黃 巖 趙 博 陶明亮 陳展野 洪 偉

①(東南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院毫米波國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 南京 211100)

②(深圳大學(xué)信息工程學(xué)院 深圳 518060)

③(西北工業(yè)大學(xué)電子信息學(xué)院 西安 710072)

④(重慶大學(xué)微電子與通信工程學(xué)院 重慶 400044)

1 引言

1.1 背景闡述

合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一種有源遙感雷達(dá)系統(tǒng)，以其特有的合成孔徑技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)全天時(shí)全天候的高分辨成像，在戰(zhàn)場(chǎng)偵察、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、災(zāi)害評(píng)估及預(yù)警、資源勘探、地形測(cè)繪等方面發(fā)揮著可見(jiàn)光、高光譜、紅外等其它對(duì)地觀測(cè)傳感器不具備的作用[1-10]，逐漸受到全世界各國(guó)國(guó)防部和軍民企業(yè)的高度重視。

合成孔徑雷達(dá)的基本原理來(lái)源于實(shí)孔徑技術(shù)，但其又突破了實(shí)孔徑技術(shù)的瓶頸和限制。對(duì)于傳統(tǒng)的實(shí)孔徑技術(shù)，其方位分辨率反比于實(shí)孔徑的大小，即實(shí)孔徑越長(zhǎng)，其分辨率越高。但是同樣的，隨著作用距離變遠(yuǎn)，雷達(dá)的方位分辨率也會(huì)隨之變低。假設(shè)需要在幾十千米的作用距離下獲得米級(jí)的高分辨率圖像，則至少需要幾百米的實(shí)孔徑天線(xiàn)，然而在飛機(jī)或者衛(wèi)星平臺(tái)上安裝如此大的天線(xiàn)是根本不可能的事情。因此為了突破實(shí)孔徑天線(xiàn)對(duì)方位分辨率的限制，1951年，文獻(xiàn)[11-13]發(fā)現(xiàn)波束的方位向分辨率能通過(guò)雷達(dá)與目標(biāo)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而明顯改善，這一理論為合成孔徑雷達(dá)實(shí)現(xiàn)2維高分辨觀測(cè)成像打下了基礎(chǔ)。實(shí)際上，該理論利用了長(zhǎng)時(shí)間平臺(tái)運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的時(shí)間采樣來(lái)代替固定不動(dòng)的實(shí)孔徑空間采樣。而合成孔徑的基本原理正是基于用時(shí)間信息彌補(bǔ)了空間信息，從而實(shí)現(xiàn)了方位向的高分辨率。與此同時(shí)，可以通過(guò)發(fā)射具有大帶寬的信號(hào)經(jīng)距離脈壓后可以得到距離向高分辨率。因此，長(zhǎng)時(shí)間的能量積累提高了系統(tǒng)的輸出信噪比，同時(shí)合成的較長(zhǎng)孔徑又能獲得超高分辨率，故合成孔徑雷達(dá)在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)、目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別等方面都有很好的發(fā)揮和應(yīng)用[14,15]。

然而，作為一種寬帶雷達(dá)系統(tǒng)，合成孔徑雷達(dá)在工作頻段內(nèi)易受到敵方有源干擾機(jī)信號(hào)、無(wú)線(xiàn)通信信號(hào)、廣播電視信號(hào)和其它雷達(dá)信號(hào)等多種復(fù)雜電磁干擾的影響，即使合成孔徑雷達(dá)能夠通過(guò)2維匹配濾波獲得較高的能量積累，但強(qiáng)干擾源仍將嚴(yán)重制約高分辨成像效果，從而進(jìn)一步影響后續(xù)合成孔徑雷達(dá)對(duì)地、海的觀測(cè)[16]。在現(xiàn)代信息電子戰(zhàn)中，必須意識(shí)到，信息電子戰(zhàn)的核心就在于如何獲取復(fù)雜電磁環(huán)境中對(duì)信息的制霸權(quán)，合成孔徑雷達(dá)抗干擾能力的重要性絲毫不遜色于合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)研制本身，如果在沒(méi)有任何干擾抑制措施的前提下，一旦合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)面臨電子干擾，那么其很容易喪失信息獲取能力，這就是所謂的“睜眼瞎”[16-18]。如圖1所示，左側(cè)為受到窄帶射頻干擾影響下的合成孔徑雷達(dá)圖像，右側(cè)是通過(guò)干擾抑制算法得到的真實(shí)圖像。從圖中可以很明顯的看出，許多圖中反射強(qiáng)度較弱的細(xì)節(jié)尤其是關(guān)注的目標(biāo)點(diǎn)被嚴(yán)重干擾，此時(shí)無(wú)法獲取對(duì)其的有效檢測(cè)和識(shí)別[19,20]。

而圖1所示的僅僅是一種簡(jiǎn)單的影響整個(gè)場(chǎng)景信干噪比(Signal-to-Interference-and-Noise Ratio,SINR)的類(lèi)噪聲式壓制干擾，就足以對(duì)合成孔徑雷達(dá)成像造成嚴(yán)重的影響；而隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)信息化的逐漸加強(qiáng)，很多情況下帶有欺騙性質(zhì)的干擾機(jī)具有更強(qiáng)的軍事意義并造成更惡劣的影響，其能夠產(chǎn)生與合成孔徑雷達(dá)回波相似的散射點(diǎn)[21,22]，來(lái)產(chǎn)生欺騙性的目標(biāo)，如圖2所示，圖2(b)相較于圖2(a)在圖的右側(cè)位置多了許多虛假的車(chē)輛，這將影響后續(xù)對(duì)目標(biāo)的檢測(cè)和判斷。

因此，隨著合成孔徑雷達(dá)在軍用和民用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其所面臨的電磁環(huán)境愈加復(fù)雜，并且對(duì)它的干擾手段也越來(lái)越多，干擾形式越來(lái)越靈活，此時(shí)合成孔徑雷達(dá)的抗干擾技術(shù)尤為關(guān)鍵，這對(duì)提高合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)在復(fù)雜電磁環(huán)境中的生存能力和實(shí)用效能，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

圖1 窄帶射頻干擾對(duì)合成孔徑雷達(dá)成像的影響Fig.1 Effect of narrowband RFI to SAR imaging

圖2 欺騙干擾對(duì)合成孔徑雷達(dá)成像的影響Fig.2 Effect of deceptive jamming to SAR imaging

1.2 干擾分類(lèi)

在復(fù)雜電磁環(huán)境中，合成孔徑雷達(dá)受到的干擾類(lèi)型可以根據(jù)干擾的能量來(lái)源、產(chǎn)生途徑、頻帶帶寬以及作用機(jī)理等不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類(lèi)。按照干擾的能量來(lái)源，合成孔徑雷達(dá)可以分為無(wú)源干擾和有源干擾兩大類(lèi)[23]。其中，無(wú)源干擾是指利用非目標(biāo)的物體對(duì)電磁波的反射、折射、散射或吸收等現(xiàn)象產(chǎn)生的干擾。一般情況下，無(wú)源干擾不會(huì)影響合成孔徑雷達(dá)的正常工作，而是減弱乃至改變了敵我目標(biāo)的雷達(dá)反射面積(Radar Cross-Section,RCS)，使得合成孔徑雷達(dá)獲得失真的高分辨圖像，增大圖像的解譯難度。典型的無(wú)源干擾包括箔條干擾、吸波材料、反雷達(dá)偽裝網(wǎng)等。而有源干擾是指由輻射電磁波的能源所產(chǎn)生的干擾，也是本文介紹的核心。合成孔徑雷達(dá)目前面臨的有源干擾類(lèi)型多樣，可以簡(jiǎn)單分為有意干擾和無(wú)意干擾[24]，其中無(wú)意干擾是指由于自然或其它因素?zé)o意識(shí)形成的干擾，包括宇宙干擾、雷電干擾以及其他無(wú)線(xiàn)電射頻干擾等；有意干擾是指由于人為有意識(shí)制造的干擾，是戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期合成孔徑雷達(dá)面臨的主要威脅，其可以進(jìn)一步分為壓制干擾和欺騙干擾[25]，具體的干擾類(lèi)型如圖3所示。

圖3 合成孔徑雷達(dá)有源干擾分類(lèi)Fig.3 Classification of sourced interferences for SAR systems

對(duì)于有源干擾信號(hào)而言，如果從干擾信號(hào)本身對(duì)比合成孔徑雷達(dá)寬帶信號(hào)的相對(duì)帶寬出發(fā)，干擾信號(hào)又可以統(tǒng)一劃分為窄帶干擾和寬帶干擾，像無(wú)線(xiàn)電射頻干擾(如電視信號(hào)、FM/AM調(diào)頻信號(hào)等)則是一種典型的窄帶干擾[26]，其作用效果與窄帶壓制干擾類(lèi)似，可以歸結(jié)為無(wú)意的壓制干擾，而其它寬帶雷達(dá)信號(hào)則是一種典型的寬帶干擾。同時(shí)，如果從有意干擾源信號(hào)到達(dá)合成孔徑雷達(dá)接收機(jī)的方式考慮[27]，如干擾是直接到達(dá)接收機(jī)還是經(jīng)過(guò)地面待觀測(cè)場(chǎng)景散射到達(dá)接收機(jī)[28-30]，則有意干擾信號(hào)又可以劃分為直達(dá)波干擾和散射波干擾(又稱(chēng)為直達(dá)波干擾和彈射式干擾[31,32])。因此，干擾的分類(lèi)方式多種多樣，文獻(xiàn)層出不窮，合成孔徑雷達(dá)抗干擾技術(shù)，從不同體制的合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)、任務(wù)、目標(biāo)與環(huán)境相互作用的視角，呈現(xiàn)著豐富的研究?jī)?nèi)容。本文僅以合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)面臨的有源壓制干擾1文中所述的壓制干擾包含射頻干擾等無(wú)意壓制干擾，由于其干擾模型和效果均與窄帶壓制干擾類(lèi)似，后文就一并討論。和欺騙干擾(即圖3中加粗的部分)為重點(diǎn)，對(duì)其相關(guān)技術(shù)動(dòng)態(tài)進(jìn)行總結(jié)，為其未來(lái)的研究和發(fā)展提供參考。

2 合成孔徑雷達(dá)有源干擾的信號(hào)模型

為更好地抑制合成孔徑雷達(dá)面臨的復(fù)雜電磁干擾，首先需要了解各種干擾反映到合成孔徑雷達(dá)接收信號(hào)中的數(shù)學(xué)模型，針對(duì)不同干擾信號(hào)的數(shù)學(xué)模型，才能更好地設(shè)計(jì)有針對(duì)性的干擾抑制算法。

2.1 壓制干擾

針對(duì)壓制干擾，根據(jù)干擾信號(hào)的相對(duì)帶寬大小及調(diào)制方式，可以劃分為窄帶干擾、調(diào)頻調(diào)制寬帶干擾和正弦調(diào)制寬帶干擾3種形式。由于合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)的接收信號(hào)可以看作是真實(shí)回波信號(hào)、多樣式混合干擾和背景噪聲之和[33]，故其1維數(shù)學(xué)模型可表示為

式中，k表示第k個(gè)距離快時(shí)間單元，y,x,i,nbi,wbi和n分別表示接收信號(hào)、真實(shí)回波、混合干擾、窄帶干擾(Narrow Band Interference,NBI)、寬帶干擾(Wide Band Interference,WBI)和背景噪聲。1維數(shù)學(xué)模型只能反映出單快拍(方位采樣)窄帶或?qū)拵Ц蓴_的時(shí)域或頻域信息，而無(wú)法提供更多的信息。為獲取高分辨的合成孔徑雷達(dá)圖像，合成孔徑雷達(dá)信號(hào)模型通常建立為距離-方位時(shí)間的3維數(shù)學(xué)模型[34]，即

式中，l表示方位慢時(shí)間的采樣單元，即第l個(gè)脈沖。而窄帶干擾可以表示為N個(gè)正弦函數(shù)信號(hào)之和[35]

式中，An(l)表示第n個(gè)窄帶干擾在第l次脈沖的復(fù)幅度，fn表示第n個(gè)窄帶干擾的頻率，tk表示第k個(gè)距離采樣時(shí)刻。而寬帶干擾分為兩種，分別是調(diào)頻調(diào)制(Chirp-Modulated,CM)寬帶干擾和正弦調(diào)制(Sinusoidal-Modulated,SM)寬帶干擾。其中，CM寬帶干擾可以表示為

式中，Bn(l)表示第n個(gè)CM寬帶干擾在第l次脈沖的復(fù)幅度，γn和fn分別表示第n個(gè)CM寬帶干擾的調(diào)頻率和頻率。而SM寬帶干擾可以表示為

式中，與式(4)相同的符號(hào)對(duì)應(yīng)SM寬帶干擾相同的含義，βn(l)表示第n個(gè)干擾在第l次脈沖的調(diào)制系數(shù)，φn表示第n個(gè)干擾的的初始相位。窄帶、寬帶壓制干擾的數(shù)學(xué)模型示意圖如圖4所示，圖中分別表現(xiàn)了不同干擾在2維距離-方位時(shí)域、1維距離頻域和2維距離時(shí)頻域的表現(xiàn)。

2.2 欺騙干擾

不同于壓制干擾，欺騙干擾一般是通過(guò)“截獲-調(diào)制-轉(zhuǎn)發(fā)”的方式刻意模擬合成孔徑雷達(dá)回波特征，在合成孔徑雷達(dá)成像結(jié)果中形成聚焦良好的虛假目標(biāo)。經(jīng)過(guò)精細(xì)設(shè)計(jì)的虛假目標(biāo)具有與真實(shí)目標(biāo)相似的散射特性，能夠與合成孔徑雷達(dá)圖像較好地融合，達(dá)到“真假難辨”的干擾效果。經(jīng)過(guò)距離脈壓后的合成孔徑雷達(dá)信號(hào)，任意一散射點(diǎn)的真實(shí)回波可以表示為[36]

其中，tr和ta分別表示距離快時(shí)間和方位慢時(shí)間，σ表示散射系數(shù)，Br表示合成孔徑雷達(dá)信號(hào)的帶寬，aa(·)表示方位向包絡(luò)，τ表示散射點(diǎn)與雷達(dá)的時(shí)延，λ表示波長(zhǎng)，R(·)表示隨方位時(shí)間變化的瞬時(shí)斜距。為了簡(jiǎn)化模型，aa(·)可以被認(rèn)為是理想的矩形函數(shù)，即

式中，|·|表示絕對(duì)值，T表示相干處理時(shí)間。當(dāng)散射點(diǎn)在天線(xiàn)主瓣內(nèi)，本文認(rèn)為在被合成孔徑雷達(dá)主瓣接收同時(shí)沒(méi)有衰減，而在旁瓣區(qū)域則沒(méi)有散射回波。假設(shè)欺騙干擾也是同樣的設(shè)計(jì)，只會(huì)影響合成孔徑雷達(dá)的主瓣，則欺騙干擾可以被調(diào)制為[36,37]

其中，σJ表示干擾的散射系數(shù)，sJ(tr,ta)表示被干擾機(jī)截取的合成孔徑雷達(dá)信號(hào)，?表示卷積操作，δ(·)表示狄拉克函數(shù)。同時(shí)，(a)部分表示幅度放縮，通常是根據(jù)真實(shí)場(chǎng)景的先驗(yàn)信息來(lái)獲取，(b)和(c)部分分別表示時(shí)延和多普勒調(diào)制部分，這兩部分都與干擾機(jī)到虛假目標(biāo)的瞬時(shí)斜距?R(ta)有關(guān)，可以表示為

其中，RJ(ta)表示虛假目標(biāo)的瞬時(shí)斜距。假設(shè)干擾機(jī)作用時(shí)間范圍為[?T/2,T/2]，則在相同位置的假目標(biāo)散射點(diǎn)的距離脈壓后信號(hào)可以表示為

其中，σ′和R′(·)分別表示假目標(biāo)散射點(diǎn)的散射系數(shù)和瞬時(shí)斜距。對(duì)比假目標(biāo)散射點(diǎn)和真實(shí)散射點(diǎn)的表達(dá)式，除去幅度上的變化，主要區(qū)別在于支撐時(shí)間域和多普勒相位，它們之間的關(guān)系可以表示為

圖4 不同維度的窄帶、寬帶壓制干擾信號(hào)模型示意圖Fig.4 Illustrations of narrowband and wideband suppressed interference models in different domains

欺騙干擾和真實(shí)回波的時(shí)頻分布示意圖如圖5所示。根據(jù)干擾效果的不同，可將欺騙干擾區(qū)域分為：

(1)強(qiáng)干擾區(qū)：陰影1區(qū)域內(nèi)的欺騙干擾與合成孔徑雷達(dá)回波部分重合，難以通過(guò)常規(guī)的方法進(jìn)行有效抑制，從而在合成孔徑雷達(dá)成像結(jié)果中形成較強(qiáng)的欺騙干擾，危害性最大；

(2)弱干擾區(qū)：陰影2區(qū)域內(nèi)的欺騙干擾在時(shí)頻域與合成孔徑雷達(dá)回波不重合，同時(shí)其多普勒頻譜未超出由合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)脈沖重復(fù)頻率所限定的方位頻帶寬度。該區(qū)域內(nèi)的欺騙干擾能夠較容易地得到抑制；

(3)干擾失效區(qū)：陰影3區(qū)域內(nèi)的欺騙干擾由于超出了奈奎斯特采樣定理的限制而發(fā)生混疊，雖然無(wú)法形成有效的虛假目標(biāo)成像結(jié)果，但仍會(huì)以類(lèi)似噪聲干擾的形式降低真實(shí)場(chǎng)景的成像質(zhì)量。

圖5 欺騙干擾和真實(shí)回波的時(shí)頻分布模型示意圖Fig.5 Illustration of the time-frequency distribution of deceptive jammings and true echoes

3 合成孔徑雷達(dá)抗干擾技術(shù)

針對(duì)不同的干擾手段(即壓制式及欺騙式干擾類(lèi)型)，本節(jié)對(duì)當(dāng)前對(duì)應(yīng)的典型抗干擾技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)與歸類(lèi)。具體而言，針對(duì)不同類(lèi)型的壓制干擾，筆者總結(jié)了大量研究文獻(xiàn)，主要分為非參數(shù)化干擾抑制算法、參數(shù)化干擾抑制算法以及半?yún)?shù)化干擾抑制算法來(lái)展開(kāi)描述，分別介紹對(duì)應(yīng)不同算法的優(yōu)缺點(diǎn)；針對(duì)不同類(lèi)型、合成孔徑雷達(dá)通道特性的欺騙干擾，主要從多通道直達(dá)波和反射波欺騙干擾抑制算法和單通道欺騙干擾抑制算法來(lái)詳細(xì)說(shuō)明。

3.1 壓制干擾抑制技術(shù)

隨著合成孔徑雷達(dá)應(yīng)用范圍的不斷拓展及探測(cè)能力的持續(xù)提升，其所面臨的電磁環(huán)境日益復(fù)雜。在有源壓制干擾作用下，實(shí)際上無(wú)論干擾的樣式如何，其對(duì)合成孔徑雷達(dá)成像的破壞主要依靠強(qiáng)干擾功率在時(shí)域、頻域或空域所形成的壓制效果。根據(jù)壓制干擾相對(duì)于合成孔徑雷達(dá)的帶寬，可以將壓制干擾抑制技術(shù)分為窄帶和寬帶干擾抑制技術(shù)。而當(dāng)前的抗干擾方法，則可根據(jù)處理方式的不同分為以下3類(lèi)。

3.1.1 非參數(shù)化壓制干擾抑制技術(shù)

非參數(shù)化干擾抑制方法將接收信號(hào)表征到1維距離頻域或2維距離時(shí)頻域中，利用干擾信號(hào)與真實(shí)回波信號(hào)間的強(qiáng)度特征差異，構(gòu)建自適應(yīng)濾波器或利用信號(hào)子空間投影來(lái)濾除干擾。非參數(shù)化方法操作簡(jiǎn)單，計(jì)算復(fù)雜度低，同時(shí)在一定程度上避免了低維模型不準(zhǔn)確帶來(lái)的影響。經(jīng)典的非參數(shù)化方法主要有：自適應(yīng)濾波器、陷波濾波器和子空間投影等算法。

陷波濾波器算法主要針對(duì)的是L,P波段的孤立窄帶、寬帶壓制干擾，其研究開(kāi)展較早。針對(duì)第2部分給出的窄帶壓制干擾信號(hào)模型，陷波濾波器的主要原理是在超過(guò)設(shè)定的頻譜或圖像能量門(mén)限的強(qiáng)窄帶干擾區(qū)域設(shè)置零陷，由于窄帶干擾有限且占總信號(hào)頻譜比例較小，且陷波濾波器實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單，故在很多應(yīng)用中都取得了不錯(cuò)的干擾抑制效果；而針對(duì)孤立的寬帶干擾則主要在距離時(shí)頻域設(shè)計(jì)陷波濾波器，降低頻譜損失。早在1996年，Cazzaniga和Guarnieri[38]就提出利用MUSIC方法來(lái)估計(jì)窄帶干擾頻率并設(shè)計(jì)陷波濾波器對(duì)抗干擾。隨后，德國(guó)宇航中心的Buckreuss和Horn[39]提出了相干距離單元平均方法，并率先應(yīng)用于E-SAR系統(tǒng)。F.Meyer等人[40]設(shè)計(jì)自適應(yīng)檢測(cè)來(lái)確定窄帶、寬帶干擾位置以及陷波濾波器寬度來(lái)設(shè)計(jì)完整的干擾抑制流程，并在實(shí)測(cè)全極化ALOS PALSAR數(shù)據(jù)中得到了很好的驗(yàn)證，如圖6所示。

國(guó)際無(wú)線(xiàn)電聯(lián)盟(InTernational Union of Radio science,ITU-R)在其RS.1749報(bào)告中也給出了相似的陷波濾波建議，以使得能夠應(yīng)用于地球探測(cè)衛(wèi)星服務(wù)(Earth Exploration Satellite Service,EESS)中[41]。文獻(xiàn)[42]表明TarraSAR-X實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中存在特殊的近零點(diǎn)射頻干擾，該射頻干擾受脈沖調(diào)制，在頻域有很強(qiáng)的旁瓣，傳統(tǒng)陷波濾波器將失效。該文在傳統(tǒng)陷波濾波器基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出了雙向陷波器，實(shí)現(xiàn)兩次抑制后獲得兩幅圖像再結(jié)合，以獲取更好的方位譜信息。文獻(xiàn)[43]提出一種子帶頻譜相消方法，利用相鄰頻譜子帶信號(hào)的差異近似實(shí)現(xiàn)陷波濾波器的作用，并應(yīng)用于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。上述陷波濾波器主要應(yīng)用于原始數(shù)據(jù)，而當(dāng)原始數(shù)據(jù)很多時(shí)候較難獲取，若當(dāng)前僅有已聚焦的單視復(fù)圖像，許多學(xué)者提出了圖像域的陷波濾波器來(lái)從聚焦的圖像數(shù)據(jù)中抑制干擾。其中，文獻(xiàn)[44,45]提出一種后驗(yàn)陷波濾波方法可以消除聚焦圖像的干擾，并分別在L波段合成孔徑雷達(dá)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其流程圖如圖7所示。文獻(xiàn)[46]中提出了一種在2維距離時(shí)域-多普勒域利用多普勒頻差濾波的方法來(lái)抑制間歇傳輸寬帶干擾。

然而，在文獻(xiàn)[47]中指出以上陷波濾波器的缺陷在于，當(dāng)濾波器的零陷寬度超過(guò)波形的2%那么將會(huì)導(dǎo)致空間分辨率的下降，同時(shí)導(dǎo)致波形旁瓣水平的下降。為了降低這個(gè)缺陷的影響，文獻(xiàn)[48-51]介紹了幾種通過(guò)建立相干SAR數(shù)據(jù)對(duì)的互信息來(lái)設(shè)計(jì)關(guān)于譜估計(jì)的信號(hào)重構(gòu)算法。

圖6 PALSAR實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)陷波濾波器干擾抑制性能[40]Fig.6 Interference suppression performance of the notched filter on PALSAR real data[40]

自適應(yīng)濾波器主要原理是在合適的作用域(如時(shí)頻域、空域等)中構(gòu)建一個(gè)自適應(yīng)濾波器，將真實(shí)信號(hào)與干擾分離，但應(yīng)用的主要對(duì)象仍然是窄帶壓制干擾。最出名的用于窄帶干擾抑制的自適應(yīng)濾波器是最小均方(Least Mean Square,LMS)濾波器，其在收斂速度、穩(wěn)定性、計(jì)算復(fù)雜度和自適應(yīng)等各方面有很好的折中。Le等人[52,53]首先在時(shí)域建立LMS濾波器(Time Domain LMS,TDLMS)從寬帶的NASA AirSAR數(shù)據(jù)中抑制多組靜止和非靜止的窄帶有源干擾。同時(shí)，這種時(shí)域應(yīng)用的TDLMS濾波器還被應(yīng)用于E-SAR[54,55]和PALSAR(the Phased Array type L-land Synthetic Aperture Radar)[56]，如圖8所示是TDLMS濾波器在ALOS PALSAR實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中抑制干擾前后的累積頻譜對(duì)比圖。

圖7 后驗(yàn)陷波濾波方法流程圖[44]Fig.7 Block diagram of Posteriori Notched Filtering[44]

然而，這種TDLMS濾波器雖然能很好的抑制強(qiáng)干擾的主瓣，但對(duì)其強(qiáng)干擾旁瓣的抑制性能不太理想。對(duì)此，Lord和Inggs[57,58]改進(jìn)并提出具有抑制旁瓣性能的LMS自適應(yīng)濾波器。而且，TDLMS濾波器的收斂速率會(huì)受到輸入信號(hào)自相關(guān)矩陣的最大和最小特征值的制約，因此，為了加速LMS濾波器的收斂，一些頻域應(yīng)用的LMS濾波器(Frequency Domain LMS,FDLMS)被提出[59,60]。進(jìn)一步，為了加強(qiáng)LMS濾波器對(duì)時(shí)變干擾的抑制能力，Vu等人[61]提出一種自適應(yīng)譜線(xiàn)增強(qiáng)器(Adaptive Line Enhancer,ALE)來(lái)輔助歸一化的LMS濾波器對(duì)窄帶射頻干擾進(jìn)行抑制。同時(shí)，不同于流行的LMS濾波器，Lamont-Smith等人[62]在直升機(jī)機(jī)載數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)抗干擾實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了自適應(yīng)維納濾波器，獲得了比LMS自適應(yīng)濾波器更優(yōu)更快的性能，干擾抑制效果如圖9所示?？偟膩?lái)說(shuō)，自適應(yīng)濾波器同樣更適用于窄帶孤立干擾，具有快速優(yōu)秀的性能，但是其綜合性能受限于時(shí)變干擾和強(qiáng)干擾的旁瓣，不夠穩(wěn)健。

子空間投影和成分分解類(lèi)非參數(shù)化方法充分考慮了陷波濾波器和自適應(yīng)濾波器設(shè)計(jì)中系統(tǒng)響應(yīng)等的限制，可以有效對(duì)抗窄帶、寬帶干擾。我國(guó)的專(zhuān)家學(xué)者們?cè)谶@一領(lǐng)域開(kāi)展了開(kāi)拓性的研究：西安電子科技大學(xué)的周峰教授等[63]提出基于特征值分解的子空間投影方法(Eigen-Subspace Projection,ESP)，可以有效分離信號(hào)子空間和干擾子空間，通過(guò)將接收信號(hào)投影到信號(hào)子空間獲得較好的窄帶干擾抑制效果，圖10給出了特征分解子空間投影方法與陷波濾波器的抗干擾性能對(duì)比。

圖8 ALOS PALSAR實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證時(shí)域最小均方濾波器抑制干擾性能[56]Fig.8 Interference suppression performance of TDLMS filter on ALOS PALSAR real data[56]

圖9 維納濾波在低頻直升機(jī)載合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)抗窄帶射頻干擾[62]Fig.9 Narrowband RFI suppression performance of Wiener filter on the Helicopter-borne SAR system[62]

圖10 實(shí)測(cè)合成孔徑雷達(dá)場(chǎng)景下特征子空間投影方法與陷波濾波器抗干擾性能對(duì)比[63]Fig.10 Performance comparison of ESP method and notched filter[63]

同時(shí)，周峰教授[64]假設(shè)干擾與真實(shí)信號(hào)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立，采用獨(dú)立成分分析方法(Independent Component Analysis,ICA)來(lái)抑制窄帶干擾。進(jìn)一步考慮，周峰教授等人[65]利用復(fù)數(shù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Complex Empirical Mode Decomposition,CEMD)來(lái)將信號(hào)分解成一系列本質(zhì)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)窄帶干擾與真實(shí)信號(hào)分離。而基于短時(shí)傅里葉變換，西北工業(yè)大學(xué)的陶明亮副教授[66]率先提出一種獨(dú)立空間分析方法，首先利用子空間投影來(lái)提取對(duì)應(yīng)于窄帶射頻干擾的顯著特征，并基于此信號(hào)再采用獨(dú)立成分分析方法對(duì)各窄帶干擾做進(jìn)一步的提取。在此基礎(chǔ)上，陶明亮副教授等人[67]進(jìn)一步提出了抑制寬帶干擾的子空間投影方法，通過(guò)短時(shí)傅里葉變換在2維距離時(shí)頻域分離真實(shí)回波子空間和干擾子空間，圖11給出了寬帶干擾影響下2維距離時(shí)頻域子空間投影方法與1維距離頻域陷波濾波器以及2維距離時(shí)頻域陷波濾波器的對(duì)比?？傮w來(lái)說(shuō)，子空間投影和成分分解類(lèi)非參數(shù)化方法可以在一定程度上避免濾波器系統(tǒng)的限制，但是非參數(shù)化算法理論更適用于干擾較強(qiáng)的情況，在干擾較弱的情況反而會(huì)失效，因此，該類(lèi)算法在時(shí)變復(fù)雜干擾環(huán)境下不夠穩(wěn)??；同時(shí)，雷達(dá)真正接收的信號(hào)是干擾、真實(shí)回波和噪聲的組合，非參數(shù)化算法僅考慮了干擾的特征，缺乏對(duì)真實(shí)回波的約束，從而無(wú)法對(duì)其進(jìn)行有效保護(hù)。

3.1.2 參數(shù)化干擾抑制方法

不同于非參數(shù)化方法，參數(shù)化方法是通過(guò)建立干擾信號(hào)的參數(shù)化模型，估計(jì)模型參數(shù)以達(dá)到估計(jì)并提取干擾的目的。參數(shù)化方法普遍適用于孤立單一類(lèi)型干擾，即第2.1部分中所提的幾類(lèi)經(jīng)檢驗(yàn)有數(shù)學(xué)模型的干擾?，F(xiàn)有方法針對(duì)窄帶和寬帶干擾建立了一系列干擾信號(hào)模型，主要包括：1995年美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室的Miller等人[68]基于窄帶射頻干擾先驗(yàn)信息來(lái)估計(jì)正弦模型參數(shù)并利用最小二乘算法恢復(fù)真實(shí)信號(hào)；國(guó)防科技大學(xué)的黃曉濤教授和梁甸農(nóng)教授[69,70]提出一種漸變RELAX方法來(lái)估計(jì)窄帶干擾的正弦信號(hào)模型參數(shù)，則定義接收信號(hào)為

其中，A=[a(f1)a(f2)···a(fK)],a(fk)=[1 exp(j2πfkts)··· exp(j2πfk(M ?1)ts)]T,b(l)=[β1(l)β2(l)···βK(l)]T表示第l個(gè)脈沖的復(fù)振幅。而正弦信號(hào)逼近接收信號(hào)并估計(jì)其參數(shù)可以通過(guò)最小化兩者之間的差，即

圖11 寬帶干擾下子空間投影法與陷波濾波器的2維距離時(shí)頻譜對(duì)比[67]Fig.11 Performance comparison of the ESP method and notched filters for wideband interference[67]

在此基礎(chǔ)上，西安電子科技大學(xué)的楊志偉教授等人[72]進(jìn)一步利用IAA和短時(shí)傅里葉變換估計(jì)孤立寬帶干擾的頻率，再利用正交子空間投影來(lái)抑制干擾。Djukanovic等人[73,74]提出兩類(lèi)高階模糊函數(shù)估計(jì)方法來(lái)用多項(xiàng)式擬合估計(jì)干擾的相位參數(shù)；西北工業(yè)大學(xué)的張雙喜副教授等人[75]提出利用小波變換和短時(shí)傅里葉變換來(lái)分析窄帶和寬帶干擾在2維距離時(shí)頻域的特性。

總體來(lái)說(shuō)，參數(shù)化模型適用于孤立單一類(lèi)型干擾，可以對(duì)每個(gè)方位采樣時(shí)間(單脈沖)下的孤立干擾參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，但其通過(guò)逐脈沖迭代估計(jì)干擾模型參數(shù)，計(jì)算復(fù)雜度高。與非參數(shù)化方法相似，參數(shù)化干擾模型同樣沒(méi)有考慮真實(shí)回波信號(hào)的特征，缺乏對(duì)其的保護(hù)。

3.1.3 半?yún)?shù)化干擾抑制方法

圖12 IAA方法迭代估計(jì)窄帶干擾正弦信號(hào)參數(shù)[71]Fig.12 Narrowband interference sinusoidal parameter estimation with IAA method[71]

最近幾年，隨著信息處理理論的快速發(fā)展，很多復(fù)雜的信號(hào)分離問(wèn)題都可以轉(zhuǎn)換成超參數(shù)的優(yōu)化問(wèn)題來(lái)求解。2014年美國(guó)陸軍實(shí)驗(yàn)室Nguyen等人[76,77]從稀疏重構(gòu)理論的角度出發(fā)，率先提出一種半?yún)?shù)化抑制問(wèn)題，該方法通過(guò)求解如下優(yōu)化問(wèn)題實(shí)現(xiàn)窄帶射頻干擾的提取

其中，y(l)表示第l個(gè)脈沖的接收信號(hào)，x(l)=DSARαl表示第l個(gè)脈沖的真實(shí)信號(hào)，DSAR表示合成孔徑雷達(dá)真實(shí)信號(hào)的稀疏字典，αl表示稀疏系數(shù)；同樣i(l)=DNBIel表示第l個(gè)脈沖的干擾信號(hào)，DNBI表示窄帶干擾的稀疏字典，el表示干擾字典下的稀疏系數(shù)。通過(guò)求解式(14)中的稀疏重構(gòu)優(yōu)化，干擾抑制效果如圖13所示。

受到手機(jī)網(wǎng)絡(luò)影響，學(xué)生群體求知方式發(fā)生改變，很多知識(shí)點(diǎn)網(wǎng)上搜索一下就有，學(xué)生不引起重視。老師布置作業(yè)，學(xué)生多數(shù)依葫蘆畫(huà)瓢，并沒(méi)真正掌握寫(xiě)作要領(lǐng)，往往在日后工作中碰壁。

但是逐脈沖迭代求解式(14)中的優(yōu)化問(wèn)題，其計(jì)算復(fù)雜度比參數(shù)化方法逐脈沖迭代估計(jì)模型參數(shù)還要高。重慶郵電大學(xué)的劉宏清教授等人[78,79]在距離時(shí)頻域利用相似的稀疏表示重構(gòu)算法分別抑制窄帶射頻干擾和寬帶干擾，具有相似的計(jì)算復(fù)雜度，不過(guò)將稀疏重構(gòu)算法擴(kuò)展到寬帶干擾，為后續(xù)算法的設(shè)計(jì)提供了新的思路。隨后，Nguyen等人[80-82]又提出利用穩(wěn)健主成分分析方法(Robust Principal Component Analysis,RPCA)來(lái)通過(guò)低秩恢復(fù)穩(wěn)健對(duì)抗窄帶射頻干擾，其優(yōu)化問(wèn)題可以表示為

圖13 美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室的稀疏恢復(fù)半?yún)?shù)化方法抑制射頻干擾[76]Fig.13 Sparse recovery semi-parametric method for RFI suppression by US Army Research Lab[76]

總體來(lái)說(shuō)，半?yún)?shù)化方法不僅利用優(yōu)化模型來(lái)約束干擾，同時(shí)還在優(yōu)化模型中保護(hù)了真實(shí)信號(hào)，故理論上其抗干擾性能要優(yōu)于前兩種方法。但是其抗干擾性能的優(yōu)劣取決于超參數(shù)取值和優(yōu)化模型的選取。3類(lèi)壓制干擾抑制方法的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如表1所示。

3.2 欺騙干擾抑制技術(shù)

欺騙干擾的信號(hào)強(qiáng)度與真實(shí)回波類(lèi)似，其主要特點(diǎn)是在合成孔徑雷達(dá)成像過(guò)程中形成具有迷惑性的虛假目標(biāo)，能夠與合成孔徑雷達(dá)圖像較好地融合，具有極高的隱蔽性。不同于壓制干擾，欺騙干擾在多個(gè)表征域均具有與合成孔徑雷達(dá)回波高度相似的特征，對(duì)其干擾抑制的難度較大。根據(jù)合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)的通道特性，本文將欺騙干擾抑制技術(shù)分為多通道和單通道合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)欺騙干擾抑制技術(shù)兩方面來(lái)介紹。

3.2.1 多通道合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)欺騙干擾抑制技術(shù)

多通道合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)能夠提供更多的空域自由度，是一種常用的欺騙干擾抑制手段。由于多個(gè)通道各自位置的不同，它們接收到的合成孔徑雷達(dá)回波之間存在固定的相位偏差。雖然干擾機(jī)能夠通過(guò)多普勒調(diào)制產(chǎn)生大場(chǎng)景虛假目標(biāo)，但由于其發(fā)射位置固定，欺騙干擾在多個(gè)合成孔徑雷達(dá)通道中的相位偏差隨著虛假場(chǎng)景的變化而變化，與合成孔徑雷達(dá)回波之間存在明顯差異。因此，可以利用多通道之間的固定相位差構(gòu)造導(dǎo)向矢量[89]，通過(guò)空時(shí)自適應(yīng)處理(Space Time Adaptive Processing，STAP)技術(shù)在不同通道之間進(jìn)行干涉相消[90-92]，達(dá)到抑制欺騙干擾的目的。文獻(xiàn)[92]還進(jìn)一步討論了關(guān)于直達(dá)波和散射波欺騙干擾的抑制方法，針對(duì)直達(dá)波欺騙干擾，可以基于慢時(shí)間域的空時(shí)自適應(yīng)處理技術(shù)，利用真實(shí)信號(hào)與欺騙干擾在空間-慢時(shí)間的統(tǒng)計(jì)特性差異，實(shí)現(xiàn)對(duì)直達(dá)波欺騙干擾的抑制，如圖15所示；對(duì)于散射波欺騙干擾，由于地面大范圍被照射區(qū)域的漫反射，多徑干擾形成的散射波信號(hào)在方位向嚴(yán)重?cái)U(kuò)展，并且其統(tǒng)計(jì)特性隨慢時(shí)間變換，導(dǎo)致干擾的慢時(shí)間過(guò)程是非平穩(wěn)的，此時(shí)慢時(shí)間STAP的干擾抑制能力有限，文獻(xiàn)中采用快時(shí)間域的STAP處理方法，通過(guò)通道、快時(shí)間采樣數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣求得最優(yōu)權(quán)值來(lái)對(duì)每一個(gè)脈沖進(jìn)行濾波，抑制散射波欺騙干擾，其干擾抑制后圖像對(duì)比原始圖像的方位向和距離向切片如圖16所示。此外，與多通道相結(jié)合的多極化技術(shù)也可以提供類(lèi)似的相位差異特征[93]，采用多普勒域?qū)ο姆椒ㄍ瑯幽軌蛴行У匾种破垓_干擾。

3.2.2 單通道合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)欺騙干擾抑制技術(shù)

圖14 張量理論半?yún)?shù)化干擾抑制方法性能[88]Fig.14 Performance of tensor theory semi-parametric interference suppression method[88]

表1 現(xiàn)有抗單一類(lèi)型孤立干擾方法優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比(*表示最優(yōu))Tab.1 Comparison of isolated interference suppression methods(* denotes optimal)

圖15 多通道直達(dá)波欺騙干擾抑制效果[92]Fig.15 Direct-path deceptive jamming suppression performance[92]

圖16 仿真數(shù)據(jù)快時(shí)間STAP的欺騙干擾抑制性能對(duì)比原始圖像[92]Fig.16 Fast-time STAP deceptive jamming suppression performance via simulated data[92]

因此，考慮到這個(gè)問(wèn)題，許多學(xué)者基于單通道、固定波形的基本合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)模型，證明在這種合成孔徑雷達(dá)成像平臺(tái)中同樣能夠?qū)崿F(xiàn)有效的欺騙干擾抑制。其中Luo等人[102]基于單通道合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)提出了發(fā)射單一波形解決低分辨率量化的欺騙干擾問(wèn)題，但是實(shí)際上，低量化精度的假設(shè)并不是欺騙干擾的難點(diǎn)。由于發(fā)射了單一波形，并且僅有單通道可以利用，其空間和時(shí)間自由度都很有限，針對(duì)這一復(fù)雜問(wèn)題，深圳大學(xué)的趙博博士等人將其分成幾個(gè)子問(wèn)題來(lái)考慮。首先，文獻(xiàn)[103]通過(guò)建模分析真實(shí)回波和轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾的本質(zhì)機(jī)理，具體如2.2部分所述，利用直方圖匹配距離(Histogram Match Distance,HMD)來(lái)增強(qiáng)真實(shí)回波和欺騙干擾的微分特征，以此在合成孔徑雷達(dá)圖像中對(duì)欺騙干擾產(chǎn)生的虛假目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行標(biāo)識(shí)，其干擾辨識(shí)效果如圖17所示。

其次，對(duì)于人造的真實(shí)目標(biāo)合成孔徑雷達(dá)影像的重要信息，欺騙性干擾通常設(shè)計(jì)得很好，有更多細(xì)節(jié)[104]，這增加了欺騙性干擾識(shí)別的難度。為了解決這個(gè)問(wèn)題，筆者提出了一種動(dòng)態(tài)合成孔徑(Dynamic Synthetic Aperture,DSA)的概念[105]，并利用其稀疏屬性欺騙性地阻塞目標(biāo)進(jìn)行重構(gòu)。但是，在初步的DSA(introductory DSA,iDSA)方法中，方位角需要超分辨率預(yù)處理，在重建前估算可行區(qū)域的范圍，導(dǎo)致算法性能依賴(lài)于超分辨率估算結(jié)果。而且，由于iDSA方法的優(yōu)化問(wèn)題僅考慮幅度，但忽略相位和旁瓣，因?yàn)樯⑸潴w接近導(dǎo)致重建結(jié)果性能下降。為了解決這個(gè)問(wèn)題，趙博等人[106]在文獻(xiàn)將散射體的相位和旁瓣考慮用于字典的構(gòu)造，使我們獲得更好的重建結(jié)果并同時(shí)實(shí)現(xiàn)超分辨率。此外，一種多DSA(Multi-DSA)方法用于確保提出算法的穩(wěn)健性，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步利用交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)提高干擾抑制的效率[107]。最終，傳統(tǒng)的抗欺騙干擾性能合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)得到改進(jìn)而不會(huì)引起額外顯著花費(fèi)。另一方面，通過(guò)使用在時(shí)頻域中真實(shí)合成孔徑雷達(dá)回波與欺騙性干擾之間的差異，所提出的方法能夠即使欺騙干擾技術(shù)改善也能正常工作，重構(gòu)恢復(fù)的真實(shí)回波和欺騙干擾如圖18所示。

4 研究趨勢(shì)展望

通過(guò)第3節(jié)對(duì)合成孔徑雷達(dá)對(duì)抗壓制干擾和欺騙干擾方法的詳細(xì)梳理和介紹，可以看出，面對(duì)如今復(fù)雜多變的電磁環(huán)境，盡管很多文獻(xiàn)針對(duì)具體的應(yīng)用場(chǎng)景、任務(wù)建立了不同的目標(biāo)函數(shù)與約束條件，并提出不同的優(yōu)化算法，但這些研究都存在不足，仍有繼續(xù)改進(jìn)的空間。本文認(rèn)為合成孔徑雷達(dá)抗干擾有以下重要的發(fā)展趨勢(shì)：

(1)干擾檢測(cè)及統(tǒng)計(jì)特性分析方面：現(xiàn)有有源干擾抑制方法幾乎全都是假設(shè)已經(jīng)存在干擾的前提下，僅有少量文獻(xiàn)有提及設(shè)置自適應(yīng)門(mén)限來(lái)確定是否存在干擾，若不存在干擾則沒(méi)有必要采用任何干擾抑制方法，如文獻(xiàn)[67]中提到的利用尼曼-皮爾森引理通過(guò)虛警門(mén)限確定干擾是否存在。據(jù)筆者有限的知識(shí)，通常此類(lèi)自適應(yīng)門(mén)限的方法僅能用來(lái)確認(rèn)干擾比真實(shí)信號(hào)能量強(qiáng)很多的情況，目前尚未有學(xué)者專(zhuān)門(mén)針對(duì)不同類(lèi)型的干擾進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。這也是由于干擾種類(lèi)錯(cuò)綜復(fù)雜，其統(tǒng)計(jì)特性難以衡量導(dǎo)致。筆者認(rèn)為需從大量的干擾數(shù)據(jù)中建立干擾的統(tǒng)計(jì)先驗(yàn)庫(kù)，針對(duì)某一類(lèi)干擾樣式分析其統(tǒng)計(jì)特性。

(2)大數(shù)據(jù)背景下合成孔徑雷達(dá)干擾抑制技術(shù)：合成孔徑雷達(dá)抗干擾技術(shù)本質(zhì)的處理對(duì)象仍是數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)類(lèi)的信息處理框架在幾乎所有計(jì)算機(jī)視覺(jué)和自然語(yǔ)言處理等應(yīng)用中都取得了最優(yōu)的性能，而干擾環(huán)境的日趨復(fù)雜，干擾樣式的日趨多樣必將導(dǎo)致雷達(dá)接收、探測(cè)、獲取、利用的數(shù)據(jù)量急劇上升，大數(shù)據(jù)背景下的合成孔徑雷達(dá)干擾抑制技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。許多文獻(xiàn)已經(jīng)針對(duì)具體的干擾類(lèi)型做了諸多嘗試，但若僅直接應(yīng)用這些數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)類(lèi)方法，在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性能仍然是值得商榷的。因此，如何較好的運(yùn)用大數(shù)據(jù)時(shí)代的產(chǎn)物，最后能夠落地到實(shí)踐應(yīng)用的技術(shù)，是未來(lái)的一個(gè)主要趨勢(shì)。

圖17 單通道合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)復(fù)雜場(chǎng)景欺騙干擾辨識(shí)效果[103]Fig.17 Deceptive scene recognition for single-channel SAR system[103]

圖18 單通道合成孔徑雷達(dá)欺騙干擾污染場(chǎng)景重構(gòu)結(jié)果[107]Fig.18 Reconstruction of the deceptive jamming polluted scene for single channel SAR system[107]

(3)自主干擾認(rèn)知與動(dòng)態(tài)對(duì)抗博弈：對(duì)于刻意而為的有源欺騙干擾，其目的性與針對(duì)性更強(qiáng)，且會(huì)從對(duì)抗突防的角度出發(fā)引入多樣的對(duì)抗手段，為欺騙干擾的抑制帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而在合成孔徑雷達(dá)欺騙干擾抑制的應(yīng)用中，也不存在一勞永逸的抗干擾方法能夠應(yīng)對(duì)各種欺騙干擾突防策略。因此，干擾抑制與欺騙干擾是在相互競(jìng)爭(zhēng)中交替發(fā)展的。為了在對(duì)抗中爭(zhēng)取主動(dòng)權(quán)，合成孔徑雷達(dá)成像中的欺騙干擾抑制方法一方面需要具備自主認(rèn)知能力，能夠自動(dòng)發(fā)覺(jué)當(dāng)前欺騙干擾方法的弱點(diǎn)，以便尋求最有效的欺騙干擾抑制手段；另一方面，欺騙干擾與抗干擾手段的逐漸豐富，對(duì)抗的雙方得以根據(jù)對(duì)方的對(duì)抗手段實(shí)時(shí)地調(diào)整己方策略，從而使得對(duì)抗成為一個(gè)動(dòng)態(tài)的博弈過(guò)程，從而具備了更高的自由度與更多的可能性。如果加強(qiáng)欺騙干擾抑制系統(tǒng)的自主認(rèn)知能力，在動(dòng)態(tài)博弈中占據(jù)主導(dǎo)地位，是合成孔徑雷達(dá)抗欺騙干擾技術(shù)面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)合成孔徑雷達(dá)抗干擾的理論與方法進(jìn)行了總結(jié)和歸納，從多方面梳理了對(duì)有源壓制干擾和欺騙干擾的對(duì)抗思路，分析了一些常見(jiàn)的干擾優(yōu)化對(duì)抗的方法和準(zhǔn)則，并基于合成孔徑雷達(dá)體制和干擾特性，介紹了合成孔徑雷達(dá)抗干擾的研究進(jìn)展。通過(guò)分類(lèi)梳理，方便研究者了解和掌握合成孔徑雷達(dá)對(duì)抗壓制干擾和欺騙干擾的研究動(dòng)態(tài)，理解研究?jī)?nèi)容。最后本文指出了該領(lǐng)域未來(lái)可能的發(fā)展趨勢(shì)，為研究者挖掘潛在的研究課題和定位新的研究方向提供參考和思路。