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合成孔径雷达三维有源欺骗干扰

唐波1

,郭琨毅2

,王建萍

(1.北京科技大学信息工程学院通信系,北京100083;2.北京理工大学信息科学与技术学院,北京100081)

摘要: 该文提出对合成孔径雷达实施三维有源欺骗干扰,因为传统的二维有源欺骗干扰不能对抗具有三维观测能力的干涉合成孔径雷达.与仅需使用一台干扰机的二维有源欺骗干扰不同,三维有源欺骗干扰的实现依赖于两(或多)个干扰机的配置.文中对三维有源欺骗干扰的误差进行了分析.最后,文章对有源欺骗干扰的图像自然衔接问题进行了讨论,通过压制真假图像的衔接边缘,可以解决欺骗图像与真实图像的自然衔接问题.

关键词: 合成孔径雷达(SAR,Synthetic Aperture Radar);电子战;有源欺骗干扰;三维有源欺骗干扰中图分类号: TN958 文献标识码: A 文章编号: 0372-2112(2007)06-1203-04

The 3D Active D eception Jamming of SAR

TANG B o 1,G UO Kun -yi 2,WANG Jian -ping 1

(1.De part me nt o f Communication Enginee ring,Sc hool o f In formation Engine ering ,U niversity o f Sc ienc e and Te chnology Be ijing ,Bei jing 100083,China ;2.School o f Information Sc ienc e and Te chnology,Bei j ing Institute of Science and Tec hnology ,Be ijing 100081,China)

Abstract: This paper stu dies the 3-dimension active deception jamming instead of the 2-di mension active deception jamming which is invalid for interferometric SAR (InSAR).The 3-dimension active deception jamming need two or more jammers,compar -ing to that the 2-dimension active deception jamming need only one jammer.This paper studies the error of the 3-dimension active deception jamming.This paper also studies the problem of how to deal with the edge of the active deception jamming image.It is a preferable method to blot out the edge of the images.It can deal with the problem of s mooth join of the deception image and the real image.

Key words: synthetic aperture radar(S AR);electronic warfare(EW );active deception jamming ;3-dimension active decep -tion jamming

1 引言

合成孔径雷达(SAR)为一种微波成像雷达,其通过孔径合成、脉冲压缩获得方位向、距离向的高分辨力,同

时具有穿透云雾的观测能力,不受白天黑夜的限制[1],是光学雷达的有力补充.在实际战争中,SAR 已经显示出了这些独特的优点.在未来的战争中,SAR 也将是一种有力的电子侦察工具.因此,被侦察方必须对SAR 展开电子对抗.对SAR 的对抗方式多种多样[2~4],可以按不同方面的性质进行分类,比如按是否具有相干性可分为相干干扰和非相干干扰.有源欺骗干扰就是一种很有特点的相干干扰方法.其通过发射虚假地域的虚假回波,在SAR 系统中生成一幅虚假的雷达图像,从而达到欺骗目的[5,6].然而,虚假回波与真实回波在空间特性上具有显著的区别,因为真实回波从地域上的各个方向向SAR 接收机汇集,而虚假回波仅从一个方向(二维欺

骗)向SAR 接收机入射,因此极易被具有高程测量能力的干涉SAR 所识破.为此,本文开展了三维有源欺骗干

扰研究.虽然严格的模拟从各方向向SAR 接收机入射的虚假回波是不可能的,但是,注意到干涉SAR 一般仅具有两幅天线,不可能具有全方向的对抗能力,即其空间对抗能力也是有限的,所以,使用两(或多)个干扰站配置以形成对干涉SAR 的欺骗回波是可能的,即使这样的配置并没有严格的模拟出真实回波的空间特性.

本文内容安排如下,简介有源欺骗干扰,然后给出三维有源欺骗干扰的原理,给出误差分析和仿真,接着对欺骗干扰的边缘衔接问题进行讨论,最后总结全文.

2 二维有源欺骗干扰[5,6]

对于普通SAR,仅具备一幅天线,因此其在空间的接收位置仅为一个点,这就为二维有源欺骗干扰提供了可能.因为,一个接收点是不区分回波的来向的,回波从

收稿日期:2006-07-20;修回日期:2006-10-08

基金项目:北京邮电大学泛网无线通信教育部重点实验室开放课题项目(No.2007104);国家自然科学基金(No.60502001)

第6期2007年6月电子学报ACTA ELECTRONICA SINICA Vol.35 No.6

June 2007

各方向向SAR 接收机汇集与回波事先加权汇集然后再沿一个方向向SAR 接收机入射是等效的.它们在SAR 系统中导致相同的接收数据.

如图1所示,虚假地域的最逼真的虚假回波可用干扰机的发射信号来代替,而不会被SAR 所察觉.由图可以看到,虚假地域的最逼真的虚假回波应是从各方向向SAR 入射,而干扰机发射信号仅从一个方向向SAR 入射,并且该方向不一定在虚假地域的方向中.

以上由使用干扰机发射信号来模拟虚假地域的回波这个角度来看待有源欺骗干扰.当然,也可从系统响

应的角度来理解欺骗干扰.首先从目的出发,目的是为了在雷达图像中产生预期的虚假图像.为了生成这样的结果,就必须输入相应的激励信号,来激励SAR 系统.将SAR 系统对于位于干扰机位置处的输入信号的频率响应记为H ,将预期生成的雷达图像频域表示为Q ,则输入的欺骗干扰信号频域表示应为A =Q/H .如图2所示.虚假图像是已知的,所以问题的关键是获得系统函数,这需要很详尽的侦察数据,包括干扰机雷达的相对位置、SAR 工作频率、脉冲形式等等

此外,由图1可知,若SAR 在z 方向上排列两幅天线,则干扰机无法模拟虚假地域的逼真回波.因为,干扰机发射信号到两天线的相位差在某时刻是一定的、唯一的,而虚假地域各点的回波到两天线的相位差随着仰角的不同而变化.图1中的干扰机无法模拟该变化,因此,二维有源欺骗干扰遇到了挑战.所以,为了对抗干涉SAR ,就需要对有源欺骗干扰进行改进.在此背景下,下文对三维有源欺骗干扰进行研究.

3 三维有源欺骗干扰

正如在图1中观察到的,对于干涉SAR,单一干扰

机仍可对具有相同仰角的虚假回波进行模拟.所以,干

涉SAR 的空间对抗能力也是有限的.因此,使用双干扰站配置来提高欺骗干扰的空间对抗能力是可能的.下面就来研究具有双干扰站配置的三维有源欺骗干扰.

为了模拟某个虚假点目标的InSAR 回波,记两台干扰机发射的、到达天线1的干扰信号为q 1(t )、q 2(t ),则q 1(t )、q 2(t)应满足下式:

q 1(t)+q 2(t)=q(t )

q 1(t)exp (j 1(t))+q 2(t)exp (j 2(t ))=q (t )exp (j (t))

(1)其中, 1(t )、 2(t )分别为干扰机到达两副天线的相位差, (t )为虚假点目标到达两副天线的相位差.上式中,q(t )、 1(t )、 2(t )、 (t )为已知量,q 1(t )、q 2(t )

为待求量.只要行列式11

exp (j 1)exp (j 2)

不为

零,就存在满足上式的q 1(t ),q 2(t )那么在原理上就可实现三维有源欺骗干扰.以上给出的虽然只是虚假点目标的InSAR 回波,但是将多个虚假点目标的InSAR 回波叠加起来即构成虚假面目标的InSAR 回波.

必须注意到, 1(t )、 2(t )、 (t )在整个合成孔

径时间内是变动的.为了简化分析,假设欺骗干扰站位

于SAR 的正侧视方向,则 1(t )、 2(t )、 (t )在合成孔径时间内可近似认为不变.则式(1)转化为s 1(x,y)+s 2(x,y)=s(x ,y)

s 1(x,y)exp (j 1)+s 2(x,y)exp (j 2)=s(x ,y )exp (j )

(2)

其中,s 1(x,y )、s 2(x ,y)、s(x ,y )分别为干扰机1的虚假回波在SAR 成像通道1中生成的二维虚假图像,干扰机2的虚假回波在SAR 成像通道1中生成的二维虚假图像,两台干扰机在SAR 成像通道1中生成的二维虚假图像.将式(2)简记为

S =P

(3)其中,S =

s 1s 2

, =

11e xp (j 1)

e xp (j 2)

,P =

s e xp (j )

.则

S = -1 P

(4)

将一个干扰站的回波在一个成像通道中生成的虚假复图像称之为虚假子图像,所有干扰站的虚假子图像之和为该成像通道的虚假图像.由式(4)就求得了每个干扰机在其中一个成像通道中应当生成的虚假子图像.由该虚假子图像就可按照二维有源欺骗干扰的操作流程发射虚假回波.两个干扰站发射的虚假回波之和在其中一个成像通道中生成了预期的虚假复图像,而在另一个通道中生成的仅存在相位差的虚假复图像模拟了不同仰角的虚假地域目标的干涉相位.

1204 电子学报2007年

可以看到,三维相对于二维增加了对侦察的要求,即对的估计.现在对矩阵进行讨论.为了保证的逆存在,需要 1、 2之差不能为2 的整数倍.这个条件一般都能满足.需要注意的是,这两个相角不能相等或接近,因为这将导致矩阵奇异或误差很大.这表明,双干扰站的配置基线应尽量与SAR 的航线相垂直.同时,为了能够使雷达接收到干扰信号,干扰机不能位于雷达天线的距离向零点. 的侦察估计值记作

=11

exp (j 1+j 1)exp (j 2+j 2)

(5)

其中 1、 2分别为 1、 2的误差.则干扰机可依据该侦察值给出应生成的虚假子图像矩阵S = -1

P (6)

S 按照式(3)进行叠加

S = -1 P P (7)

所以,

-1

-I 反映了生成的虚假图像矩阵与预期的虚假图像矩阵之间的误差.

-1=

c 11c 12c 21

c 22

(8)c 11=1(9)c 12=0

(10)

c 21=exp (j 1)-exp (j 1+j 1)

e xp (j 2)-exp (j 1)

e xp (j 2+j 2)-exp (j 1+j 1)(11)c 22=

exp (j 2)-exp (j 1)

exp (j 2+j 2)-exp (j 1+j 1)

(12)

式(9)(10)表明1通道生成的虚假图像不受影响.但是,式(11)表明1通道的虚假图像泄漏到了2通道的虚假图像中,式(12)表明2通道自身的虚假图像也产生了畸变,包括幅度和相位.

令 1= 2=

,则c 21=0(13)c 22=exp (-j )

(14)

式(13)表明1通道的虚假图像没有泄漏到2通道的虚假图像中,式(14)表明2通道自身的虚假图像产生了相位畸变,但是幅度不变.幅度不变表明两个成像通道的二维欺骗图像的幅度是一致的,但是干涉相位发生畸变,这将导致高程图错误.可以看到,为了保持两个成像通道的二维欺骗图像的幅度一致,使 1= 2= 是必要的.

4 数值仿真结果

在侦察中,对的估计不可能严格精确,一定会存在误差.为了估计该误差对干扰效果的影响,需要进行

数值仿真.上节已分析,若 1= 2= ,则相位误差对虚

假图像的影响主要是干涉相位产生偏移,导致高程误差.仿真所用参数:雷达天线高度h =105m ,基线长度B =10m ,基线倾角 = /4,第一个目标点与天线水平距离Y =h =105m ,波长 =0 1m .雷达正侧视工作,干扰机位于雷达天线方位主波束内,且 1= 2= .由于相位的最大误差为 ,所以图3对这两种相位误差下的高程误差进行了描绘[7].纵坐标为高程,横坐标为像素离开第一个目标点的水平距离.

可以看到,由于的存在,使目标的绝对高程误差很大.但是目标间的相对高程误差在1000m 的距离上仅大约5m ,小范围的场景几乎不受影响.可以看到,相对高程误差与水平距离大致成线性关系,在小场景之内,这种相对高程误差就会很小,从而不易被雷达发现异常.至于绝对高程误差的问题,这需要做一些处理,包括虚假图像与真实图像衔接处的处理.这是下面将要讨论的问题.

5 虚假图像的边缘问题

不论是二维还是三维有源欺骗干扰都存在虚假图像的边缘问题.虚假图像叠加到真实图像上,通过控制

功率可以覆盖掉其所在处的真实图像,但是未被覆盖的真实图像仍然存在,这样就产生了虚假图像与真实图像的衔接问题,即边缘问题.该问题必须处理好,否则容易从边缘处的不连续看出破绽.文献[6]曾提到, 在对SAR 进行假目标干扰时,可以采用组合干扰样式,在相干干扰信号中同时加入噪声,使SAR 图像整体成像效果变差,掩盖假图像的清晰度 .事实上,噪声干扰不但可以用来掩盖虚假图像的清晰度,还可以用来遮盖虚假图像与真实图像的拼接,解决边缘问题.利用脉冲式噪声干扰机产生的亮带,可以覆盖真假图像的衔接线.为了更好的控制亮带的宽度,也可以考虑使用部分相干干扰的形式来代替噪声干扰,例如使用调频斜率有变化的信号[3].为了在方位向上产生可控宽度的亮带,可以考虑在方位向上使用部分相干干扰.

由于压制干扰有效的遮断了虚假图像与真实图像

1205

第 6 期唐波:合成孔径雷达三维有源欺骗干扰

之间的信息联系,使虚假图像相对独立,所以可以避免被识破.下面给出了该方法的效果图.图中使用的图片原型来自互联网.

图4(a )表示未受干扰的雷达图像,图4(b )表示受到有源欺骗干扰,出现了虚假的机场.在图4(b )中可以看到,虚假图像与未被覆盖的真实图像之间存在拼凑痕迹,容易被雷达识破.图4(c )表示脉冲式干扰机发出的噪声压制信号将真假图像的衔接处掩盖掉.

需要说明的是,图4中亮带的产生不一定局限于使用噪声干扰、部分相干干扰,也可以使用相干干扰来完成.因为可以将亮带视为欺骗图像的一部分,据此产生虚假回波.因此,边缘问题在原理上也可以在有源欺骗干扰方法自身范围内很方便的完成,而不需与其它方法结合

6 总结

由于二维有源欺骗干扰不能对抗具有三维观测能力的干涉SAR,本文给出了使用双干扰站配置的三维有源欺骗干扰的原理.并研究了三维相对于二维所增加的对的侦察精度的要求问题,指出干扰站之间的相位误差一致性更为重要,并给出了仿真结果.文章最后讨论了SAR 有源欺骗干扰固有的问题边缘问题的解决方案,通过噪声干扰、或部分相干干扰、或相干干

扰产生的压制干扰亮带,来遮断虚假图像与真实图像的联系,降低被识破的概率.

参考文献:

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作者简介:

唐波男,1978年生于江苏,现为北京科技大学讲师.主要从事电子对抗、微波光子学、无线通信领域的研究.E -mail:botang@https://www.wendangku.net/doc/1113407772.html,

1206 电子学报2007年

利用多普勒效应抗距离欺骗干扰的新方法

利用多普勒效应抗距离欺骗干扰的新方法胡文艳武汉理工大学信息工程学院，武汉（430070） E-mail：huweyan@https://www.wendangku.net/doc/1113407772.html, 摘要：本文介绍了距离欺骗干扰实现原理及雷达抗距离欺骗干扰的常用方法，主要对雷达接收到的干扰信号和正常目标回波信号在多普勒效应上的不同进行了分析，并据此提出了雷达抗距离欺骗干扰的新方法：利用多普勒效应抗距离欺骗干扰。关键词：雷达，距离欺骗干扰，多普勒效应 1. 引言电子干扰是为了削弱或破坏敌方电子设备效能而采取的电子技术措施。通过人为地辐射和转发电磁波，制造假回波或吸收电磁波，以达到扰乱和欺骗对方电子设备，使其失效或降低效能。电子干扰按其是否辐射能量可分为有源干扰和无源干扰。反干扰与干扰相对应。电子干扰和反干扰构成电子对抗，也称电子战。雷达是利用电磁波探测目标的设备。广泛应用于地理、气象、航空、航天、科学研究及军事领域。尤其在军事领域，雷达发挥着巨大作用。现代战争中很多军事行动都要依靠雷达才能顺利实施。但针对雷达的干扰技术也发展起来。提高雷达的抗干扰能力及战场生存能力已成为雷达面临的紧迫问题。雷达干扰是用电子的方法破坏雷达的正常工作，使雷达不能正确探测和跟踪真正的目标，其中包括掩盖真目标和制造假目标[1]。对雷达来说，除了目标回波以外，其他进入接收机的信号都是干扰信号。雷达干扰和反干扰构成雷达对抗，是电子战的重要组成部分。在针对雷达的干扰中，“距离欺骗干扰”是一种常用的、有效的干扰模式，因此，探讨雷达如何抗“距离欺骗干扰”对保证雷达正常工作，提高雷达生存能力是很有必要的，也是从事雷达工作的人员应该认真对待和考虑的问题。 2. 距离欺骗干扰及其实现原理距离欺骗干扰是干扰机针对雷达接收机距离跟踪系统施放的一种有源干扰，又称距离拖引干扰，是针对跟踪雷达距离跟踪支路常用的一种干扰方式[2]。距离欺骗干扰的实现原理为：目标(如作战飞机)执行任务时携带着干扰机，干扰机在侦察到雷达电磁波信号后, 首先对微波信号进行采样量化，然后存储并恢复，产生一个加上调制的干扰信号，最后转发给雷达，使雷达接收机接收到干扰信号，产生一个假目标信号，与真正的目标信号相混淆。开始时雷达接收到的干扰(即假目标)信号与目标回波信号在一块,干扰信号的能量大于目标回波,距离跟踪电路在捕获目标信号的同时，也捕获了干扰信号,此段时间称为停拖期;然后干扰机给干扰信号一个与目标信号相对的移动速度,使其与目标回波信号逐渐分离。由于干扰信号能量大于目标回波,接收机距离跟踪波门将跟踪干扰脉冲移动,这段时间称为拖引期;当距离波门与目标回波完全分离时,关闭干扰,由于被跟踪信号突然消失,雷达失去跟踪目标，进入搜索状态,这段时间称为关闭期。或者使干扰信号与目标信号保持一个距离，一直让雷达跟踪着干扰信号。干扰信号的距离函数可用下式表示

合成孔径雷达概述(SAR)

合成孔径雷达概述 1合成孔径雷达简介 (2) 1.1 合成孔径雷达的概念 (2) 1.2 合成孔径雷达的分类 (3) 1.3 合成孔径雷达(SAR)的特点 (4) 2合成孔径雷达的发展历史 (5) 2.1 国外合成孔径雷达的发展历程及现状 (5) 2.1.1 合成孔径雷达发展历程表 (6) 2.1.2 世界各国的SAR系统 (9) 2.2 我国的发展概况 (11) 2.2.1 我国SAR研究历程表 (11) 2.2.2 国内各单位的研究现状 (12) 2.2.2.1 电子科技大学 (12) 2.2.2.2 中科院电子所 (12) 2.2.2.3 国防科技大学 (13) 2.2.2.4 西安电子科技大学 (13) 3 合成孔径雷达的应用 (13) 4 合成孔径雷达的发展趋势 (14) 4.1 多参数SAR系统 (15) 4.2 聚束SAR (15) 4.3极化干涉SAR（POLINSAR） (16) 4.4合成孔径激光雷达（Synthetic Aperture Ladar） (16) 4.5 小型化成为星载合成孔径雷达发展的主要趋势 (17) 4.6 性能技术指标不断提高 (17) 4.7 多功能、多模式是未来星载SAR的主要特征 (18) 4.8 雷达与可见光卫星的多星组网是主要的使用模式 (18) 4.9 分布SAR成为一种很有发展潜力的星载合成孔径雷达 (18) 4.10 星载合成孔径雷达的干扰与反干扰成为电子战的重要内容 (19) 4.11 军用和民用卫星的界线越来越不明显 (19) 5 与SAR相关技术的研究动态 (20) 5.1 国内外SAR图像相干斑抑制的研究现状 (20) 5.2 合成孔径雷达干扰技术的现状和发展 (20) 5.3 SAR图像目标检测与识别 (22) 5.4 恒虚警技术的研究现状与发展动向 (25) 5.5 SAR图像变化检测方法 (27) 5.6 干涉合成孔径雷达 (31) 5.7 机载合成孔径雷达技术发展动态 (33) 5.8 SAR图像地理编码技术的发展状况 (35) 5.9 星载SAR天线方向图在轨测试的发展状况 (37) 5.10 逆合成孔径雷达的发展动态 (38) 5.11 干涉合成孔径雷达的发展简史与应用 (38)

简述雷达抗有源干扰技术现状与展望

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/1113407772.html, 简述雷达抗有源干扰技术现状与展望作者：王红许文琳来源：《科学与信息化》2020年第08期摘要雷达能够测量位置参数、运动参数并提取目标特征信息，因此被广泛应用。但随着干扰形式的多变、干扰能力的增强、干扰范围的扩大，雷达的检测能力、检测的准确性都需要不断提升，因此对抗干扰技术尤其是抗有源干扰进行研究具有十分重要的意义。关键词雷达;抗干扰技术;组网;自适应抗干扰引言雷达有源干扰主要是利用雷达干扰设备发射干扰电磁波扰乱雷达的正常工作或降低检测能力，有源干扰主要有欺骗性干扰、噪声阻塞式干扰，因此抗干扰的技术主要从天线、发射机、接收机、信号信息处理和系统几个方面着手研究。 1 目前抗干扰技术 1.1 系统抗干扰技术（1）常用体制雷达抗干扰技术。常见的抗干扰技术大致分为以下四种：①大时宽带宽积技术，雷达需要足够的回波能量来发现远距离目标，可通过发射大时宽带宽脉冲信号来增加平均功率，同时对回波信号进行脉压处理，获得必要的距离分辨力，以达到抗干扰的目的。②旁瓣对消技术，它利用的是副瓣对消技术，消除从副瓣进入的强脉冲干扰和强杂波干扰、具有空间滤波功能，从而达到抗干扰目的。③重频参差和抖动技术，重频功能技术，通过重频参差和脉冲前言抖动，对付欺骗式干扰非常有效。④扇区静默技术，扇区静默设置理论主要是在抗干扰方向控制雷达发射机的发射功率，降低敵方电子侦察的探测概率，从而达到抗干扰目的。（2）新体制雷达抗干扰技术。新体制雷达中的认知雷达具有感应和推断能力，能够感知外部的环境，感受外部干扰信号的强度，进而可以有效避免信号干扰影响，提高检测准确性，推断能力能够检测干扰源的方向，快速避开干扰源干扰。由于新体制雷达的重大作用和意义，在国际上越来越多的研究者开始研究新型雷达。（3）组网抗干扰技术。组网抗干扰最有特点的地方就是能够完成信息的整合处理，满足信息整合的要求。通过跟踪、检测信息的传播途径和传播方式，确定抗干扰方式，增加检测的准确性和可靠性，这种技术能够增加抗干扰能力，而且装备也较为简便，可以运用到多处场合中。

雷达抗干扰

雷达抗干扰雷达抗干扰，属于军事领域，是一种在军事对抗中对抵御敌对方干扰的方法雷达抗干扰- 正文无论战时或战前，军用雷达都处于电子对抗环境中。对方通过电子侦察测定雷达辐射的有关参数，以便战时有针对性地对雷达实施电子干扰或用反辐射导弹等加以摧毁，防止或减少雷达取得己方目标的有用信息（见雷达对抗）。军用雷达则应具备电子防护手段，以保证战时能有效地获取目标信息（发现目标与测定目标参数）。抗干扰就是电子防护的重要内容。发展概况第二次世界大战时，在地面防空、海战、空战中广泛使用雷达（如用于警戒、炮火控制、探照灯控制等），促进了雷达干扰技术的发展。战争后期，普遍使用噪声调幅干扰机、铝箔条和二者的混合干扰，从而又促进了雷达抗干扰技术的发展。除雷达频段向微波波段扩展以增强抗干扰能力外，还出现了许多其他抗干扰技术。这些抗干扰技术包括:雷达工作频率的跳变;有风速补偿的动目标显示;视频信号积累器;脉冲宽度、幅度鉴别电路；采用各种自动增益控制技术或对数放大器，以防止接收机过载和减少虚警；天线旁瓣匿影器；脉冲压缩等。50年代初期，军用雷达已普遍采用变频速度为秒级的机械变频技术和动目标显示技术。50年代后期至60年代，单脉冲、脉冲压缩、频率分集、旁瓣匿影和抑制调频干扰的一些技术已在雷达中应用。70年代以来，以行波管、行波速调管、前向波放大器、微波功率晶体三极管等作发射机末级放大器的雷达,变频范围达到6％～14％。在发射周期间捷变频、寻找干扰频段空隙瞬时躲避干扰的自适应捷变频技术已普遍采用。对于难以用变频躲避的快速宽带扫频干扰，许多雷达采用宽带限幅后再匹配接收的非线性处理方法。有些雷达已采用相干旁瓣对消技术，对干扰机的方位、仰角实现定向的无源技术。复杂的编码发射波形如线性调频、相位编码等也得到普遍应用。相控阵体制使雷达频率、脉宽、重复频率、波束指向和扫描速率更有随机性。雷达采取几个重复周期变频一次，或采取程序化的重复周期间变频并利用大容量存储器，把几个周期的回波存储起来，选择同发射频率的回波进行动目标显示滤波处理，已可解决雷达捷变频与动目标显示的兼容问题。干扰威胁雷达与一般无线电设备相比更易受到干扰，因为目标散射的能量微弱，不大的干扰能量就能超过它。对于搜索雷达，对方主要是用杂乱信号或假目标扰乱雷达操纵员的观测，造成雷达测距、测角、测速的误差；或使操纵员无法观测和使自动化目标检测的计算机过载,从而破坏雷达对目标的检测。对于跟踪雷达,则使其跟踪假目标，从而丢失对真正目标的跟踪。干扰按性质分为消极干扰和积极干扰两种。①消极干扰：又称无源干扰，靠反射或吸收雷达的辐射能量使雷达观测目标困难（见雷达无源干扰技术）。反射的办法如投放长度为雷达半波长左右的小束金属箔条、敷金属膜的介质和其他反射体等。当少量投放时，投放的瞬间其回波类似飞机回波,借以欺骗执行炮火控制任务的跟踪雷达;当大批投放时，可形成杂波走廊，对目标起掩护作用。②积极干扰：又称有源干扰，用干扰发射机产生干扰能量，可分为压制性和欺骗性干扰两类(见雷达有源干扰样式)。压制性干扰的主要目的是妨碍雷达对目标的检测，包括瞄准式噪声干扰、阻塞式噪声干扰、扫频干扰、脉冲干扰、连续波干扰等。欺骗性干扰的目的是使雷达对假目标进行检测或跟踪，从而作出错误的判断。雷达的干扰环境空袭中对雷达施放的干扰有自卫式、护航式、远方掩护式等方式，各有不同的用途和特点。自卫式干扰是由攻击飞机自身携带的干扰器材和设备所施放的干扰，旨在保护本身不被雷达发现或不被武器控制雷达所跟踪。飞机的主要任务是攻击，因此所带的干扰机和消极干扰器材只占飞机载荷的较小部分，一般只能携带对飞机威胁最大的雷达频段的干扰设备。由于自卫式干扰能力有限，在轰炸机和战斗轰炸机的编队中往往配备一定数量专门携带干扰设备的飞机以掩护其他飞机，或彼此携带不同频段干扰设备以互相掩护。只有当掩护者与被掩护者间的距离保持在雷达的同一角度分辨单元内，护航式干扰才能奏效。远方掩护式干扰是为了补救自卫式和护航式干扰之不足，由一些专门装载干扰设备的飞机，在远离敌方的安全地区进行干扰，其干扰频段较宽、强度较大。但是，因掩护者与被掩护者不在同一地区，常是从雷达天线旁瓣对雷达进行干扰。抗干扰方法对付高斯噪声干扰的最佳接收方法是采用匹配滤波器(见检测理论)。强干扰时，处理后的信号干扰比约为2E/N0。式中E为收到的雷达信号能量;N0为噪声干扰频谱密度。增大发射信号能量、使用高增益发射天线、采用宽频带工作，都能提高抗干扰性能。单部雷达的抗干扰能力有限；若以多种不同频段雷达组成雷达网，则易对付机载干扰设备的干扰。最佳策略是把雷达频率分布于尽可能宽的频带，以躲避干扰。如无法躲避,则可迫使干扰机功率分散于雷达频段内,从而降低每赫兹的噪声干扰功率强度。网中雷达采用的扩展频谱信号、频率分集、频率捷变，都是为达到此目的而采取的有效措施。采用分辨力高的方位、仰角接收波束，可使护航式干扰难以互相掩护。低旁瓣天线可以减少受干扰的角域，对任何干扰均有效。采用天线增益大于雷达主天线旁瓣增益的宽波束辅助天线，能使信号与主天线信号进行比较，如旁瓣匿影器，可进一步抑制旁瓣来的脉冲干扰。有自适应功能的相干旁瓣对消器，能进一步抑制包括噪声干扰在内的高占空比干扰。抗干扰效果取决于干扰机的数目、空间分布和对消器的环数。对付用M型返波管产生的宽带快速扫频干扰，采用宽带接收和限幅后匹配滤波的技术，是有效的抑制措施。对于以倍频程工作的行波管产生欺骗雷达的回答干扰，雷达不能靠变频来回避，但采用随机变化的参数（如脉宽、重复周期、波束扫描速率等）、复杂而宽带的发射波形（如线性调频、二相码、四相码等）的方法

合成孔径雷达概述

合成孔径雷达概述蔡 Beautyhappy521@https://www.wendangku.net/doc/1113407772.html, 二OO八年三月二十三

1合成孔径雷达简介 (3) 1.1 合成孔径雷达的概念 (3) 1.2 合成孔径雷达的分类 (4) 1.3 合成孔径雷达(SAR)的特点 (5) 2合成孔径雷达的发展历史 (6) 2.1 国外合成孔径雷达的发展历程及现状 (6) 2.1.1 合成孔径雷达发展历程表 (7) 2.1.2 世界各国的SAR系统 (10) 2.2 我国的发展概况 (12) 2.2.1 我国SAR研究历程表 (12) 2.2.2 国内各单位的研究现状 (13) 2.2.2.1 电子科技大学 (13) 2.2.2.2 中科院电子所 (13) 2.2.2.3 国防科技大学 (14) 2.2.2.4 西安电子科技大学 (14) 3 合成孔径雷达的应用 (14) 4 合成孔径雷达的发展趋势 (15) 4.1 多参数SAR系统 (16) 4.2 聚束SAR (16) 4.3极化干涉SAR（POLINSAR） (17) 4.4合成孔径激光雷达（Synthetic Aperture Ladar） (17) 4.5 小型化成为星载合成孔径雷达发展的主要趋势 (18) 4.6 性能技术指标不断提高 (18) 4.7 多功能、多模式是未来星载SAR的主要特征 (19) 4.8 雷达与可见光卫星的多星组网是主要的使用模式 (19) 4.9 分布SAR成为一种很有发展潜力的星载合成孔径雷达 (19) 4.10 星载合成孔径雷达的干扰与反干扰成为电子战的重要内容 (20) 4.11 军用和民用卫星的界线越来越不明显 (20) 5 与SAR相关技术的研究动态 (21) 5.1 国内外SAR图像相干斑抑制的研究现状 (21) 5.2 合成孔径雷达干扰技术的现状和发展 (21) 5.3 SAR图像目标检测与识别 (23) 5.4 恒虚警技术的研究现状与发展动向 (26) 5.5 SAR图像变化检测方法 (28) 5.6 干涉合成孔径雷达 (32) 5.7 机载合成孔径雷达技术发展动态 (34) 5.8 SAR图像地理编码技术的发展状况 (36) 5.9 星载SAR天线方向图在轨测试的发展状况 (38) 5.10 逆合成孔径雷达的发展动态 (39) 5.11 干涉合成孔径雷达的发展简史与应用 (39)

雷达抗有源干扰技术的应用现状

雷达抗有源干扰技术的应用现状发表时间：2019-06-17T11:54:52.620Z 来源：《中国西部科技》2019年第7期作者：杨文超高金宝袁义[导读] 检测目标以及跟踪与识别目标，是现代社会应用雷达的主要目的。雷达有源干扰对上述工作的顺利开展带来极大阻碍。因此，针对复杂电磁环境下雷达抗有源干扰技术展开的探究十分必要。雷达抗有源干扰技术复杂性较强，涉及到多个环节，最明显的是雷达信号以及信息处理。在探究雷达抗有源干扰技术后可明确该项技术在体制层面、波形设计以及信号与数据处理等层面的关键点。并在客观分析其不足的基础上制定恰当策略，对其进行逐步完善。中国人民解放军91411部队军用雷达在全新的发展背景下面临巨大挑战，加之受到雷达电子对抗技术的影响，军用雷达使用面临的问题不断增加。雷达工作电磁环境因超大规模集成电路的影响而呈现出日渐恶劣的状态。固态电路技术的不断发展以及有源干扰等都与雷达工作电磁环境之间存在直接联系。高功率、高逼真度是有源干扰的明显特征，在智能化方面也占据一定优势。这些都是影响雷达生存与使用的直接因素。应用雷达抗有源干扰技术是改善上述问题的基础与前提。一、系统与体制层面抗干扰应用现状 1.系统层面抗有源干扰措施（1）对于大功率饱和干扰，可通过调整接收机信号动态范围防止出现饱和状态。相关的方法主要包括时间灵敏度控制、自动增益控制、快时间常数以及宽限窄接收机等技术，但该类方法将影响雷达灵敏度和线性特性。（2）通过调查可以发现，噪声调制类干扰普遍存在于跟踪雷达当中。一般需要借助装备干扰检测器的方式来检测上述干扰。在加装干扰检测器时，需要进行波门设置工作，在选定感兴趣目标后，将其恰当设置在目标两侧。雷达系统因干扰检测器的影响，而向干扰跟踪模式不断转化。波门后拖干扰是制约跟踪雷达的重要因素，现阶段已经有前沿的跟踪技术打破上述限制。保护波门技术并不是随意使用，而是在距离信息并不重要的情况下开展，这类信息虽然精确，但不在重要参数的涵盖范围内。部门会在假目标信号转移后重新开始跟踪工作，系统在此过程中发挥自身作用与价值，重置各类参数，维持对原有感兴趣目标的跟踪。真正改善雷达检测概率较差的问题，是针对系统设计层面开展抗干扰工作的基础。当干扰处于某种特定情境时可取得理想效果，例如平稳以及线性等。但该措施仍然存在一定的缺陷。干扰被大功率压制后无法使用该种措施，或者涉及到较为密集的假目标时，该类措施仍无法发挥自身作用。 2.天线极化抗干扰措施干扰机天线会利用多种方式进行极化，也正是因为这种方式，有源干扰极化状态会发生不同程度的改变，极化方式是影响有源干扰极化状态的先决条件。干扰天线极化方式与雷达天线极化方式直接存在较大差异，一般情况下不会保持在相同状态。这是将更为科学的理论提供给抗有源干扰，是极化信息发挥自身价值的直观体现。国防科技大学在天线极化抗干扰方面的研究始终处于领先水平。一般是从极化滤波器设计角度着手，开展抗有源压制干扰工作的研究。极化抗干扰会利用多种方式开始作业，最为普遍的一种方法为有源干扰，现阶段目标回波极化方式差异的应用范围也有所拓宽，作为极化抗干扰开展各项作业的有效手段。无论是在稳健性还是在可靠性方面，上述两种技术都占据一定优势，并在不断应用与实践的同时，完善自身技术体系。其应用范围不断拓宽，对空监视以及导弹制导等都可结合实际恰当应用上述两种技术，成像雷达在作业过程中也可对其进行有效使用。但上述技术在发展过程中仍然会受到一定的阻碍，最为明显的就是实施条件较窄，只能在某种特定情况下使用。因其他因素会影响到抗干扰性能，例如在全极化发射天线时，抗干扰性能的发挥就会受到破坏性影响。二、波形设计与接收机层面抗干扰应用状态 1.发射波形管理抗干扰作为一种改进思路，分集理论可以打破雷达方在抗干扰被动的局面。脉冲分集技术不仅可以增加干扰方截获与存储雷达信号的难度，而且可以通过对发射与接收信号集的分析与处理获得干扰信息，因而被应用于雷达有源欺骗干扰抑制。设计转向慢时域、频域及其联合域分集波形设计，其结构简单且计算量相对较低。分集信号将提高雷达复杂度，影响雷达基本功能，这个缺点将严重阻碍其工程实现。 2.天线空时自适应处理抗干扰空时自适应处理技术的出现时间相当早，并且经过较长时间的使用。机载雷达的杂波抑制是最开始应用该技术的范围。科学预估有源干扰特征参数，可以说是阵列技术取得成就的直观体现。部分新体制雷达在处理特征测数时，还要接收各项数据，将多个雷达接收阵元科学设置在其中。真正改善干扰信号抑制的问题，其对消出现的可能性大幅降低。STAP类抗干扰方法通过在特定方向设置零陷，从空域滤除干扰。其缺点较为明显：由于不具有距离维的自由度，当干扰和目标同向时，将严重影响真实目标检测概率。三、明确信号与数据处理层面抗干扰应用现状 1.信号处理层面这类方法主要利用目标回波和干扰的多域表征差异进行抗干扰。针对LFM信号，利用分数阶傅里叶变换和经验模态分解抑制压制类干扰；通过匹配滤波和小波变换对干扰进行抑制；建立映射原则，研究目标回波和干扰的典范相关分析特征向量差异性，分离出回波从而抑制干扰。通过极化滤波的方法抑制干扰，该方法能较高程度地保留目标回波信息。对于利用多域滤波与子空间分离的方法，分辨率成为影响性能的最重要因素之一。 2.信号及数据处理层面抗有源欺骗干扰现代有源欺骗干扰通常由DRFM辅助产生，通过DRFM干扰机的工作流程分析可知，干扰机对截获的雷达发射信号进行距离、多普勒调制，产生欺骗干扰。由于干扰机的频率变换环节、射频功率放大器等器件的非线性，引入的非线性失真对调制产生的信号进行二次调制，所产生的假目标带有干扰机的指纹特征，这种特征为信号层面有源欺骗干扰感知提供了依据。结语：通过深入分析雷达抗有源干扰理论可明确其关键技术与各项要点，也可通过分析国内外发展现状的方式，完善雷达在应用方面存在的多种不足。雷达抗有源干扰技术可以说是将最为坚固的物质保障提供给电子对抗领域。雷达抗有源干扰技术的发展前景与空间相当广阔，无论是在理论方面，还是在工程方面，都具备极大的发展平台。雷达工程师需要在这一过程中转变自身的研究思路与观念。从设计阶段着手，实现雷达体制设计抗干扰算法与抗干扰技术以及需求指导之间的科学转换。参考文献：

PSInSAR(永久散射体合成孔径雷达干涉测量)处理流程

SARScape中PS InSAR处理转载自 https://https://www.wendangku.net/doc/1113407772.html,/summer_dew/article/details/79309255 https://https://www.wendangku.net/doc/1113407772.html,/summer_dew/article/details/79199121 https://https://www.wendangku.net/doc/1113407772.html,/summer_dew/article/details/79200830 https://https://www.wendangku.net/doc/1113407772.html,/summer_dew/article/details/79203512 https://https://www.wendangku.net/doc/1113407772.html,/summer_dew/article/details/79207672 https://https://www.wendangku.net/doc/1113407772.html,/summer_dew/article/details/79306829

目录 0-Persistent Scatterers (1) 介绍 (1) PS模块介绍 (1) 1-Connection Graph (2) 工具详细参数 (2) 输出文件 (2) 目的 (2) 技术说明 (3) 帮助文档 (3) 2-Interferometric Process (4) 输入文件 (4) 输出文件 (4) 工具详细参数 (4) 目的 (5) 技术说明 (5) 3-Inversion:First Step (7) 输入文件 (7) 输出文件 (7) 工具详细参数 (7) 目的 (8) 技术说明 (8) 4-Inversion:Second Step (9) 输入文件 (9) 输出文件 (9) 工具详细参数 (9) 目的 (9) 技术说明 (9) 5-Geocoding (11) 输入文件 (11) 输出文件 (11) 工具详细参数 (12) 目的 (12) 技术说明 (13)

雷达干涉测量(崔松整理)

雷达干涉测量（崔松整理）第一章绪论第二章雷达 SAR：使用短天线一段时间内不断收集回波信号，通过信号聚焦处理方法合成一较大的等效天线孔径的雷达。 1.1雷达及雷达遥感发展概况 ENVISAT 与ERS的SAR传感器相比，Envisat ASAR的优点主要表现在：扫描合成孔径雷达(ScanSAR)可达到500km的幅照宽度；（ERS只有100km）可获得垂直和水平极化信息；（如果发射的是水平极化方式的电磁波，与地物表面发生作用后会使电磁波极化方向产生不同程度的旋转，形成水平和垂直两个分量，用不同极化方式的天线接收，形成ＨＨ和ＨＶ两种极化方式的图像。若雷达发射的是垂直极化方式的电磁波，同理，会产生ＶＶ和ＶＨ两种极化方式的图像。）交替极化模式可使目标同时以垂直极化与水平极化方式成像；有不同的空间分辨率和数据率；可提供7个条带，入射角在15°～45°的雷达数据。 RADARSAT 多极化、多入射角 ALOS ALOS采用了先进的陆地观测技术，能够获取全球高分辨率陆地观测数据。该卫星载有三种传感器：全色立体测图传感器，新型可见光和近红外辐射计、相控阵型L波段合成孔径雷达（PALSAR）。PALSAR不受云层，天气和昼夜影响，可全天时全天候对地观测，该卫星具有多入射角，多极化，多工作模式及多种分辨率的特性，最高分辨率可达7m。（ERS、ENVISAT是多入射角吗？） TerraSAR-X TerraSAR-X TerraSAR-X 是固态有源相控阵的X 波段合成孔径雷达（SAR）卫星，具有多极化、多入射角的特性，具备4 种工作方式和4 种不同分辨率的成像模式。高分辨率聚束式(High Resolution SpotLight(HS)) 聚束式(SpotLight Mode(SL)) 宽扫成像模式(ScanSAR Mode(SC)) 条带成像模式(Stripmap Mode(SM)) COSMO-SkyMed COSMO-SkyMed星座共包括4颗SAR卫星工作在X波段，具有多极化、多入射角的特性，具备3种工作方式和5种分辨率的成像模式，作为全球第1个分辨率高达1 m的雷达成像卫星星座，COSMO-SkyMed系统将以全天候、全天时对地观测的能力、卫星星座特有的高重访周期和l m高分辨率成像1.2InSAR及发展概况 SAR的不足： SAR传感器获取的原始资料主要包含两种信息：一是地面目标区域的二维图像，二是地面目标反射回来的相位 SAR成像没有利用回波相位信息。经过SAR成像处理后，对于地表三维目标，得到

合成孔径雷达干涉测量概述

合成孔径雷达干涉测量（InSAR）简述摘要：本文主要介绍了合成孔径雷达干涉测量技术的发展简史、基本原理、及其3种基本模式，并且对其数据处理的基本步骤进行了概述。最后，还讲述合成孔径雷达干涉测量的主要应用，并对其未来发展进行了展望。关键字：合成孔径雷达合成孔径雷达干涉测量微波遥感影像 1.发展简史合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一种高分辨率的二维成像雷达。它作为一种全新的对地观测技术，近20年来获得了巨大的发展，现已逐渐成为一种不可缺少的遥感手段。与传统的可见光、红外遥感技术相比，SAR 具有许多优越性，它属于微波遥感的范畴，可以穿透云层和甚至在一定程度上穿透雨区，而且具有不依赖于太阳作为照射源的特点，使其具有全天候、全天时的观测能力，这是其它任何遥感手段所不能比拟的；微波遥感还能在一定程度上穿透植被，可以提供可见光、红外遥感所得不到的某些新信息。随着SAR 遥感技术的不断发展与完善，它已经被成功应用于地质、水文、海洋、测绘、环境监测、农业、林业、气象、军事等领域。 L. C. Graham 于1974 年最先提出了合成孔径雷达干涉测量（InSAR ）三维成像的概念，并用于金星测量和月球观察。后来Zebker、G. Fornaro及A. Pepe 等做出了进一步的研究,以解决InSAR 处理系统中有关基线估计、SAR 图像配准、相位解缠及DEM 生成等方面的问题。自1991 年7 月欧空局发射载有C 波段SAR 的卫星ERS- 1 以来，极大地促进了有关星载SAR 的InSAR 技术研究与应用。由于有了优质易得的InSAR 数据源，大批欧洲研究者加入到这个领域，亚洲（主要是日本）的一些研究者也开展了这方面的研究。日本于1992 年2 月发射了JERS- 1，加拿大于1995 年初发射了RADARSAT，特别是1995 年ERS- 2 发射后，ERS- 1 和ERS- 2 的串联运行极大地扩展了利用星载SAR 干涉的机会，为InSAR 技术的研究提供了数据保证。目前用于InSAR 技术研究的数据来源主要有:ERS- 1/2、SIR- C/X SAR、RADARSAT、JERS- 1、TOPSAR 和SEASAT 等。 1979年9月，我国自行研制的第一台合成孔径雷达原理样机在实验室完成，并在试飞中获得我国第一批SAR影像。1989年起国家科委设立了“合成孔径雷达遥感应用实验研究项目”，拉开了大规模雷达遥感研究的帷幕。目前国内外许多部门和科研机构正积极从事着InSAR 技术机理及其应用的研究，已经取得了许多成果，InSAR 技术的前景日益看好。 2.InSAR的基本原理 InSAR 技术是一门根据复雷达图像的相位数据来提取地面目标三维空间信息的技术。其基本思想是：利用两副天线同时成像或一副天线相隔一定时间重复成像，获取同一区域的复雷达图像对，由于两副天线与地面某一目标之间的距离

浅谈雷达干扰与反干扰技术

浅谈雷达干扰与抗干扰技术近年来，由于电子对抗技术的不断进步，干扰与抗干扰之间的斗争亦日趋激烈。面对日益复杂的电子干扰环境，雷达必须提高其抗干扰能力，才能在现代战争中生存，然后才能发挥其正常效能，为战局带来积极影响。一、雷达干扰技术 1、对雷达实施干扰的目的和方法雷达干扰的目的是使敌方雷达无法获得探测、跟踪、定位及识别目标的信息，或使有用的信息淹没在许多假目标中，以致无法提取真正的信息。根据雷达工作原理，雷达是通过辐射电磁波在空间传播至目标，由目标散射回波被雷达接收实现探测目标。因此对雷达实施干扰可以从传播空间和目标这两处着手。具体来说就是辐射干扰信号，反射雷达信号，吸收雷达信号三个方面。为了实现对雷达实现有效的干扰，一般需要满足下面几个条件。空间上，干扰方向必须对准雷达，使得雷达能够接收到干扰信号。频域上，干扰频率必须覆盖雷达工作频率或者和雷达工作频点相同。能量上，干扰的能量必须足够大，使得雷达接收机接收的能量大于其最小可接收功率（灵敏度）。极化方式上，干扰电磁波的极化方式应当和雷达接收天线的极化方式尽量接近，使得极化损失最小。信号形式上，干扰的信号形式应当能够对雷达接收机实施有效干扰，增加其信号处理的难度。 2、雷达干扰分类雷达面临的复杂电子干扰可分为有意干扰和无意干扰两大类，这两者又分别包括有源和无源干扰，具体如下图所示。

有意干扰无意干扰有源干扰无源干扰有源干扰无源干扰遮盖性干扰欺骗性干扰自然界的人为的欺骗性干扰遮盖性干扰自然界的人为的噪声调频干扰复合调频干扰噪声调相干扰随机脉冲干扰距离欺骗干扰角度欺骗干扰速度欺骗干扰等箔条走廊干扰箔条区域干扰反雷达伪装雷达诱饵宇宙干扰雷电干扰等工业干扰友邻干扰等鸟群干扰等人工建筑干扰地物、气象干扰 {友邻物体干扰{{{{{{{{{{{{{{ 雷达干扰二、雷达抗干扰技术雷达抗干扰的主要目标是在与敌方电子干扰对抗中保证己方雷达任务的顺利完成。雷达抗干扰措施可分为两大类：（1）技术抗干扰措施；（2）战术抗干扰措施。技术抗干扰措施又可分为两类：一类是使干扰不进入或少进入雷达接收机中；另一类是当干扰进入接收机后，利用目标回波和干扰的各自特性，从干扰背景中提取目标信息。这些技术措施都用于雷达的主要分系统如天线、发射机、接收机、信号处理机中。 1、与天线有关的抗干扰技术雷达通过天线发射和接收目标信号，但同时可能接收到干扰信号，可以通过在天线上采取某些措施尽量减少干扰信号进入接收机。如提高天线增益，可提高雷达接收信号的信干比；控制天线波束的覆盖与扫描区域可以减少雷达照射干扰机；采用窄波束天线不仅可以获得高的天线增益，还能增大雷达的自卫距离、提高能量密度，还可以减少地面反射的影响，减小多径的误差，提高跟踪精度；采用低旁瓣天线可以将干扰限制在主瓣区间，还可以测定干扰机的角度信息，并能利用多站交叉定位技术，测得干扰机的距

合成孔径雷达干涉测量概述

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