SAR仿真平台中的干扰机仿真方法分析

摘 要：以欺骗式干扰为基础，描述了一种在SAR仿真平台中仿真干扰机的方法。这种方法利用仿真中的的SAR信号不带载波、已采样但未量化的特点，以及干扰仿真中计算的可重用性，简化了干扰计算过程,而且充分适应了仿真平台的特点，因此很容易取得良好的干扰效果。因此这种方法适合应用在仿真系统中来产生必要的欺骗式干扰环境。

关键词：SAR仿真；回波；干扰；假目标

中图分类号：TN972 文献标识码：B 文章编号：1004373X(2008)1500402

Analysis of Jammers Simulation in a SAR Simulation Platform

HAN Song,SHEN Xiaofeng

(Institute of Electronic Engineering,University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu,610054,China)

Abstract：This paper introduces a method to simulate a jammer in a SAR simulation platform,based on the deception method.In this method,the computation in simulation is simplified,by using the speciality of the sampled but unquantized SAR signals without carrier and sharing the computation between modules.Because this method fits simulation environment very much,a great jamming effect is easy to get.So this method adapts to bring a deception environment.

Keywords：SAR simulation;echo;jamming;fake target

1 引 言

合成孔径雷达(SAR)是一种在军事侦查领域应用广泛的雷达。它以其全天候、全天时、抗干扰和高角度分辨力的特点在近几年的战争中扮演着重要的角色。各国都在竞相研制开发高性能的SAR，我国也不例外。在研制过程中仿真必不可少，一个大型的SAR仿真平台可以为研发工作带来相当大的方便。

在SAR研制的同时，各国也必然在进行着SAR对抗的研究。由于SAR具有抗干扰等特点，因此有源干扰就成为了最有效的手段。所以现代的电子战环境仿真中有源干扰机的仿真是必不可少的。

有源干扰分为欺骗式干扰和压制式干扰，对于SAR欺骗式干扰尤为适宜。因为SAR使用的合成孔径技术使得其主瓣非常窄，干扰机大部分时间是在其副瓣内，如果使用压制式干扰则需要的功率极大，效果不理想。而欺骗式干扰则可以产生与雷达相匹配的信号，达到良好的干扰效果。

2 SAR成像基本原理

SAR与常规雷达一样，都是利用目标反射的电磁波对目标进行探测。之所以SAR能产生如此高的分辨力，要归功于线性调频信号,这种信号在压缩处理后可以产生很高的分辨力。

距离向的线性调频信号是雷达发射脉冲前就产生的，这和常规雷达并无不同之处,而方位向的线性调频信号则是SAR独有的。SAR在飞过目标时，飞机和目标的相对速度是变化的，所以目标回波的多普勒频移也是变化的，如此就产生了一个近似线性调频的信号，利用这个信号SAR可以产生很高的方位向分辨力。

SAR发射的信号归一化后为：Иu(t)=exp(jωct)exp(jkt2)g(t)(1)И其中g(t)=1,|t|

0,|t|>1/2。г蚧夭ㄐ藕盼：Иs(t,τ)=Aexp(jωc(t－T(τ)))・

exp(jk(t－T(τ))2)g(t－T(τ))(2)И其中T(τ)=2R(τ)c为回波的延迟，R(τ)为目标与飞机的距离，c为光速。

因为Е游慢时间，因此在快时间域T(τ)近似为常数T0。因此上式中exp(jk(t－T(τ))2)飒exp(jk(t－T0)2)为快时间域（距离向）的线性调频因子。

而Иexp(jωc(t－T(τ)))去载波后得到┆exp(－2R(τ)c)。将R(τ)在目标位于波束中心的时刻τ0Тμ├照箍并略掉二阶以上的高阶项：ИR(τ)Rc+(τ－τ0)+(τ－τ0)22(3)И 因此:ИИexp(－2R(τ)c)=exp(－2Rcc)exp(－2(τ－τ0)c)・

exp(－(τ－τ0)2c)Ид饩褪强焓奔溆颍ǚ轿幌颍┑南咝缘髌狄蜃印6杂谧罴虻サ恼侧视SAR，=－λfDc2=0（fDc为多普勒中心频率，λ为波长）。因此exp(－2R(τ)c)可化为┆exp(-2Rc c)exp(-(τ-τ0 )2c)。

SAR成像就是通过对这两个线性调频项进行依次压缩而得到很高的距离分辨力和角度分辨力的,而具体的压缩算法因与干扰无关，本文不做描述。

3 SAR的欺骗式干扰原理及仿真方法

如图1所示，干扰机对雷达的回波信号为：Иs0(t,τ)=A0exp(jωc(t－2R0(τ)c))・

exp(jk(t－2R0(τ)c)2)g(t－2R0(τ)c)(4)И图1 欺骗式干扰原理图而假目标对雷达的回波信号应该为：Иs1(t,τ)=A1exp(jωc(t－2R1(τ)c))・

exp(jk(t－2R1(τ)c)2)g(t－2R1(τ)c)(5)И 观察式(4)与式(5)容易看出，如果不考虑回波幅度，在式中令t′=t－2R1(τ)+R0(τ)jωccг蚩梢宰化为式(5)。因此只需在干扰机的回波上加上一个延迟，就可产生xoy平面（地面）上任意点的假目标。

而在实际的仿真平台设计中，为了简化计算过程，信号采用了不带载波、已采样但未量化的形式。因此，干扰机的回波就变成了如下形式：Иs0(n,m)=A0exp(－jω2R0(τ(m))c)exp(jk(t(n)－

2R0(τ(m))c)2)g(t(n)－2R0(τ(m))c)(6)ИИt(n)为n的线性函数,t(n)=Δt×n+t0（下文为了方便将τ(m)简记为τ）。同理，按上面的方法，令n′=n－2R1(τ)+R0(τ)jωccΔt，则t(n′)=t(n)－2R1(τ)+R0(τ)jωcc。式(6)可化为：Иs0(n′,m)=A0exp(－jω2R0(τ)c)exp(jk(t(n′)－

2R1(τ)c)2)g(t(n′)－2R1(τ)c)(7)Иё⒁馄渲歇Иexp(－jω2R0(τ)c)这一项，没有载波，就无法通过延迟将其转化为exp(－jω2R1(τ)c)。因此，方位向的假目标需要另行处理。对比式(7)和式(5)，可以看出如果将s0Ы行如下处理，得到的式(8)与式(5)所代表的目标点在成像后将有相同的位置。Иs0(n′,m)×exp(jω2(R0(τ)－R1(τ))c)

=A0exp(－jω2R1(τ)c)exp(jk(t(n′)－

2R1(τ)c)2)g(t(n′)－2R1(τ)c)(8)И其中关于R0(τ)－R1(τ)的计算，有两种不同的方法。首先可以将R0(τ)和R1(τ)泰勒展开并略去高阶项然后相减，这样可以避免由于计算每一时刻和每一目标点的R1(τ)而引入的非线性运算。但在仿真系统中，干扰模块并不是计算干扰机发出信号的幅度，而是雷达接收到的信号的幅度，由距离而产生的幅度的衰减也是由干扰模块来计算，因此R1(τ)У募扑闶遣豢杀苊獾摹K以直接计算将较为合理。ИR0(τ)－R1(τ)=y20+H2+(x0－τv)2－

y21+H2+(x1－τv)2(9)И 综上所述，Иexp(jω2(R0(τ)－R1(τ))c)Ь褪歉扇呕产生方位向干扰的因子，在干扰机的回波信号上乘上这个附加因子就可以产生方位向的假目标。

图2 单点假目标干扰效果4 Matlab仿真效果

上述干扰仿真方法在Matlab上的仿真效果如图2所示,仿真中真实目标和假目标的后向散射系数均取1，每个脉冲采样1 024个点。

图2(a)中R1和R2为真实目标的像，F1和F2为干扰机产生的假目标的像，J为干扰机位置;图2(b)为成像后的幅度三维图，四个峰分别对应图2(a)中真实目标和假目标的四个像。从图中可以看出仿真的干扰机产生的假目标已经达到了干扰效果，图2(b)中假目标像的幅度也和真实目标相仿,证明了该方法能应用于实际的仿真系统。

参 考 文 献

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