SAR多普勒移频间歇采样转发干扰方法

2016-10-18 02:20房明星毕大平沈爱国
系统工程与电子技术 2016年10期
关键词:移频干扰机干扰信号

房明星, 毕大平, 沈爱国

(电子工程学院, 安徽 合肥 230037)



SAR多普勒移频间歇采样转发干扰方法

房明星, 毕大平, 沈爱国

(电子工程学院, 安徽 合肥 230037)

针对波形捷变合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)提出一种新的干扰方法:多普勒移频间歇采样转发干扰。首先依据调频斜率捷变SAR信号方位向时延和多普勒移频的耦合特性,提出SAR多普勒移频干扰方法,在此基础上,为产生方位向位置精确可控的多假目标,结合方位向间歇采样转发干扰技术,研究了SAR多普勒移频间歇采样转发干扰机理,并对干扰效果及影响因素进行了详细分析。为同时形成距离向超前和滞后的假目标,建立了干扰应用模型,给出了各阶假目标能量补偿系数及多组假目标产生方法,可同时满足重点目标和重要区域的防护需求。理论分析和仿真实验证明了干扰方法的可行性、有效性。

合成孔径雷达; 波形捷变; 调频斜率捷变; 多普勒移频; 间歇采样

0 引 言

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、高分辨等特点,在军事侦察、地图测绘、资源勘探等方面得到了广泛应用[1]。尤其在阿富汗战争、伊拉克战争等高技术局部战争中发挥的重要作用,使得SAR干扰技术研究成为电子对抗领域的热点问题[2-5]。SAR通过二维匹配滤波可获得很高的相干处理增益,具有极强的抗干扰能力,可有效对抗传统的非相干干扰。数字射频存储技术(digital radio frequency memory,DRFM)能够高保真存储、模拟、转发干扰机截获的雷达信号,干扰信号可获得与雷达信号相当的相干处理增益,可对SAR形成逼真的假目标干扰,是未来SAR干扰技术的主要发展方向[6-7]。当前,基于DRFM的SAR干扰技术主要针对常规SAR,干扰技术研究已比较成熟,文献[8-10]根据线性调频信号时延和移频的耦合特性,采用DRFM全脉冲存储转发方式对SAR移频干扰技术进行了研究,不同移频方式情况下可在SAR距离向形成逼真点假目标、干扰条带或干扰区域;文献[11]则依据SAR线性调频信号方位向时延和多普勒移频的耦合特性,提出SAR方位向多普勒调制干扰,根据多普勒调制方式的不同可在SAR方位实现多种假目标干扰效果。基于DRFM的间歇采样转发干扰技术可解决干扰机收发隔离和距离向超前问题,是一种灵巧的相干干扰方式,文献[12]将间歇采样转发干扰技术应用于SAR干扰,提出SAR间歇采样转发干扰方法,可在SAR距离向形成超前和滞后的假目标串;文献[13]提出基于DRFM的方位向间歇采样转发干扰方法,该方法通过脉间收发分时可在方位向产生假目标串,解决了脉冲重复周期内收发分时导致的假目标滞后问题,可有效对抗脉冲前沿跟踪处理技术;在此基础上,文献[14]进一步提出了SAR二维间歇采样转发干扰技术,可在距离向和方位向同时生成虚假目标串,并给出了具体的干扰应用模型。

以调频斜率捷变和调频斜率极性捷变为代表的波形捷变SAR比常规SAR具有更强的抗干扰能力,传统的基于DRFM全脉冲存储转发方式难以对抗波形捷变SAR[15-16]。当前,针对波形捷变SAR的干扰研究主要基于DRFM的间歇采样转发干扰,文献[17]针对调频斜率捷变SAR提出间歇采样快/慢时间调制干扰,可对波形捷变SAR形成有效欺骗干扰,但快时间调制要求波形捷变信号具有时延和频移的强耦合性;文献[18]将间歇采样干扰与散射波干扰相结合,针对调频斜率捷变SAR提出间歇采样散射波干扰,可实现携带真实目标散射信息的多假目标干扰,但是干扰图像失真严重且需要较大的干扰功率;文献[19]分析了间歇采样转发干扰对调频斜率极性捷变SAR的干扰效果,在一定条件下可对SAR形成二维多阶假目标,但干扰信号存在较大的匹配失配。上述方法为波形捷变SAR提供了可行的干扰思路,但主要针对距离向间歇采样转发干扰展开的,目前,针对波形捷变SAR的方位向间歇采样转发干扰和多普勒移频干扰还未见报道。

波形捷变SAR距离向快时间信号不再具备典型线性调频信号规律,但在Fresnel近似条件下,方位向慢时间信号仍可视为线性调频信号[15,17],因此,本文依据方位向线性调频信号时延和多普勒的耦合特性,结合方位向间歇采样转发技术,提出波形捷变SAR多普勒移频间歇采样转发干扰,对其干扰效果及影响因素进行了详细分析,并给出了干扰应用模型。

1 波形捷变SAR多普勒移频间歇采样转发干扰机理

1.1波形捷变SAR信号模型及抗干扰性能分析

调频斜率捷变是波形捷变SAR的典型代表,因此以文献[15]的调频斜率捷变SAR为研究对象,分析多普勒移频间歇采样转发干扰对波形捷变SAR的干扰成像输出,调频斜率捷变SAR的信号波形为

(1)

式中,rect(·)为矩形窗函数;tr为距离向快时间;ta=mT(m=0,1,…,M)为方位向慢时间,T为脉冲重复周期,全时间t=tr+ta;f0为信号载频;(ur+γm)为第m个脉冲的调频斜率,ur为调频斜率的平均值,γm为第m个脉冲的调频斜率捷变值,γm呈伪随机数分布;Tp(m)为第m个脉冲的脉冲宽度,在信号带宽Br保持一定时,Tp(m)随调频斜率变化而变化,其平均值记为Tp。

波形捷变SAR抗干扰性能的核心在于[15,17]:分别采用SAR当前和上一次脉冲的匹配滤波参数对接收信号(包含回波信号和干扰信号)进行滤波处理,并利用两种情况下的匹配滤波结果构造“惩罚函数”,从而利用“惩罚函数”滤除干扰信号并获得真实回波信号的滤波结果,文献[15]研究结果表明,采用波形捷变SAR技术可获得20 dB以上的抗干扰处理增益。由于本文采用间歇采样转发干扰技术,干扰信号经过“惩罚函数”后未能进行滤除,因而可直接采用经典距离多普勒(range-Doppler,RD)成像算法对干扰信号进行匹配滤波分析[17-18]。

1.2SAR多普勒移频干扰

传统的SAR信号依据线性调频信号时延和频移的耦合特性,可对SAR实现距离向移频干扰,当SAR信号调频斜率捷变时,干扰所形成的假目标位置在距离向进行跳变,无法进行方位向的脉冲积累,因而距离向移频干扰无法对波形捷变SAR形成有效干扰。但在Fresnel近似条件下,调频斜率捷变SAR的点目标回波信号在方位向可视为线性调频信号,依据方位向线性调频信号时延和多普勒的耦合特性[13,17],提出针对波形捷变SAR的方位向多普勒移频干扰,其干扰信号表达式为

(2)

(3)

(4)

由于调频斜率捷变SAR信号带宽Br=(ur+γm)Tp(m),对Tp(m)近似取平均值Tp,则式(4)进一步简化为

(5)

(6)

(7)

式中,TL为合成孔径时间;ua=-2v2/λR0为方位向多普勒调频斜率;Ba=uaTL为多普勒带宽;(x0,y0)为真实目标坐标;v为SAR平台飞行速度。由式(6)可知,在无干扰时真实目标信号回波方位向峰值时刻为x0/v,多普勒移频干扰信号回波方位向峰值时刻为x0/v-Δfa/ua,干扰信号方位向峰值时刻相对于真实信号发生Δfa/ua偏移,且干扰信号输出主瓣展宽为原来的TL/(TL-Δfa/ua)倍,当Δfa>0为方位向超前偏移,Δfa<0为滞后偏移,假目标相应的方位向偏移量为

(8)

通常情况下波长λ、目标到SAR最短斜距R0为可侦测的固定值,若SAR平台保持平稳飞行即v为定值,则由式(8)可知,方位向偏移量ΔRa与多普勒移频量Δfa成正比,从而通过控制Δfa就可精确控制假目标在方位向偏移位置。可见,多普勒移频干扰对波形捷变SAR具有适应性,能够在方位向形成单个假目标欺骗干扰。

1.3SAR多普勒移频间歇采样转发干扰

单个假目标欺骗干扰效果比较简单,且容易被SAR通过信号处理等手段予以剔除,针对多普勒移频干扰只能在SAR方位向形成单个假目标的缺点,对多普勒移频干扰在方位向进行扩展,提出SAR多普勒移频间歇采样转发干扰方法。设方位向间歇采样信号p(ta)为矩形包络脉冲串,如图1所示,其表达式为

图1 方位向间歇采样脉冲串Fig.1 Azimuth intermittent sampling pulse series

(9)

式中,δ(·)为冲击函数;Tw为采样脉冲宽度;Ts为采样周期;通常情况下Tw≤T,Ts为信号脉冲重复周期Tr的整数倍。

对式(9)作傅里叶变换,可得p(t)的频谱为

(10)

式中,an=Twfssinc(nTwfs)为幅度加权系数,若令占空比D=Tw/Ts=Twfs,则an=Dsinc(nD)。

对式(2)进行方位向间歇采样,则SAR接收到的多普勒移频间歇采样转发干扰信号为

(11)

对干扰信号进行混频和距离向匹配滤波处理可得

(12)

对式(12)进行方位向匹配滤波可得干扰信号的最终成像结果为

(13)

(14)

2 干扰效果及影响因素分析

2.1假目标成像特性分析

由于干扰机转发延时τs的影响,干扰信号所形成的假目标在距离向滞后真实目标τsc/2,这里主要对SAR方位向的假目标成像特性进行分析。由式(8)、式(14)可知,干扰信号经过调频斜率捷变SAR系统后,在方位向形成多个幅度不同的逼真假目标,第n阶假目标方位向时间延迟和相应的位置偏移量为

(15)

由式(15)可知,当SAR平台保持平稳飞行即v为定值,假目标方位向位置偏移量与多普勒移频量Δfa、假目标阶数n以及间歇采样频率fs成正比。当n=0时表示假目标为第0阶主假目标,当n≠0,n=±1,±2…表示假目标为第n阶次假目标;当(Δfa+nfs)>0时ΔR>0,假目标为方位向超前偏移,当(Δfa+nfs)<0时ΔR<0,假目标为方位向滞后偏移,因此通过改变Δfa和fs,即可产生方位向位置精确可控的多个假目标。

相邻假目标间距为

(16)

(17)

当an=0或|nfs+Δfa|≥Ba时无干扰输出,从而可确定干扰信号形成的方位向假目标个数最大值为

(18)

式中,Floor[·]表示“向下取整”。式(17)为理想情况下所形成的方位向假目标个数最大值,在实际的SAR成像系统中,由于成像区域的限制假目标个数通常小于Nmax,假设方位向成像区域宽度为Wa,则SAR系统方位向成像区域范围内所形成的假目标个数最大值为

(19)

需要指出的是,接收机转发的干扰信号经过多普勒移频和方位向间歇采样后,干扰信号在方位向所形成的各阶假目标相对于真实目标的幅度都有一定程度的衰减,因此若使假目标幅度与真实目标幅度相当甚至强于真实目标,则必须对其幅度进行相应补偿。

2.2干扰参数的影响分析

多普勒移频量对干扰效果的影响比较简单,在假目标成像特性基础上,这里着重分析方位向间歇采样的采样周期和占空比对干扰效果的影响。

(1) 间歇采样周期对干扰效果的影响

由式(15)、式(16)、式(18)可知,间歇采样周期直接决定了假目标在方位向的间距,并与多普勒移频量共同控制着假目标在方位向的位置和数量,假目标间距、位置偏移量与间歇采样周期成反比,假目标数量与间歇采样周期成正比,间歇采样周期是SAR多普勒移频间歇采样转发干扰的重要指标。

(2) 占空比对干扰效果的影响

由式(19)可知,占空比直接决定干扰信号输出的幅度加权系数,从而影响干扰信号所产生的各阶假目标的幅度。占空比越大,方位向主假目标幅度越高,主假目标与各阶次假目标的幅度差异越大;占空比减小,主假目标和各阶次假目标的幅度都降低,但各阶次假目标幅度相对主假目标下降的更慢,因而可形成一个幅度相差不大的假目标群。可通过控制占空比,调节干扰能量在主假目标与各阶次假目标之间的分布,但占空比的降低会导致干扰平均功率的下降,在实际应用中需要对占空比进行适当选取。

2.3侦察误差的影响分析

上述分析讨论都是以SAR相关参数的准确侦察为前提的,在实际的干扰对抗中SAR参数的侦察误差是不可避免的,从而严重影响预期的干扰效果。假目标位置是干扰实施中最为关切的参数,这里主要分析侦察误差对假目标位置的影响,依据式(15),假设SAR信号载频、干扰机到SAR的斜距以及SAR平台速度的相对侦察误差分别为ξf、ξR、ξv,则第n阶假目标方位向实际位置偏移量为

(20)

从而可得第n阶假目标方位向位置误差为

(21)

具体分析侦察误差对干扰效果的影响,基于现有侦察系统性能,假设相对侦察误差ξf=ξR=ξv=0.1时,可得δR=-0.09ΔR,通常在ΔR较小情况下可忽略侦察误差对干扰效果的影响。通过对方位向位置误差的估算,可以更加有效地对干扰效果进行评估并指导干扰的实施。

3 干扰应用模型

在实际应用中干扰机存在转发延时,导致干扰所形成的假目标在距离向滞后真实目标,SAR系统通过脉冲前沿跟踪等信号处理手段可以对真实目标进行准确定位、识别。为提高SAR对抗效果,采用干扰机前置的方法产生位置超前的假目标,假设无SAR平台飞行轨迹的先验信息,则至少需要在被保护目标4个方向上部署相应的位置超前的干扰机,才能对来至各个方向的SAR实施有效干扰,干扰机部署模型如图2所示。

图2 干扰机部署模型Fig.2 Jammer deployment model

通常情况下,敌方SAR平台飞行轨迹的大致方向可通过侦察得到,且被保护目标的位置相对固定,因此仅需要在SAR飞行方向部署1~2部干扰机,当条件允许时可在防护沿线部署多部干扰机实施组网干扰。假设SAR平台沿方位向飞行,此时可用干扰机1对SAR实施干扰,干扰信号需要在被保护目标处产生假目标对其实施保护,假目标距离向位置通过干扰机转发延迟进行控制,因而仅对方位向位置进行控制就可产生相应位置的假目标,由式(15)可知,方位向位置偏移量ΔR与所需假目标阶数关系为

(22)

在间歇采样周期保持不变时,可通过调整多普勒移频量Δfa来控制假目标阶数n取得不同值。为了使虚假目标具有更逼真的干扰效果,必须对第n阶假目标幅度进行补偿,从而使假目标幅度达到甚至强于真实目标,由式(17)可得第n阶假目标的幅度补偿系数为

(23)

由式(22)和式(23)可知,采用不同Δfa和n将取得不同的补偿系数ρ,为了对干扰功率进行精确控制,应使得补偿系数取得最小值ρmin,从而最大限度降低对干扰功率的需求。n通常选取方位向距离被保护目标最近的假目标,Δfa越小,n越小,Δfa假目标能量衰减越小,所需的能量补偿越小,干扰越容易实现。

通过以上方法可形成方位向位置精确可控假目标串,并可利用其中的第n阶假目标对重点目标进行保护。若要对重要区域产生复杂的二维假目标干扰效果,则需要同时产生距离向位置超前和滞后的多组假目标,其中滞后的假目标可通过转发延时进行控制,而超前的假目标要求干扰机位置超前被保护目标,且干扰机位置超前带来的干扰时间提前量能够抵消干扰器件的转发延时,从而实现假目标距离向位置的超前;多组假目标可通过单部干扰机在采样间歇期对所存储干扰信号的多次重复转发来实现,但是所形成的多组假目标是关于方位向规律分布的,容易被SAR系统予以识别、剔除,因此为了破坏多组假目标分布的规律性,可采用多部干扰机组网工作,每部干扰机设置不同的多普勒移频、间歇采样信号和转发延时,从而形成杂乱无章的多组假目标干扰效果。

4 仿真实验分析

设SAR成像场景距离向范围为[9 800 m,10 200 m],方位向范围为[-150 m,150 m],场景中心坐标为[1 000 m,0 m],调频斜率捷变系数[γm/μr]的最大值为0.3,干扰机位于场景中心,干信比为10 dB,SAR系统其他参数如表1所示。依据式(2)、式(11)产生干扰信号,将干扰信号与目标回波信号进行累加,并利用RD算法进行成像处理。

表1 仿真实验参数

干扰机位于参考目标位置,暂不考虑干扰机转发延时。图3为多普勒移频干扰仿真结果,其中图3(a)为多普勒移频量Δfa=-20 Hz的干扰效果,按照式(8)可得干扰所形成的假目标在参考目标的方位向向上偏移74.5 m,真实偏移量为74.3 m,理论值和真实值基本一致;图3(b)为多普勒移频量Δfa=20 Hz的干扰效果,此时假目标相对参考目标在方位向向下偏移74.5 m。可见,多普勒移频干扰可在调频斜率捷变SAR方位向形成单一的假目标,且假目标偏移量与理论分析一致。

图4为方位向间歇采样干扰仿真结果,间歇采样周期Ts=10T,占空比D=1/5。由图4(a)的二维成像结果可以看出,方位向间歇采样干扰能够在调频斜率捷变SAR方位向形成等间距对称分布的假目标串,主假目标和参考目标重合,依据式(16)、式(19)可得假目标间距为43.4 m,方位向假目标数量为7;由图4(b)可以看出,干扰所形成的主假目标幅度最大,各阶次假目标幅度随着阶数的上升幅度依次递减,假目标的间距、个数、分布特性等结果均与理论分析一致。

图3 多普勒移频干扰Fig.3 Doppler shift-frequency jamming

图4 方位向间歇采样转发干扰Fig.4 Azimuth intermittent sampling repeater jamming

图5为多普勒移频间歇采样干扰仿真结果,此时Δfa=-20 Hz,Ts=10T,D=1/5,对比图4可以看出假目标串整体向上偏移了74.5 m,各阶假目标幅度都有所降低,且各阶假目标位置偏移量与式(15)理论值一致。可见,通过改变Δfa和fs就可以产生方位向位置精确可控的多个假目标对重点目标进行保护,从而验证了本文干扰方法的可行性和有效性。

图5 多普勒移频间歇采样转发干扰Fig. 5 Doppler shift-frequency intermittent sampling repeater jamming

间歇采样周期以及占空比对常规SAR和调频斜率捷变SAR在方位向干扰效果的影响相同,文献[13]已对间歇采样周期以及占空比对干扰效果的影响进行了详细的仿真分析,这里不再赘述。下面主要对本文干扰应用模型进行仿真验证,假设干扰机转发延时τs=5 μs,被保护目标坐标为(10 000,-60 m),幅度与参考目标相同,干扰所形成的假目标在距离向滞后真实目标750 m,若要形成距离向位置相同的假目标,则干扰机的部署位置需超前被保护目标750 m,间歇采样信号参数保持不变,由式(22)和式(23)可知,当幅度补偿系数取得最小值ρmin时,可得假目标阶数n=1,所需的多普勒移频量为Δfa=-4.4 Hz,此时所需补偿的干扰能量为4.1 dB即JSR=14.1 dB,能量补偿前、后干扰效果分别如图6和图7所示。可见,能量补偿后第1阶假目标坐标、幅度均与被保护目标一致,可形成逼真的欺骗干扰效果。

图6 能量补偿前干扰效果Fig.6 Jamming effect before energy compensation

图7 能量补偿后干扰效果Fig.7 Jamming effect after energy compensation

进一步验证侦察误差对实际干扰应用模型的影响,在图7仿真实验基础上,假设相对侦察误差ξf=ξR=ξv=0.1,其余仿真条件不变,图8为侦察误差情况下能量补偿后的干扰效果。由图8可知,当存在侦察误差时,能量补偿后所产生的第1阶假目标方位向坐标相对图7产生约1.5 m的误差,且假目标幅度略有损失,但仍与被保护目标基本一致,仍能够达到逼真的干扰效果。可见,本文方法对侦察系统的精度要求较低,对侦察误差具有较强的适应性。

图8 侦察误差情况下能量补偿后干扰效果Fig.8 Jamming effect with reconnaissance errors after energy compensation

上文主要对精确产生单个逼真假目标进行了分析,实际应用中通常需要同时产生距离向位置超前和滞后的多组假目标对较大的区域目标进行防护,此时可通过单部干扰机在采样间歇期对所存储干扰信号进行多次重复转发来实现,也可通过多部干扰机组网工作达到更加复杂的欺骗干扰效果,仿真结果如图9所示。

图9(a)为单部干扰机在采样间歇期对干扰信号多次重复转发的干扰效果,此时间歇采样周期Ts=20T,占空比D=1/5,多普勒移频量Δfa=-10 Hz,干扰机转发延时τs=5 μs,为了产生超前场景中心100 m的假目标,干扰机的部署位置需超前场景中心至少850 m。为产生多组假目标干扰效果,在采样间歇期对干扰信号进行次转发,每次转发的间隔时间为0.17 μs,对应的距离向间距为25 m,从而产生了5组等间距对称分布的假目标串,可形成较大区域的欺骗干扰效果。图9(a)中的假目标分布比较规则,因而容易被SAR系统识别、剔除,为取得更好的干扰效果,采用5部干扰机组网工作,每部干扰机设置不同的多普勒移频、间歇采样信号和转发延时,此时将产生杂乱无章的多组假目标,干扰效果如图9(b)所示,当假目标足够密集时可产生压制干扰效果。通过以上仿真分析可知,本文方法不仅能够对调频斜率捷变SAR产生逼真的点假目标欺骗干扰,对重点目标进行防护,还可以产生多组假目标对重要区域进行保护,是对抗调频斜率捷变SAR系统的有效干扰样式。

图9 多组假目标干扰效果Fig.9 Jamming effect of multiple sets of false targets

5 结 论

对采用波形捷变抗干扰手段的SAR干扰技术研究是电子对抗领域的热点和难点问题。本文针对波形捷变SAR信号方位向特点,将SAR方位向多普勒移频干扰和方位向间歇采样干扰相结合,提出波形捷变SAR多普勒移频间歇采样干扰转发干扰,并建立了干扰应用模型,理论推导和仿真分析表明,该方法既可精确形成点假目标对重点目标进行防护,也可利用单部干扰机在采样间歇期的重复转发或多部干扰机组网工作,产生多组假目标对重要区域进行保护,具有侦察依赖度低、干扰功率利用率高的优点,为解决波形捷变SAR对抗难题提供了有效途径。

[1] Cumming I G, Wong F H.Digitalprocessingofsyntheticapertureradardata:algorithmsandimplementation[M]. Boston: Artech House, 2009:1-9.

[2] Bai Z G, Xie H, Ma X Z. An overview on the techniques of SAR ECM and ECCM[J].ElectronicsOptics&Control, 2012, 19(2): 47-52. (柏仲干,谢虹,马孝尊,等. SAR 干扰/抗干扰技术的现状与发展[J]. 电光与控制, 2012,19(2):47-52.)

[3] Zhou F, Zhao B, Tao M L, et al. A large scene deceptive jamming method for space-borne SAR[J].IEEETrans.onGeoscienceandRemoteSensing, 2013, 51(8):4486-4489.

[4] Huang L, Dong C X, Zhao G Q. Investigation on countermeasure against SAR dual-channel cancellation technique with multi-jammers[J].JournalofElectronics&InformationTechno-logy, 2014, 34(4):903-907. (黄龙,董春曦,赵国庆. 利用多干扰机对抗SAR 双通道干扰对消技术的研究[J]. 电子与信息学报, 2014,34(4):903-907.)

[5] Xu L T, Feng D J, Liu Q F, et al. ISAR decoy generation by utilizing coherent multiplica-tion modulated jamming[J].ActaElectronicSinica,2014,42(12):2501-2507.(徐乐涛,冯德军,刘庆富,等. 对逆合成孔径雷达的乘积调制干扰方法[J]. 电子学报,2014,42(12): 2501-2507.)

[6] Liu Q F, Xing S X, Wang X S, et al. A strip-map SAR coherent jammer structure utilizing periodic modulation technology[J].ProgressinElectromagneticResearchB, 2011, 28:111-128.

[7] Li C Z, Su W M, Gu H, et al. Improved interrupted sampling repeater jamming for synthetic aperture radar[J].ChineseJournalofRadioScience, 2014, 29(6):1045-1050. (李传中,苏卫民,顾红,等. 改进的合成孔径雷达间歇采样转发干扰[J]. 电波科学学报,2014, 29(6):1045-1050.)

[8] Huang H X, Huang Z T, Zhou Y Y. A study on the shift-frequency jamming to SAR[J].JournalofAstronautics, 2006, 27(3):463-468. (黄洪旭,黄知涛,周一宇. 对合成孔径雷达的移频干扰研究[J]. 宇航学报,2006,27(3): 463-468.)

[9] Huang H X, Huang Z T, Zhou Y Y. Randomly-shift-frequency jamming to synthetic aperture radar[J].SignalProcessing, 2007, 23(1):41-45. (黄洪旭,黄知涛,周一宇. 对合成孔径雷达的随机移频干扰[J]. 信号处理, 2007,23(1):41-45.)

[10] Huang H X, Huang Z T, Wu J, et al. Stepped shift frequency jamming to SAR[J].JournalofAstronautics, 2011, 32(4):888-902. (黄洪旭,黄知涛,吴京,等. 对合成孔径雷达的步进移频干扰[J]. 宇航学报,2011,32(4):888-902.)

[11] Wu X F, Dai D H, Wang X S, et al. Doppler modulation jamming in azimuth to SAR[J].ModernRadar, 2010, 32(10):56-60. (吴晓芳,代大海,王雪松,等. SAR方位向多普勒调制干扰[J]. 现代雷达,2010,32 (10):56-60.)

[12] Wu X F, Wang X S, Lu H Z. Study of intermittent sampling repeater jamming to SAR[J].JournalofAstronautics, 2009, 30(5):2043-2048.(吴晓芳,王雪松,卢焕章. 对SAR的间歇采样转发干扰研究[J]. 宇航学报,2009,30(5):2043-2048.)

[13] Wu X F, Bai Z G, Dai D H, et al. Azimuth intermittent sampling repeater jamming to SAR[J].SignalProcessing, 2010, 26(1):1-6. (吴晓芳,柏仲干,代大海,等. 对SAR的方位向间歇采样转发干扰[J]. 信号处理,2010,26(1):1-6.)

[14] Cai X F, Song J S, Zheng Y A , et al. SAR jamming technology based on 2-D intermittent sampling delay repeater and its application[J].SystemsEngineeringandElectronics, 2015, 37(3):566-571. (蔡幸福, 宋建社,郑永安,等. 二维间歇采样延迟转发SAR干扰技术及其应用[J]. 系统工程与电子技术,2015,37(3):566-571.)

[15] Soumekh M. SAR-ECCM using phase-perturbed LFM chirp signals and DRFM repeat jammer penalization[J].IEEETrans.onAerospaceElectronicSystems, 2006, 42(1):191-205.

[16] Feng X Z, Xu X J. Study of countermeasures to deceptive jamming using random linear modulation frequency ratio SAR[J].SystemsEngineeringandElectronics, 2009, 31(1):69-73. (冯祥芝,许小剑. 随机线性调频斜率SAR抗欺骗干扰方法研究[J]. 系统工程与电子技术,2009,31(1):69-73.)

[17] Yang W H, Chen Y G, Wang T. Intermittent sampling jamming against waveform agile SAR modulated in fast or slow time[J].SystemsEngineeringandElectronics, 2012, 34(12):2456-2462. (杨伟宏,陈永光,王涛. 对波形捷变SAR的间歇采样快/慢时间调制干扰[J]. 系统工程与电子技术,2012,34(12): 2456-2462.)

[18] Yang W H, Liu J, Wang T. Intermittent sampling scatter-wave jamming against SAR[J].JournalofAstronautics, 2012, 33(3): 365-373. (杨伟宏,刘进,王涛. SAR间歇采样散射波干扰[J]. 宇航学报,2012,33(3): 365-373.)

[19] Zhang J K, Dai D H, Xing S Q, et al. Analysis of jamming effect on intermittent sampling repeater jamming to CRPJ-SAR[J].SystemsEngineeringandElectronics, 2015, 37(5):1030-1034.(张静克,代大海,邢世其, 等. 对调频斜率极性捷变SAR间歇采样转发干扰效果分析[J]. 系统工程与电子技术, 2015,37(5):1030-1034.)

Doppler shift-frequency intermittent sampling repeater jamming for SAR

FANG Ming-xing, BI Da-ping, SHEN Ai-guo

(Electronic Engineering Institute, Hefei 230037, China)

A new jamming method for waveform agile synthetic aperture radar(SAR) is proposed—Doppler shift-frequency intermittent sampling repeater jamming. Firstly, by utilizing the coupling relationship between the azimuth time delay and Doppler shift-frequency of frequency modulation slope jittered SAR, the Doppler shift-frequency jamming method is proposed. Then, in order to produce multiple false targets with the accurate azimuth location, combined with the azimuth intermittent sampling repeater jamming, the mechanism of Doppler shift-frequency intermittent sampling repeater jamming is researched, and the jamming effect and influencing factors are analyzed in detail. Finally, in order to produce fronted and lagged false targets at the same time, the jamming application model is established, and the energy compensation coefficient of each false target and the method of producing multiple sets of false targets are brought forward. The jamming application model can meet the needs of protecting key targets and important areas. Theoretical analysis and computer simulation justify the validity and efficiency.

synthetic aperture radar(SAR); waveform agile; frequency modulation slope jittered; Doppler shift-frequency; intermittent sampling

2015-09-10;

2016-05-29;网络优先出版日期:2016-07-14。

国家自然科学基金(61171170)资助课题

TN 974

A

10.3969/j.issn.1001-506X.2016.10.10

房明星(1988-),男,博士研究生,主要研究方向为SAR信号处理及对抗技术。

E-mail:mingxingfang89@163.com

毕大平(1965-),男,教授,博士研究生导师,主要研究方向为电子对抗侦察和干扰新技术。

E-mail:DAPEEI@163.com

沈爱国(1975-),男,讲师,博士,主要研究方向为雷达信号处理、雷达干扰与抗干扰技术。

E-mail:shenaiguo_405@sina.com

网络优先出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2422.TN.20160714.1231.004.html

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