專利名稱：一種大場景sar欺騙干擾實現(xiàn)方法
技術領域：
本發(fā)明屬于信號處理技術領域，更進一步涉及雷達信號處理領域中的大場景SAR欺騙干擾實現(xiàn)方法。通過實時大場景的合成孔徑雷達SAR的欺騙干擾，本發(fā)明能夠在對方合成孔徑雷達成像系統(tǒng)中得到較好的聚焦效果，從而實現(xiàn)對合成孔徑雷達的有效欺騙干擾。
背景技術：
SAR的干擾技術可分為壓制式干擾和欺騙式干擾。壓制式干擾原理相對簡單，但對干擾機的功率要求很高。欺騙式干擾則是在偵察得到 敵方SAR信號的中心頻率、調頻率、帶寬等關鍵參數(shù)的基礎上，通過模擬雷達回波或者回波轉發(fā)等方式對SAR系統(tǒng)進行干擾，雖然干擾原理相對復雜且干擾效果很大程度上依賴于偵察系統(tǒng)的精度，但對干擾機功率的要求就大大降低了。SAR欺騙式干擾使得敵方SAR系統(tǒng)獲得的回波信號中包含欺騙信息，從而使成像結果中出現(xiàn)虛假干擾場景，達到“以假亂真”的干擾效果和對真實目標進行隱藏、保護的戰(zhàn)術目的。羅申，李東生在文獻“一種數(shù)據(jù)復用的SAR欺騙干擾方法研究”(航天電子對抗，第26卷第3期，2010年)中提出了一種流水線結構的欺騙干擾信號生成結構，該方法根據(jù)SAR地面目標回波模型與SAR有源欺騙干擾模型，分析了 SAR載體平臺運動對路徑時延差的影響，通過可用于生成不同方位向位置的假目標信號的系統(tǒng)響應函數(shù)，利用流水線結構對運算結果進行復用，從而生成較多的假目標點的信號。但是，該方法的不足是，由于載機運動的不穩(wěn)定性，所得信號中存在運動誤差，并且數(shù)據(jù)的重復利用大大降低了欺騙干擾的實時性。孫光才，周峰，刑孟道，保錚在文獻“虛假場景SAR欺騙式干擾技術及實時性分析”(西安電子科技大學學報，第36卷第5期，2009年)中提出了一種虛假場景合成孔徑雷達欺騙式干擾的實時性方法，該方法通過快速算法首先對虛假場景圖像進行圖像預生成處理，然后把預生成的虛假圖像和干擾機所接收到的合成孔徑雷達信號進行卷積，并進行實時信號轉發(fā)，使得對方雷達在通過運動補償和合成孔徑雷達成像處理后得到欺騙式虛假場景。但是，該方法的不足是，僅在一定范圍內能夠得到較好的聚焦圖像，當虛假場景目標偏離干擾機較遠時，即為虛假場景比較大時，欺騙干擾圖像成像結果會發(fā)生散焦。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的不足，提出一種大場景SAR欺騙干擾實現(xiàn)方法。本發(fā)明彌補了數(shù)據(jù)復用欺騙干擾方法中存在運動誤差且數(shù)據(jù)的重復利用導致的干擾欺騙性的降低，虛假場景SAR欺騙式干擾技術中虛假場景目標偏離干擾機較遠時成像結果發(fā)生散焦，嚴重時甚至不能成像。而本發(fā)明所涉及的大場景SAR欺騙干擾實現(xiàn)方法充分利用欺騙干擾虛假場景聚焦中心的調整使圖像聚焦良好，并通過分析聚焦深度、奈奎斯特采樣定律的條件，對本方法的適用范圍進行了探討，以及采用分塊并行處理方法提高了欺騙干擾的實時性和欺騙性。實現(xiàn)本發(fā)明的基本思路是將干擾機截獲的雷達信號經(jīng)過延遲得到場景目標點的信號，再將大場景進行分塊并行處理，估計每一子圖像模塊的場景中心，通過調整場景聚焦中心位置對子圖像雷達信號分別在距離向和方位向進行調制，再將調制后的信號和原始雷達信號疊加得到欺騙干擾信號，并進行轉發(fā)，使對方合成孔徑雷達系統(tǒng)得到聚焦良好的SAR圖像。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括以下步驟一種大場景SAR欺騙干擾實現(xiàn)方法，包括以下步驟(I)干擾機截獲雷達信號
Ia)干擾機截獲雷達時域信號，并將截獲的雷達時域信號在距離向作傅里葉變換，得到雷達距離頻域信號；Ib)將雷達時域信號作延時處理，得到雷達時域延時信號；(2)對虛假大場景圖像進行分塊處理2a)根據(jù)聚焦深度的方位向不散焦條件確定距離向分塊單元長度，用虛假大場景圖像距離向總長度除以距離向分塊單元長度，得到距離向分塊個數(shù)；2b)根據(jù)奈奎斯特采樣定律確定方位向分塊單元長度，用大場景圖像方位向總長度除以方位向分塊單元長度，得到方位向分塊個數(shù)；2c)將大場景圖像分為MXN塊子圖像，其中，M為距離向分塊個數(shù)，N為方位向分塊個數(shù)；2d)將每一子圖像的幾何中心設置為各自的聚焦中心，將每一子圖像的聚焦中心作為各自的場景中心；(3)調制截獲信號3a)將步驟Ib)中的雷達時域延時信號在距離向作傅里葉變換，得到虛假場景目標點的頻域信號；3b)將虛假場景目標點的頻域信號中，由虛假場景圖像的幅度和虛假場景與雷達之間的瞬時斜距變化所決定的部分定義為頻域調制系數(shù)；3c)將子圖像頻域調制系數(shù)分為預先生成部分和實時生成部分；3d)將預先生成部分在同一方位單元上進行距離向疊加，得到距離疊加后的調制系數(shù)預先生成部分；3e)將不同的方位單元實時生成部分與距離疊加后的調制系數(shù)預先生成部分相乘，并在方位向進行疊加，得到子圖像的調制系數(shù)；3f)對每一子圖像同時執(zhí)行步驟3c)，步驟3d)，步驟3e)進行并行計算，得到所有子圖像的調制系數(shù)；3g)將所有子圖像的調制系數(shù)加和，得到頻域調制后系數(shù)；3h)將頻域調制后系數(shù)與步驟Ia)中得到的雷達距離頻域信號相乘，得到調制后距離頻域信號；(4)生成欺騙干擾信號對調制后距離頻域信號在距離向作傅里葉逆變換，得到時域欺騙干擾信號；(5)轉發(fā)欺騙干擾信號
將欺騙干擾信號轉發(fā)，對方雷達得到真實場景雷達信號與時域欺騙干擾信號疊加的欺騙干擾信號。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點第一，本發(fā)明采用了對大場景干擾圖像進行分塊并行調制，克服了現(xiàn)有技術數(shù)據(jù)復用欺騙干擾方法中數(shù)據(jù)復用導致干擾欺騙性降低的不足，使得本發(fā)明具有了實現(xiàn)簡單，效率高，實時性高的優(yōu)點。第二，本發(fā)明采用了聚焦深度方位不散焦條件和奈奎斯特采樣定律的限制條件對本方法的適用范圍進行確定，克服了現(xiàn)有技術快速的實時欺騙干擾算法中僅在一定范圍內圖像能夠較好聚焦的不足，使得本發(fā)明的實現(xiàn)具有更好的可行性。第三，本發(fā)明采用了調整場景中心位置的方法，克服了現(xiàn)有技術中快速的實時欺騙干擾算法中虛假場景目標偏離干擾機較遠時成像散焦嚴重的不足，使得本發(fā)明具有了能夠在對方合成孔徑雷達成像系統(tǒng)中良好聚焦，實現(xiàn)對合成孔徑雷達實時、有效欺騙的優(yōu)點。


圖I為本發(fā)明的流程圖；圖2為本發(fā)明仿真效果圖。
具體實施例方式下面結合附圖I對本發(fā)明的步驟做進一步詳細描述。步驟I :干擾機截獲雷達信號干擾機截獲雷達時域信號，得到以距離為行向量以方位為列向量的雷達信號數(shù)據(jù)，將截獲的雷達時域信號在距離向作傅立葉變換，得到雷達距離頻域信號；將雷達時域信
號延時個時間單元，其中，a Rni為場景目標點m與干擾機到載機平臺的距離差，c為光
速，得到雷達時域延時信號
[
權利要求
1.一種大場景SAR欺騙干擾實現(xiàn)方法，包括以下步驟 (1)干擾機截獲雷達信號 Ia)干擾機截獲雷達時域信號，并將截獲的雷達時域信號在距離向作傅里葉變換，得到雷達距離頻域信號； Ib)將雷達時域信號作延時處理，得到雷達時域延時信號； (2)對虛假大場景圖像進行分塊處理 2a)根據(jù)聚焦深度的方位向不散焦條件確定距離向分塊單元長度，用虛假大場景圖像距離向總長度除以距離向分塊單元長度，得到距離向分塊個數(shù)； 2b)根據(jù)奈奎斯特采樣定律確定方位向分塊單元長度，用大場景圖像方位向總長度除以方位向分塊單元長度，得到方位向分塊個數(shù)； 2c)將大場景圖像分為MXN塊子圖像，其中，M為距離向分塊個數(shù)，N為方位向分塊個數(shù)； 2d)將每一子圖像的幾何中心設置為各自的聚焦中心，將每一子圖像的聚焦中心作為各自的場景中心； (3)調制截獲信號 3a)將步驟lb)中的雷達時域延時信號在距離向作傅里葉變換，得到虛假場景目標點的頻域信號； 3b)將虛假場景目標點的頻域信號中，由虛假場景圖像的幅度和虛假場景與雷達之間的瞬時斜距變化所決定的部分定義為頻域調制系數(shù)； 3c)將子圖像頻域調制系數(shù)分為預先生成部分和實時生成部分； 3d)將預先生成部分在同一方位單元上進行距離向疊加，得到距離疊加后的調制系數(shù)預先生成部分； 3e)將不同的方位單元實時生成部分與距離疊加后的調制系數(shù)預先生成部分相乘，并在方位向進行疊加，得到子圖像的調制系數(shù)； 3f)對每一子圖像同時執(zhí)行步驟3c)，步驟3d)，步驟3e)進行并行計算，得到所有子圖像的調制系數(shù)； 3g)將所有子圖像的調制系數(shù)加和，得到頻域調制后系數(shù)； 3h)將頻域調制后系數(shù)與步驟la)中得到的雷達距離頻域信號相乘，得到調制后距離頻域信號； (4)生成欺騙干擾信號 對調制后距離頻域信號在距離向作傅里葉逆變換，得到時域欺騙干擾信號； (5)轉發(fā)欺騙干擾信號 將欺騙干擾信號轉發(fā)，對方雷達得到真實場景雷達信號與時域欺騙干擾信號疊加的欺騙干擾信號。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種大場景SAR欺騙干擾實現(xiàn)方法，其特征在于步驟Ib)所2八/ 述的延時處理是指將截獲的雷達信號延遲一~^個時間單元后的信號，其中，ARmS場景目 C標點m與干擾機到載機平臺的距離差，C為光速。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種大場景SAR欺騙干擾實現(xiàn)方法，其特征在于步驟2a)所AT 2述聚焦深度的方位向不散焦條件是其中，Iyl為距離向分塊單元長度，\為 2W)雷達信號波長，Rs為干擾機到載機平臺的垂直距離，Ta為載機天線的合成孔徑時間，V為載機速度。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種大場景SAR欺騙干擾實現(xiàn)方法，其特征在于步驟2b)所述的方位向分塊單元長度為么其中，|X|為方位向單元長度，入為 2v2雷達信號波長，Rs為干擾機到載機平臺的垂直距離，PRF為脈沖重復頻率，V為載機速度，D為載機天線的真實孔徑長度，L為載機天線的合成孔徑長度。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種大場景SAR欺騙干擾實現(xiàn)方法，其特征在于步驟3c)所述的預先生成部分是指，頻域調制系數(shù)中由虛假場景目標點相對于干擾機的位置和相對場景中心的距離決定的與慢時間無關的瞬時斜距變化量。
6.根據(jù)權利要求I所述的一種大場景SAR欺騙干擾實現(xiàn)方法，其特征在于步驟3c)所述的實時生成部分是指，頻域調制系數(shù)中與慢時間和雷達平臺運動參數(shù)有關的部分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大場景SAR欺騙干擾實現(xiàn)方法。其步驟為(1)干擾機截獲雷達信號(2)對虛假大場景圖像進行分塊處理(3)調制截獲信號(4)生成欺騙干擾信號(5)轉發(fā)欺騙干擾信號。本發(fā)明學習的大場景SAR欺騙干擾實現(xiàn)方法可適用于大場景SAR快速實時欺騙干擾的實現(xiàn)，本發(fā)明充分利用欺騙干擾方法，通過將虛假場景聚焦中心位置調整到場景中心的方法，使圖像能夠在對方的合成孔徑雷達系統(tǒng)中聚焦良好，提高了干擾的欺騙性，并利用聚焦深度的方位不散焦條件和奈奎斯特采樣定律，對本方法的適用范圍進行確定，使本發(fā)明具有很好的可行性，以及采用對大場景圖像進行分塊并行調制的方法提高了欺騙干擾的實時性。
文檔編號G01S7/38GK102721948SQ20121023401
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權日2012年7月6日
發(fā)明者周峰, 孫光才, 白雪茹, 石曉然, 趙博 申請人:西安電子科技大學