一种基于离线计算在线变异的合成孔径雷达欺骗干扰方法技术

一种基于离线计算在线变异的合成孔径雷达欺骗干扰方法：一、在雷达进入干扰机威力范围之前的离线阶段，对雷达参数进行合理性假设。二、离线阶段根据假设雷达参数，计算并存储SAR传递函数。三、在雷达进入干扰机威力范围之后的在线阶段，根据实际雷达参数估计值对SAR传递函数进行参数变异。四、在线阶段，将参数变异后的SAR传递函数与干扰机消隐滤波器点对点相乘，获得干扰机调制函数。本发明专利技术优点：一、可极大缩减干扰机需实时计算计算量，减小干扰机实时运算难度。干扰机欺骗模板的规模仅影响离线阶段计算复杂度，与在线阶段计算量无关，有利于干扰机形成大规模虚假电磁特性。二、具备对多模式SAR的欺骗干扰能力，适用对象不仅局限于传统条带模式SAR。

【技术实现步骤摘要】
一种基于离线计算在线变异的合成孔径雷达欺骗干扰方法
本专利技术属于雷达对抗和雷达信号处理领域，具体涉及对合成孔径雷达的有源欺骗干扰技术，特别是一种基于离线计算在线变异的合成孔径雷达欺骗干扰方法。
技术介绍
合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar，SAR)具有全天时、全天候、远距离、高分辨成像能力，对战场侦察、作战评估等军事应用领域具有重要意义。随着世界各军事大国加紧研制、部署、广泛应用SAR，SAR对抗技术成为雷达对抗领域研究的热点问题。当前，对SAR的欺骗干扰技术方兴未艾，面临诸多挑战。干扰机形成大规模虚假电磁特性涉及的计算复杂度大，与计算实时性要求、精度要求构成突出矛盾。针对上述问题，现有的对SAR欺骗干扰技术通过算法设计降低计算复杂度、促进并行计算，从而达到减小计算耗时的目的。例如，文献“Y.Liu(刘永才),W.Wang(王伟),X.Pan(潘小义),Q.Fu(傅其祥),G.Wang(王国玉).Inverseomega-Kalgorithmfortheelectromagneticdeceptionofsyntheticapertureradar(对合成孔径雷达电磁欺骗的逆距离徙动算法),IEEEJournalofSelectedTopicsonAppliedEarthObservationandRemoteSensing(地球观测与遥感专题期刊),2016年,9卷(7)期:3037-3049页”中提出的逆omega-K算法，文献“Y.Liu(刘永才),W.Wang(王伟),X.Pan(潘小义),D.Dai(代大海),D.Feng(冯德军).Afrequency-domainthree-stagealgorithmforactivedeceptionjammingagainstsyntheticapertureradar(一种用于对合成孔径雷达有源欺骗干扰的频域三阶段算法).IETRadar,Sonar&Navigation(雷达、声纳、导航期刊),2014年,8卷6期:639-646页.”中提出的频域三阶段法，以及文献“F.Zhou,B.Zhao,M.Tao,X.Bai,B.Chen,andG.Sun,“Alargescenedeceptivejammingmethodforspace-borneSAR(一种针对星载合成孔径雷达的大场景欺骗干扰方法),”IEEETransactionsonGeoscienceandRemoteSensing(地球科学与遥感学报),51卷8期,4486–4495页,2013年8月.”中提出的两步生成法等。越来越多的SAR具备了多种数据获取模式，如条带模式、聚束模式、滑动聚束模式、TOPS(TerrainObservationbyProgressiveScans，循序扫描对地观测)模式等，数据获取模式的多样性造成SAR欺骗干扰机面临更多不确定和更大的技术难度。而现有SAR欺骗干扰技术均限应用于传统条带模式，而缺乏针对多模式SAR的对抗能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供的一种基于离线计算在线变异的合成孔径雷达欺骗干扰方法，为一种新的对合成孔径雷达欺骗干扰方法。针对干扰机计算量与实时性要求的矛盾问题，本专利技术方法突破了传统方法需要当雷达进入干扰机威力范围并且干扰机获得雷达参数精确估计值后才开始计算的思路，通过在雷达进入干扰机威力范围之前的离线阶段、雷达准确参数信息缺失的情况下，完成尽可能多的计算，减小需要实时运算的计算量。同时，本专利技术方法包含对SAR传递函数进行的雷达参数变异过程，可以用统一的框架和流程伪造多种数据获取模式(包括条带模式、聚束模式、滑动聚束模式、TOPS模式等)条件下的SAR回波信号，使干扰机具备对多模式SAR的欺骗干扰能力。本专利技术一种基于离线计算在线变异的合成孔径雷达欺骗干扰方法，采取如下技术方案计算干扰机调制函数(亦即干扰机频率响应)。步骤一：在雷达进入干扰机威力范围之前的离线阶段，对雷达参数进行合理性假设。步骤二：离线阶段，根据假设雷达参数，计算并存储SAR传递函数。步骤三：在雷达进入干扰机威力范围之后的在线阶段，根据实际雷达参数的估计值对SAR传递函数进行参数变异。步骤四：在线阶段，将经过步骤三进行参数变异后的SAR传递函数与干扰机消隐滤波器点对点相乘，获得干扰机调制函数。本专利技术的有益效果主要在于：第一，可极大缩减干扰机需要实时计算的计算量，减小干扰机实时运算的难度。特别是，对于本专利技术方法而言，干扰机欺骗模板的规模仅影响离线阶段计算的复杂度，而与在线阶段的计算量无关，这尤其有利于干扰机形成大规模虚假电磁特性。第二，具备对多模式SAR的欺骗干扰能力，适用对象不仅局限于传统的条带模式SAR。特别是，利用统一的框架和流程获得多种不同数据获取模式条件下的SAR欺骗干扰信号，有利于简化对多模式SAR欺骗干扰机的设计、实现工作。附图说明图1是SAR、干扰机、虚假散射中心和虚假电磁特性之间的几何示意图。图2是本专利技术方法流程图。图3a～图3i是以本专利技术方法仿真对TOPS模式SAR欺骗干扰时，干扰信号经过雷达成像处理后，雷达图像中形成的九个虚假散射中心的二维放大视图。图4a～图4i是以本专利技术方法仿真对TOPS模式SAR欺骗干扰时，干扰信号经过雷达成像处理后，雷达图像中形成的九个虚假散射中心的一维剖面图。图5本专利技术方法仿真对TOPS模式SAR欺骗干扰时，干扰信号经过雷达成像处理后，雷达图像中形成的虚假场景。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步解释。SAR、干扰机、虚假散射中心和虚假电磁特性之间的几何示意图如图1所示。不妨令雷达坐标为其中x轴为雷达平台运动方向，y轴为与x轴垂直的水平方向，z轴为竖直方向；令描述虚假电磁特性的欺骗模板中任一虚假散射中心坐标为干扰机坐标为令雷达波束指向为其中θ0,x,θ0,y,θ0,z分别代表雷达波束指向与x,y,z轴所成夹角。需要注意的是，可以是常数亦可以是个变量，如何随雷达位置(或雷达慢时间)变化是SAR对应何种数据获取模式的重要决定因素。令θw,x,θw,y,θw,z分别表示雷达天线相对x轴、y轴、z轴的波束宽度。本专利技术一种基于离线计算在线变异的合成孔径雷达欺骗干扰方法，采用的技术路线如图2所示，包含以下四个步骤。步骤一：在雷达进入干扰机威力范围之前的离线阶段，对雷达参数进行合理性假设。离线阶段的假设雷达参数应满足以下三个条件：(1)假设雷达信号参数的频率范围应能够覆盖真实雷达信号的频率范围。(2)假设雷达天线参数主瓣照射方向的范围应满足覆盖真实雷达天线主瓣照射方向的范围。一般地，我们可以(但不限于)假设雷达为具有固定波束指向、较宽波束宽度的条带模式SAR。(3)假设雷达航迹参数的设定与SAR的运载平台有关。对于星载SAR而言，由于星载SAR的运动轨迹具有稳定性和可预测性，不难在离线阶段获知真实雷达航迹参数，因而假设雷达航迹参数应与真实雷达航迹相同。对于机载SAR或无人机载SAR而言，设定一组等间隔的直线航迹，且应满足以下条件：直线航迹在空间中的采样频率应大于SAR回波信号空域谱带宽，即要求相邻直线航迹之间的距离应不大于SAR回波信号空域谱带宽的倒数。具体而言，相邻直线航迹沿y轴方向和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于离线计算在线变异的合成孔径雷达欺骗干扰方法，特征在于，该方法采取如下步骤计算干扰机调制函数：步骤一：在雷达进入干扰机威力范围之前的离线阶段，对雷达参数进行合理性假设；步骤二：离线阶段，根据假设雷达参数，计算并存储SAR传递函数；步骤三：在雷达进入干扰机威力范围之后的在线阶段，根据实际雷达参数的估计值对SAR传递函数进行参数变异；步骤四：在线阶段，将经过步骤三进行参数变异后的SAR传递函数与干扰机消隐滤波器点对点相乘，获得干扰机调制函数。

【技术特征摘要】
1.一种基于离线计算在线变异的合成孔径雷达欺骗干扰方法，特征在于，该方法采取如下步骤计算干扰机调制函数：步骤一：在雷达进入干扰机威力范围之前的离线阶段，对雷达参数进行合理性假设；步骤二：离线阶段，根据假设雷达参数，计算并存储S...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永才，王伟，饶彬，傅其祥，冯德军，代大海，常宇亮，潘小义，顾赵宇，廖斌，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43