分布式星载SAR干扰与抗干扰研究

论文摘要

分布式星载SAR是一种新概念天基雷达系统,它具备高分辨率、大测绘带成像能力,并且能够执行干涉测高和运动目标检测任务,具有比单星SAR或多星雷达简单组网更强的性能和更大的灵活性,是未来天基雷达发展的重要方向之一。干扰敌方的雷达系统同时保障我方雷达系统正常工作是电子对抗研究中备受关注的两个问题,本文针对分布式星载SAR系统的特点,研究了分布式星载SAR的干扰和抗干扰技术。论文第一章介绍了分布式星载SAR系统的两种典型工作模式:一发多收模式和多发多收模式,介绍了SAR干扰和抗干扰技术的研究现状,为研究分布式星载SAR的干扰和抗干扰技术提供了依据。第二章研究了分布式星载SAR的基本原理。建立了分布式星载SAR的信号模型,从功率角度给出了系统的雷达方程、信噪比以及噪声等效系数,为干扰和抗干扰技术的研究奠定了基础。第三章研究了针对分布式星载SAR的压制干扰技术。研究了噪声干扰的功率需求,在图像域分析了不同条件下的干扰效果。研究了微调线性调频(LFM)信号参数的干扰方法,通过雷达接收机LFM信号匹配滤波器的中心频率和调频率的失配,达到干扰的目的。第四章研究了针对分布式星载SAR的欺骗干扰技术。利用无源定位技术,提出了一种基于双站无源定位和航迹预测相结合的方法,实现了逼真的欺骗干扰。研究了动目标干扰问题,提出了一种欺骗式动目标干扰方法。深入分析了场景散射欺骗干扰方法的聚焦性能。提出了干扰机组网的布阵原则和方法,克服了单个干扰机很难对SAR实现大面积干扰的缺点。第五章研究了基于分布式系统柔性阵列结构的空域抗干扰技术。提出使用频带分割来解决星载分布式SAR系统的宽带问题,使得波束形成技术的应用成为可能。提出联合各个卫星上子阵数据并进行空域采样重建,实现了基于周期性均匀采样重建的抗干扰方法。研究了不同编队构形下分布式系统的抗干扰性能,将普通阵列中的优化阵列概念和分布式系统结构的柔性特点相结合,在不增加系统代价的前提下,提高了系统抗干扰性能。提出了一种基于稀疏编队构形的空/频域联合抗干扰方法,通过使用不同的编队构形以及频率分集技术,提高了空域分辨率,降低了栅瓣,进一步提高了抗干扰性能。第六章研究了基于信号设计的分布式星载SAR抗干扰技术。针对空域抗干扰技术难于抑制场景散射干扰的缺点,提出了一种基于调频率极性捷变和限幅过程相结合的抗干扰方法,通过脉间捷变调频率极性,并对干扰的匹配结果进行限幅,大大提高了抗干扰效果。提出了基于正交编码捷变的抗干扰方法,使用遗传算法搜索正交编码集,在不同的慢时刻使用相互正交的编码信号,并与随机初相方法相结合,有效地抑制了基于转发的有源干扰。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 分布式星载SAR研究现状
• 1.3 SAR干扰技术研究现状
• 1.4 SAR抗干扰技术研究现状
• 1.5 本文主要工作
• 第二章 分布式星载SAR基本原理
• 2.1 引言
• 2.2 分布式星载SAR典型工作模式
• 2.3 分布式星载SAR回波信号模型
• 2.4 分布式星载SAR雷达方程研究
• 2.5 小结
• 第三章 针对分布式星载SAR的压制干扰技术
• 3.1 引言
• 3.2 噪声干扰方法
• 3.3 微调参数干扰方法
• 3.3.1 微调调频率干扰原理及仿真分析
• 3.3.2 微调中心频率干扰原理及仿真分析
• 3.4 微调参数干扰与噪声干扰的性能比较
• 3.5 小结
• 第四章 针对分布式星载SAR的欺骗干扰技术
• 4.1 引言
• 4.2 欺骗式场景/目标模拟干扰方法
• 4.2.1 原理
• 4.2.2 仿真试验
• 4.2.3 性能分析
• 4.3 场景散射干扰方法
• 4.3.1 干扰原理
• 4.3.2 仿真实验
• 4.3.3 性能分析
• 4.4 干扰机组网方法
• 4.4.1 组网的必要性
• 4.4.2 干扰机组网方法
• 4.5 小结
• 第五章 分布式星载SAR的空域抗干扰技术
• 5.1 引言
• 5.2 一种基于周期性均匀采样重建的抗干扰方法
• 5.2.1 频带划分
• 5.2.2 基于周期性均匀采样重建的抗干扰方法
• 5.2.3 仿真结果与分析
• 5.3 不同编队构形时的分布式星载SAR抗干扰性能分析
• 5.3.1 基于空域信息的抗干扰技术
• 5.3.2 构形的选择
• 5.3.3 仿真实验
• 5.4 分布式星载SAR的空/频域波束形成抗干扰方法
• 5.4.1 空/频域抗干扰算法
• 5.4.2 空/频体制的选择
• 5.4.3 仿真验证
• 5.5 小结
• 第六章 基于信号设计的分布式星载SAR抗干扰技术
• 6.1 引言
• 6.2 基于脉间信号参数捷变的抗干扰方法
• 6.2.1 随机初相抗干扰方法
• 6.2.2 基于调频斜率极性捷变和限幅过程的抗干扰方法
• 6.3 基于编码捷变的抗干扰方法
• 6.3.1 相位编码信号和遗传算法搜索步骤
• 6.3.2 仿真结果与分析
• 6.4 小结
• 第七章 结束语
• 7.1 本文的主要工作
• 7.2 本文的主要创新点
• 7.3 需要进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果