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多通道SAR 及其干擾技術(shù)研究現(xiàn)狀

2018-01-11 12:23張云鵬畢大平房明星沈愛國
電光與控制 2017年11期
關(guān)鍵詞:干擾機(jī)文獻(xiàn)目標(biāo)

張云鵬, 畢大平, 房明星, 沈愛國, 周 陽

(電子工程學(xué)院,合肥 230037)

多通道SAR 及其干擾技術(shù)研究現(xiàn)狀

張云鵬, 畢大平, 房明星, 沈愛國, 周 陽

(電子工程學(xué)院,合肥 230037)

從InSAR,SAR-GMTI和雙/多通道對消技術(shù)3個方面介紹了多通道SAR的發(fā)展歷程,總結(jié)了其抗干擾技術(shù)的研究進(jìn)展,并著重總結(jié)分析了多通道SAR干擾技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀??垢蓴_方面,主要從天線及體制、信號波形兩個角度進(jìn)行了歸納,并分析了雙/多通道干擾對消技術(shù)的特點。干擾方面,分析了多通道SAR干擾技術(shù)的發(fā)展趨勢,重點探討了復(fù)雜調(diào)制、相干性、多站分布式干擾和針對多通道SAR抗干擾技術(shù)等問題。

多通道合成孔徑雷達(dá); 地面動目標(biāo)顯示; 雙通道干擾對消; 波形捷變; 干擾技術(shù)

0 引言

合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)是20世紀(jì)雷達(dá)技術(shù)最重要的進(jìn)展,它主要利用距離向脈沖壓縮技術(shù)和方位向孔徑合成方式實現(xiàn)觀測區(qū)域的二維成像,并具有全天時、全天候、高處理增益和遠(yuǎn)距離觀測等優(yōu)勢。由于傳統(tǒng)成像雷達(dá)的工作體制和成像模式無法滿足更高分辨率、動目標(biāo)檢測、三維成像和雜波抑制等需求,新體制成像理論和方法的研究越來越受到重視。在發(fā)展過程中,多通道SAR技術(shù)的產(chǎn)生和完善使得成像雷達(dá)的信息獲取能力和抗干擾能力獲得極大提升。

多通道SAR具有更高的系統(tǒng)自由度,可以從雷達(dá)回波的相位中獲取比單通道SAR更多的有用信息,現(xiàn)階段較為成熟且應(yīng)用最為廣泛的多通道技術(shù)主要包括干涉合成孔徑雷達(dá)(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)技術(shù)、合成孔徑雷達(dá)地面動目標(biāo)顯示(Synthetic Aperture Radar-Ground Moving Target Indication,SAR-GMTI)技術(shù)、雙/多通道對消(Dual-/Multi-channel Cancellation)技術(shù)和髙分辨寬測繪帶(High-Resolution and Wide-Swath,HRWS)技術(shù)等。InSAR是多通道SAR中發(fā)展較為成熟的三維成像體制雷達(dá),能夠獲取熱點區(qū)域的數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)和三維信息;SAR-GMTI結(jié)合了GMTI的運動目標(biāo)檢測和 SAR 高分辨成像的功能,可以實時對地面動目標(biāo)進(jìn)行檢測、識別、定位、跟蹤和成像[1];雙/多通道對消技術(shù)利用通道間接收信號的相位關(guān)系可有效地抑制干擾信號[2];HRWS模式利用空域維度信息進(jìn)行高分辨成像處理。

國外多通道SAR技術(shù)的發(fā)展和性能的持續(xù)提升給我國的戰(zhàn)略部署和軍事保密帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn):SAR-GMTI,InSAR等對我軍裝甲車、艦船等重要軍事目標(biāo)和作戰(zhàn)地形等構(gòu)成了嚴(yán)重威脅;雙/多通道對消、波形捷變等抗干擾技術(shù)的應(yīng)用更使得一些傳統(tǒng)的相干干擾方法失去效用。因此,針對多通道SAR的干擾技術(shù)研究具有重要的現(xiàn)實意義。本文首先介紹了多通道SAR的發(fā)展歷程,并對其抗干擾技術(shù)進(jìn)行了分類總結(jié),最后對干擾技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析,重點強(qiáng)調(diào)了干擾技術(shù)在調(diào)制復(fù)雜度、相干性、多站干擾以及克服抗干擾技術(shù)等方面的需要。

1 多通道SAR技術(shù)的發(fā)展歷程

多通道SAR的研制與工程實踐主要集中于20世紀(jì)90年代,2000年后基本進(jìn)入成熟發(fā)展期。目前備受各國重視的星載SAR系統(tǒng)基本都具備多通道工作模式,其開發(fā)周期較長,有的至今仍處于研發(fā)和升級階段,以下主要結(jié)合各國典型的多通道SAR系統(tǒng),介紹InSAR,SAR-GMTI等多通道技術(shù)的發(fā)展。

1.1 InSAR技術(shù)

GRAHAM于1974年首次提出干涉方法處理SAR圖像的設(shè)想,并利用機(jī)載InSAR獲取地面精度較低的高程信息。1986年,ZEBKER等人在利用機(jī)載InSAR對金門大橋附近地區(qū)進(jìn)行觀測,并獲取了精度2~10 m的高程圖。1988年,GOLDSTEIN等人利用SIR和SEASAT-SAR的成像數(shù)據(jù)進(jìn)行干涉處理成像,已能夠獲取與出版地圖非常接近的結(jié)果。加拿大于1995年發(fā)射了工作于C波段的Radarsat-1,它是第一個實用化ScanSAR模式星載SAR系統(tǒng)[3]。歐空局于1991年發(fā)射的ERS-1和1992年發(fā)射的ERS-2組成單發(fā)單收多航過InSAR系統(tǒng);1994年發(fā)射了SIR-C/X-SAR衛(wèi)星,使用L,C和X多個波段,為干涉SAR提供了更多高質(zhì)量的數(shù)據(jù);2002年發(fā)射ENVISAT對地探測衛(wèi)星,搭載ERS-1/2的改進(jìn)型ASAR系統(tǒng),并用于地球表面的觀測。

德國于2010年發(fā)射的TanDEM-X(TDX)和2008年發(fā)射的TerraSAR-X(TSX)均采用HELIX編隊飛行,能提供絕對誤差在4 m的全球高程圖[4],參見圖1。

NASA于2003年首次提出的GESS系統(tǒng)可提供實時、高精度的全球范圍地殼形變監(jiān)測,該系統(tǒng)在2013年實現(xiàn)2~3顆低軌衛(wèi)星組成的InSAR星座,計劃到2018年實現(xiàn)中、高軌InSAR系統(tǒng)的演示驗證。由NASA,DLR和JPL共同提出的TanDEM-L就是GESS系統(tǒng)進(jìn)程的第一階段[5],其分辨率為20.50 m,高程精度可達(dá)2.4 m。

1.2 SAR-GMTI技術(shù)

美國最早在20世紀(jì)70年代就已經(jīng)開始單通道SAR-GMTI的研究工作。1991年,將具有GMTI功能的聯(lián)合監(jiān)視和目標(biāo)攻擊雷達(dá)系統(tǒng)(Joint Surveillance and Target Attack Radar System,JointSTARS)裝備于兩架E-8飛機(jī)上,在海灣戰(zhàn)爭用于戰(zhàn)場偵察,標(biāo)志著SAR-GMTI進(jìn)入實戰(zhàn)應(yīng)用階段[1]。作為JointSTARS計劃的升級,2000年年底開始了多平臺雷達(dá)技術(shù)改進(jìn)計劃(MP-RTIP),采用模塊化的有源電掃相控陣天線雷達(dá)系統(tǒng),重大改進(jìn)是可以同時獲得SAR靜止圖像和地面運動目標(biāo)顯示圖像而且分辨率大幅提升。圖2為SAR/GMTI組合成像。

圖2 SAR/GMTI組合成像Fig.2 SAR/GMTI combined imaging

加拿大于1999年在Petawawa軍事基地進(jìn)行了機(jī)載試驗,對相位中心偏置天線(DPCA)[6-7]和沿航跡干涉(ATI)[8]這兩種測量方法進(jìn)行了測試,并開始了星載SAR-GMTI系統(tǒng)的研究:2007年發(fā)射的Radarsat-2已具備多種成像模式[9];2008年進(jìn)行了為期兩年的運動目標(biāo)檢測實驗(MODEX: Moving Object Detection Experiment)科研計劃,以開發(fā)、驗證用于觀測、檢測和監(jiān)視地面車輛的試驗性星載地面運動目標(biāo)顯示模式[10]。

德國在SAR-GMTI研發(fā)上晚于美國,機(jī)載X波段多通道SAR實驗系統(tǒng)AER于1995年和1996年分別進(jìn)行了車載和機(jī)載試驗,該系統(tǒng)已具備全極化、聚束、干涉測量和SAR/MTI等工作模式;之后 FGAN研制的多功能相控陣成像雷達(dá)(PAMIR)系統(tǒng)獲得了比AER更高的分辨率和更寬的角域范圍,工作模式更加多樣[11];2008年初由德國宇航中心主導(dǎo)發(fā)射的TerraSAR-X衛(wèi)星具備GMTI功能,基本可應(yīng)用于交通管制,并且它與之后發(fā)射的TanDEM-X組成了編隊衛(wèi)星SAR-GMTI系統(tǒng)雛形[4,12]。TanDEM-X是典型的分布式SAR-GMTI系統(tǒng),分布式衛(wèi)星具有更好的系統(tǒng)自由度,衛(wèi)星編隊方式能夠突破單星體制下基線長度受限的問題,進(jìn)一步提高慢速目標(biāo)的檢測性能。目前,其他正在發(fā)展的分布式星載SAR-GMTI系統(tǒng)有法國的干涉車輪Cartwheel系統(tǒng)[13]、美國的TechSat-21[14]和意大利的COSMO-SkyMed系統(tǒng)[15]等。表1為國外典型多通道SAR系統(tǒng),未注明年份的為正處于研發(fā)升級中。

1.3 雙/多通道對消技術(shù)

多通道SAR-GMTI和InSAR系統(tǒng)均可以利用雙/多通道對消技術(shù)獲取干擾被抑制的靜止區(qū)域SAR圖像,該技術(shù)是實現(xiàn)多通道抗干擾的重要方法[16]。雙/多通道對消技術(shù)利用固定干擾機(jī)發(fā)射的干擾信號到各通道的相位差可量化的特性,通過估計該相位差和相位補(bǔ)償來實現(xiàn)通道間的干擾對消。干涉相位的估計是難點,并且部分地物信息會被周期性對消掉,因而多通道對消成像結(jié)果是受到一定影響的。但相對于受干擾的SAR圖像,這些影響是可以忽略的,并且隨著技術(shù)改進(jìn),這些問題也在逐漸被克服[17]。

2 多通道SAR抗干擾技術(shù)的研究進(jìn)展

2.1 天線及體制方面

多通道SAR天線/系統(tǒng)體制方面的抗干擾技術(shù)可分為空域抗干擾和雙/多通道對消技術(shù)兩類。

空域抗干擾技術(shù)本質(zhì)上是基于陣列波束形成技術(shù),ENDER較早地提出一種基于SAR圖像重建的空間-慢時間空時自適應(yīng)處理(STAP)抗干擾方法,研究結(jié)果顯示該方法優(yōu)于單純的空間濾波結(jié)果,但只對壓制性干擾進(jìn)行了分析。文獻(xiàn)[18]提出分別采用空間-慢時間和空間-快時間的STAP技術(shù)抑制直達(dá)波干擾和彈射式干擾。文獻(xiàn)[19]針對多通道SAR提出了一種基于空-頻自適應(yīng)調(diào)零的寬帶天線調(diào)零抗干擾方法。國內(nèi)的文獻(xiàn)[20-21]也對空域抗干擾技術(shù)進(jìn)行了研究,進(jìn)一步完善了STAP干擾抑制技術(shù)。空域抗干擾技術(shù)出現(xiàn)較早,發(fā)展較為成熟,但要求的運算量較大,對干擾類型的區(qū)分度高,而且一般會在干擾向形成波束缺口,對成像的影響較大。

雙/多通道對消技術(shù)利用通道間接收脈沖信號的相位關(guān)系對消定點干擾源信號,是一種直接有效的多通道抗干擾方法。該方法最初是針對散射波干擾:文獻(xiàn)[16]分析了采用雙天線對消彈射式干擾的方法,結(jié)合散射波干擾模型從理論上分析雙路對消的原理,給出了對消條件;為解決文獻(xiàn)[16]中的補(bǔ)償相位估計難題,文獻(xiàn)[22]依據(jù)兩路對消后能量最小準(zhǔn)則提出了自動相位搜索算法。之后的研究逐漸將多路對消的思想用于對抗噪聲壓制性干擾:文獻(xiàn)[2]提出了利用雙通道對消抑制點源噪聲干擾,并分析了該方法會造成周期性回波損失,仿真成像在方位向形成了周期性暗條紋;文獻(xiàn)[23]推導(dǎo)了干擾對消中損失周期的表達(dá)式;文獻(xiàn)[17]提出了抑制SAR壓制性干擾的三通道對消方法,該方法下回波損失周期更大,從而有效改進(jìn)了成像效果,同時推廣討論了N通道對消的情況。在針對欺騙式干擾方面:文獻(xiàn)[24]研究了利用雙天線檢測SAR欺騙干擾的方法;文獻(xiàn)[25]通過比較分析欺騙式干擾與場景回波的異同,利用場景回波多普勒譜具有固定相位差的特性來構(gòu)造通道的導(dǎo)向矢量,進(jìn)而抑制欺騙式干擾。相比于空域抗干擾技術(shù),雙/多通道對消具有以下特點:1) 運算量較小,陣元數(shù)量需求少,雙通道即可實現(xiàn)對消;2) 對干擾類型的區(qū)分要求低,能適應(yīng)多種干擾類型,對散射波干擾也有較好的抑制效果[21];3) 一般作用于單點源干擾,且會造成周期性的回波損失[2]。

2.2 信號波形方面

SAR采用波形捷變技術(shù)可實現(xiàn)對干擾的抑制,最常使用的方式是調(diào)頻率捷變,并經(jīng)歷了調(diào)頻率微調(diào)、極性捷變、隨機(jī)捷變的發(fā)展歷程。SOUMEKH等人率先對線性調(diào)頻體制SAR展開波形捷變抗干擾研究,首先提出了慢時刻微調(diào)信號幅度的方法,該方法抗干擾效果較弱;之后研究了脈間調(diào)頻率微調(diào)的抗干擾方法[26],該方法在獲得抗干擾增益的同時在一定程度上影響了成像結(jié)果。為獲得更好的成像效果,初相調(diào)節(jié)、限幅陷波等與調(diào)頻率捷變相結(jié)合的復(fù)合抗干擾方法也相繼提出:文獻(xiàn)[27]在SOUMEKH的基礎(chǔ)上提出調(diào)頻率極性捷變和限幅結(jié)合的抗干擾方法,實驗證明極性捷變的抗干擾效果要好于調(diào)頻率微調(diào);文獻(xiàn)[28]研究了隨機(jī)初相結(jié)合調(diào)頻斜率極性捷變的抗干擾方法,隨機(jī)初相可有效降低干擾的方位向增益;文獻(xiàn)[29]提出隨機(jī)線性調(diào)頻率抗欺騙干擾方法,并結(jié)合一維、二維干擾陷波給出了算法流程和影響抗干擾的因素,證明二維陷波具有更好的抗干擾性能,但運算量較大;文獻(xiàn)[30]提出參數(shù)捷變工作模式,利用脈沖重復(fù)頻率的變化回避發(fā)射脈沖干擾的遮擋,有效拓展了SAR的測繪帶寬度。信號捷變方法作為信號波形層面的抗干擾手段,能進(jìn)一步增強(qiáng)多通道SAR的干擾抑制性能。

3 多通道SAR干擾技術(shù)的研究現(xiàn)狀

出于保密原因,國外關(guān)于多通道SAR干擾技術(shù)的公開文獻(xiàn)極少,國內(nèi)的相關(guān)研究快速發(fā)展于2005年以后。

3.1 對InSAR的干擾研究

針對InSAR的干擾研究可分為兩類。一類是探究噪聲、散射波等傳統(tǒng)干擾樣式對高程恢復(fù)、圖像配準(zhǔn)等InSAR處理流程的影響:文獻(xiàn)[31]提出常規(guī)SAR干擾如噪聲干擾、欺騙干擾均能夠影響InSAR相位解纏的性能,從而降低高程反演的精度;文獻(xiàn)[32]研究了散射波干擾對InSAR的干擾效果,結(jié)果表明散射波干擾對InSAR有較好的欺騙效果,能有效破壞原地形的特征;文獻(xiàn)[33]分析了欺騙干擾對InSAR復(fù)圖像配準(zhǔn)的影響,驗證了在干信比增加的條件下,間歇轉(zhuǎn)發(fā)干擾將使得InSAR干涉條紋圖變差。

另一類干擾研究主要針對InSAR高程反演,旨在實現(xiàn)可控的三維欺騙干擾效果:文獻(xiàn)[34]在2007年首次提出了對InSAR的三維欺騙干擾方法,指出需要合理配置多臺干擾機(jī);文獻(xiàn)[35]研究了由固定單干擾機(jī)生成的二維相干調(diào)制干擾的干涉相位、相干性以及InSAR高程反演結(jié)果,由于干擾的干涉相位固定,在InSAR處理后表現(xiàn)出斜坡效應(yīng),斜坡的坡度為InSAR基線傾角的補(bǔ)角;文獻(xiàn)[36]之后提出了基于雙天線幅相控制的InSAR干擾方法來削弱斜坡效應(yīng);文獻(xiàn)[37]提出一種基于雙干擾機(jī)協(xié)同的InSAR三維虛假場景生成方法,能夠在不同自然場景中形成起伏特性可控的虛假三維場景。

3.2 對SAR-GMTI的干擾研究

3.2.1 遮蔽式干擾

相比于傳統(tǒng)的噪聲壓制干擾,遮蔽式干擾的相干性相對較好,主要是利用目標(biāo)微動、干擾信號的二維移頻等方法來破壞聚焦,以實現(xiàn)區(qū)域性的壓制干擾效果。文獻(xiàn)[38]提出了一種基于旋轉(zhuǎn)角反射器的無源壓制干擾方法,分析了旋轉(zhuǎn)角反射器的信號模型在各通道中的信號特性,并研究了該方法在GMTI對消成像中形成干擾遮蔽條帶的原因;文獻(xiàn)[39]指出在干擾機(jī)附近,散射波干擾信號經(jīng)DPCA處理后會失效,而隨機(jī)延遲散射波干擾則可以生成距離向滯后于干擾機(jī)的壓制干擾效果;文獻(xiàn)[37]研究了復(fù)雜間歇采樣轉(zhuǎn)發(fā)干擾和隨機(jī)分段排序轉(zhuǎn)發(fā)干擾,可在方位向形成條狀遮蔽干擾效果;文獻(xiàn)[40]將方位向勻加速運動調(diào)制和距離向余弦調(diào)相結(jié)合,在成像中形成區(qū)域遮蔽干擾效果,遮蔽區(qū)域可通過改變干擾參數(shù)進(jìn)行控制。

3.2.2 虛假動目標(biāo)干擾

對于SAR-GMTI來說,欺騙干擾的有效性在于生成逼真的虛假運動目標(biāo),從而混淆和保護(hù)己方重點動目標(biāo)。現(xiàn)有研究中虛假動目標(biāo)干擾的實現(xiàn)方法較多,包括特殊延時轉(zhuǎn)發(fā)、多普勒運動調(diào)制、散射波、余弦調(diào)相等。文獻(xiàn)[41]最早開始對虛假運動目標(biāo)的生成進(jìn)行研究,對干擾機(jī)截獲的信號進(jìn)行一定的延遲,使得時延與運動目標(biāo)的時延相同,再配合調(diào)制相應(yīng)的散射系數(shù)轉(zhuǎn)發(fā),從而在動目標(biāo)成像中形成多個虛假運動目標(biāo);文獻(xiàn)[42]在截獲信號脈沖的頻域內(nèi)進(jìn)行調(diào)制來生成與運動目標(biāo)回波相同的信號形式,并討論了其干擾效果與SAR工作載頻和運行速度等參數(shù)的估計誤差之間的關(guān)系;文獻(xiàn)[43]分析了不同運動狀態(tài)目標(biāo)的成像特性,通過對干擾機(jī)截獲的SAR信號附加多普勒相位實現(xiàn)運動調(diào)制,提出了SAR-GMTI微動、勻速與勻加速虛假運動假目標(biāo)干擾調(diào)制方法,并分析了偵察誤差對干擾效果的影響;文獻(xiàn)[44]分析了散射波干擾對多通道SAR-GMTI的對抗性能,研究表明散射波干擾具有假目標(biāo)干擾效果,且幅度受正弦調(diào)制系數(shù)影響出現(xiàn)增強(qiáng)區(qū)和削弱區(qū)。

為進(jìn)一步增加雷達(dá)信號處理和虛假動目標(biāo)識別的難度,干擾逐漸由單點假目標(biāo)向二維多點、虛假場景發(fā)展,干擾的工程實現(xiàn)方法也更加多樣。文獻(xiàn)[45]提出一種勻速虛假運動場景信號的快速生成方法,能將靜止虛假場景信號快速轉(zhuǎn)換為勻速運動的干擾信號;文獻(xiàn)[37]提出一種基于雙干擾機(jī)協(xié)同的虛假運動目標(biāo)生成方法;文獻(xiàn)[46]提出在距離向余弦調(diào)相的同時,利用旋轉(zhuǎn)干擾天線實現(xiàn)方位向余弦調(diào)相,解決了方位向余弦調(diào)相的工程實現(xiàn)難題,該方法對SAR和SAR-GMTI均可產(chǎn)生二維“網(wǎng)狀”多假目標(biāo)干擾效果。

3.3 針對抗干擾技術(shù)的干擾研究

目前,在對抗雙/多通道對消技術(shù)和對抗波形捷變技術(shù)的干擾研究相對較少:文獻(xiàn)[47]研究了運動干擾機(jī)對方位多通道SAR的影響,針對的是采用零點陷波消除干擾的空域抗干擾方式;文獻(xiàn)[48]提出利用雙干擾機(jī)對抗雙通道對消的方法,給出了雙干擾機(jī)的干涉相位條件,但只研究了壓制性干擾效果;文獻(xiàn)[49-50]研究了間歇采樣快/慢時間調(diào)制干擾和間歇采樣散射波干擾對調(diào)頻斜率抖動SAR的干擾效果;文獻(xiàn)[51]針對調(diào)頻率捷變SAR信號的方位向特點,將方位向多普勒移頻和方位向間歇采樣相結(jié)合,建立了干擾應(yīng)用模型,該方法可產(chǎn)生多組假目標(biāo)對重要區(qū)域進(jìn)行保護(hù)。

4 多通道SAR干擾技術(shù)的發(fā)展趨勢

多通道SAR能充分挖掘相位的潛藏信息,實現(xiàn)動目標(biāo)檢測等特殊功能,多個通道也使其在干擾抑制方面具有先天的體制優(yōu)勢,同時波形捷變等技術(shù)可以進(jìn)一步增強(qiáng)抗干擾能力,這些都對傳統(tǒng)干擾方法形成了挑戰(zhàn)。從本文對研究現(xiàn)狀的總結(jié)分析來看,多通道SAR干擾技術(shù)的發(fā)展趨勢有以下幾個方面:

1) 由單一的干擾樣式逐漸向復(fù)合復(fù)雜調(diào)制干擾過渡[37,43],干擾的戰(zhàn)場適應(yīng)性逐漸增強(qiáng)。任一種實現(xiàn)方式單一的干擾樣式都具有自身缺陷和局限性,將多種干擾方式復(fù)合并行,能夠提高敵方偵察識別和消除干擾的難度,大幅提升對抗能力。開展適應(yīng)性和干擾能力更強(qiáng)的復(fù)合干擾研究,能有效增強(qiáng)對抗裝備的生存能力和作戰(zhàn)效能。

2) 由非相干干擾向假目標(biāo)欺騙、區(qū)域遮蔽等相干干擾樣式過渡[40-44]。相比于噪聲壓制干擾,相干干擾所需的干擾能量小,干擾效率較高。多假目標(biāo)欺騙能有效掩護(hù)混淆己方真實機(jī)動目標(biāo)和重要軍事部署,欺騙性假目標(biāo)的可控性、逼真度成為研究重點與難點[46];遮蔽式干擾能在二維成像中形成區(qū)域性壓制,用以掩護(hù)重要軍事目標(biāo),在能量利用率和壓制效果方面均有所提升[40]。

3) 利用多干擾機(jī)協(xié)同對抗多通道SAR[37,48]。多天線或多干擾機(jī)為干擾的實現(xiàn)增添了體制上的優(yōu)勢,可有效破壞到達(dá)各通道干擾信號的一致性,從而提高SAR從相位中提取信息的難度。結(jié)合多通道SAR的功能特點,對干擾機(jī)的部署、運動以及分時工作展開研究,是實現(xiàn)對多通道SAR快速高效干擾的重要方向。

4) 干擾技術(shù)的發(fā)展將更加著眼于克服多通道SAR的抗干擾能力,空域抗干擾、多通道對消[16]以及波形捷變等[27]抗干擾技術(shù)的日趨成熟,在一定程度上引導(dǎo)了多通道SAR干擾技術(shù)的發(fā)展方向,針對各類抗干擾技術(shù)的干擾方法將成為研究重點。

5 結(jié)束語

本文總結(jié)介紹了多通道SAR及其抗干擾技術(shù)、多通道SAR干擾技術(shù)的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀,并分析指出了干擾技術(shù)的發(fā)展趨勢。多通道SAR干擾技術(shù)的發(fā)展需要突出對地面機(jī)動目標(biāo)、作戰(zhàn)地形和戰(zhàn)術(shù)部署的重點保護(hù),并能夠重點針對多通道SAR的功能特點、信號處理流程及其抗干擾技術(shù)進(jìn)行有效對抗,同時需要在干擾的復(fù)雜度、相干性、多機(jī)協(xié)同方法等多個方面進(jìn)行針對性更強(qiáng)的干擾技術(shù)研究。

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AnOverviewonMulti-channelSARandItsECMTechnique

ZHANG Yun-peng, BI Da-ping, FANG Ming-xing, SHEN Ai-guo, ZHOU Yang

(Electronic Engineering Institute,Hefei 230037,China)

The historical development of multi-channel Synthetic Aperture Radar (SAR) system is presented from three aspects of InSAR,SAR-GMTI and dual-/multi-channel cancellation technique,and theresearch progress of Electronic Counter-Countermeasure (ECCM) is summarized with focus on the status quo of multi-channel SAR ECM technique.With regard to multi-channel SAR ECCM,an introduction is made from two aspects: antenna/structure and signal waveform,and the characteristics of dual-/multi-channel cancellation technique are analyzed.As to multi-channel SAR ECM,the prospect of ECM is analyzed emphatically,and emphases are laid on the complexity of modulation,the coherency of interference,the multi-station distributed countermeasure and the multi-channel SAR ECCM.

multi-channel SAR; Ground Moving Target Indication (GMTI); dual-channel cancellation; waveform agility; jamming technique

張云鵬,畢大平,房明星,等.多通道SAR 及其干擾技術(shù)研究現(xiàn)狀[J].電光與控制,2017,24( 11) : 58-63.ZHANG Y P,BI D P,F(xiàn)ANG M X,et al.An overview on multi-channel SAR and its ECM technique[J].Electronics Optics & Control,2017,24( 11) : 58-63.

2016-11-23

2017-01-13

張云鵬(1992 —),男,山東棗莊人,碩士生,研究方向為SAR信號處理及SAR對抗理論。

TN97

A

10.3969/j.issn.1671-637X.2017.11.012

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