真分析

由上面的分析可知，不论是正弦调频干扰还是间歇采样干扰，不同的参数设置会产生不同的干扰效果。由于研究的主要方向为压制式干扰，所以在试验中仅对产生压制式干扰效果的参数进行仿真。实验仿真参数为载频3 GHz、距离向频宽50 MHz、发射脉宽 5 μs、载机速度 100 m/s、天线尺寸 4 m、测绘中心坐标（10 000，0）、载机高度 4 000 m。

图1 无干扰点目标Fig.1 Point target figure without jamming

图2 距离向正弦调频干扰Fig.2 Sinusoidal FM jamming on distance range

图3 方位向正弦调频干扰Fig.3 Sinusoidal FM on azimuth

实验仿真了6幅图，说明了正弦调频干扰、方位向间歇采样和两种方法结合的干扰效果和特性，由于观察的需要对每幅图都进行了局部放大处理。首先图1表示没有干扰情况下的点目标。图2与图3是为了说明正弦调制信号能分别在距离向和方位向产生压制式干扰效果。其中图2仿真了当mfr=8、Trsin=1.1Tp情况下的干扰效果，从实验结果可以看出此时相邻脉冲不能有效分开，形成了压制式的干扰效果。图3仿真在mfa=4、Tasin=4TLsar情况下的干扰效果，仿真结果与距离向一样都形成了压制的干扰效果。图4为二维正弦调频干扰，距离向和方位向的参数与图2、图3一致，此种情况下干扰信号会产生覆盖一定区域噪声，且覆盖范围为方位向（-40 m，40 m）。图5为方位向间歇采样干扰仿真，其中Tw=0.01TLsar，占空比0.25。图6为将两种方法结合的干扰效果，参数与前5幅图一致。可以看出图6的压制式干扰覆盖范围距离向与图4一致，但是方位向覆盖范围为（-120 m，120 m）。覆盖范围明显扩大。实验结果证实了方法的有效性。

图4 二维正弦调频干扰Fig.4 2-D sinusoidal FM jamming

图5 方位向间歇采样干扰Fig.5 Azimuth intermittent sampling jamming

图6 两种方法结合的干扰Fig.6 Jamming of two methods combined

4 结束语

本文分析了正弦调频干扰、方位向间歇采样能够产生虚假目标的原理。从一维正弦调频入手，发现一维调频会产生沿一条直线分布的假目标；因为距离向与方位向不相关，所以将两向干扰级联合并成为二维干扰，发现二维干扰能产生分布面积较大干扰效果。以产生压制式干扰为研究重点，已实验验证了能产生覆盖一定区域的压制式干扰。方位向间歇采样转发干扰在保证产生虚假目标的同时，也解决了高速采样和同时收发天线隔离度高的难题，以易于工程实现、干扰机理巧妙、欺骗效果好的诸多优点[6]。本文结合两种方法的优点，推出一种可以有效扩大干扰覆盖范围的方法，并且利用实验验证了方法的有效性和高效性。本文只是定性的分析了两种方法的结合可以扩大干扰范围，但是针对各种参数的变化会对干扰效果产生不同的影响，需要定量分析。这将是下一步研究的重要方向。

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