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【最新综述】合成孔径雷达抗干扰技术综述

蒋文 雷达学报 2022-07-02
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合成孔径雷达(SAR)是一种有源遥感雷达系统,以其特有的合成孔径技术,可以实现全天时全天候的高分辨成像,在战场侦察、灾害监测、灾害评估及预警、资源勘探、地形测绘等方面发挥着不可替代的作用,逐渐受到全世界各国国防部和军民企业的高度重视。然而,作为一种宽带雷达系统,合成孔径雷达在工作频段内易受到敌方有源干扰机信号、无线通信信号、广播电视信号和其他雷达信号等多种复杂电磁干扰的影响,其中合成孔径雷达面临主要威胁在于人为有意识制造的干扰,即有意干扰;而有意干扰则可进一步分为压制干扰和欺骗干扰。
压制干扰具有较高的干扰功率,能够遮掩有用信息,降低合成孔径雷达的解译性能(图1);而欺骗干扰则可以利用较小的发射功率,通过形成与合成孔径雷达真实回波相似的散射点,来产生欺骗性的目标(图2)。
在现代战争中,我们必须意识到,信息电子战的核心就在于如何在复杂电磁环境中获取对信息的制霸权,合成孔径雷达抗干扰能力的重要性丝毫不逊色于合成孔径雷达系统研制本身,如果在没有任何干扰抑制措施的前提下,一旦合成孔径雷达系统面临电子干扰,那么其很容易丧失信息获取能力,这就是所谓的“睁眼瞎”。

图1 窄带压制干扰对合成孔径雷达成像的影响

图2 欺骗干扰对合成孔径雷达成像的影响 

针对该问题,东南大学洪伟教授、黄岩讲师团队基于前期研究工作,对多种干扰信号模型(窄带、宽带压制干扰及欺骗干扰)、干扰形式(直达波和反射波)、天线配置(单通道和多通道合成孔径雷达系统)等干扰抑制算法的设计关键要素及主要思路进行了深入分析和总结梳理,从不同干扰与真实信号本质差异的角度出发,对近些年代表性的合成孔径雷达对抗压制干扰和欺骗干扰的文献进行介绍和归纳,并介绍了该团队于合成孔径雷达干扰抑制方向上的成果。
该工作已发表在《雷达学报》2020年第1期“合成孔径雷达技术”专刊2“合成孔径雷达抗干扰技术综述”(黄岩,赵博,陶明亮,陈展野,洪伟)。
该文首先介绍常见的合成孔径雷达有源干扰的信号模型,然后基于不同类型的压制干扰和欺骗干扰与真实回波的本质差异,归纳了多种针对压制干扰和欺骗干扰的有效对抗手段及其研究进展(图3-图5)。最后指出了该领域未来可能的研究趋势,为今后研究者挖掘潜在研究课题和新的研究方向提供参考和思路。

图3 张量理论干扰抑制方法性能(半参数化方法)

 

图4 宽带压制干扰下子空间投影法与陷波滤波器的2维距离时频谱对比(非参数化方法) 

(a) 混合欺骗干扰和真实回波场景

(b) 重构的真实场景

(c) 重构的欺骗场景

图5 单通道合成孔径雷达欺骗干扰污染场景重构结果


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