孫 光,邢世其,黃大通,李永禎,王雪松
(國防科技大學(xué)電子信息系統(tǒng)復(fù)雜電磁環(huán)境效應(yīng)國家重點實驗室,湖南 長沙 410073)
合成孔徑雷達[1](synthetic aperture radar,SAR)由于具備作用距離遠(yuǎn)、處理增益高、全天時和全天候等優(yōu)勢,是戰(zhàn)場監(jiān)視的重要裝備[2]。尤其是近年來,基于多通道干涉相位而發(fā)展出的SAR地面目標(biāo)顯示(SAR ground moving target indication,SAR-GMTI)系統(tǒng),不僅能實現(xiàn)對場景的高分辨成像,還能完成對運動目標(biāo)的檢測、識別和跟蹤功能,而且具有更好的抗干擾能力,嚴(yán)重威脅到了高價值戰(zhàn)略目標(biāo)的戰(zhàn)場生存[3]。因此,迫切需要研究關(guān)于多通道SARGMTI的有效干擾技術(shù)[4-14]。
由于常規(guī)的SAR干擾方法不具備運動信息,易被多通道GMTI處理抑制,降低了干擾效能。因此,文獻[15]對比分析了4種不同的噪聲干擾對SAR-GMTI壓制式干擾效果,并且得出相干噪聲干擾從功率需求,干擾效果等方面都優(yōu)于非相干噪聲干擾。但是,單一的靈巧噪聲干擾[16-25]雖然在SAR干擾方面應(yīng)用較廣,但對SAR-GMTI的干擾效果不明顯且具有局限性,因此不同的復(fù)合干擾應(yīng)運而生。文獻[26-29]分別提出了3種不同的運動調(diào)制干擾方法,但干擾樣式單一,干擾效果僅產(chǎn)生于方位向。文獻[30-31]通過將余弦調(diào)相和勻加速運動調(diào)制進行相互復(fù)合,分別提出了具有二維欺騙和遮蔽效果的不同復(fù)合干擾方法。文獻[32]提出了基于運動干擾站的SAR-GMTI相干噪聲調(diào)頻干擾,該方法通過將運動干擾站轉(zhuǎn)發(fā)式干擾和方位向相干噪聲調(diào)頻有機結(jié)合,實現(xiàn)了對SAR-GMTI二維區(qū)域遮蓋干擾效果。文獻[33]提出了一種對SAR-GMTI密集假目標(biāo)的干擾方法,該方法通過將產(chǎn)生的虛假運動目標(biāo)和噪聲卷積干擾相結(jié)合,并設(shè)置篩選門限,以產(chǎn)生大量的虛假動目標(biāo),但卷積干擾結(jié)果始終滯后于干擾機,無法掩護其前方目標(biāo)。此外,鑒于間歇采樣技術(shù)[34-39]能有效解決干擾機天線收發(fā)隔離的問題,文獻[40]在慢時間余弦調(diào)相的基礎(chǔ)上,結(jié)合快時間間歇采樣,實現(xiàn)了對SAR-GMTI的二維點狀干擾效果。文獻[41]通過利用勻加速運動在方位向上實現(xiàn)拓展并利用間歇采樣在距離向上產(chǎn)生周期延拓,二者結(jié)合對SAR-GMTI形成了二維靈巧遮蔽的干擾效果,但是遮蔽范圍有限。文獻[42]通過將截獲的信號進行快時間間歇采樣和慢時間余弦調(diào)相,實現(xiàn)了網(wǎng)狀分布的逼真動目標(biāo)欺騙。文獻[43-44]分別進行慢時間間歇采樣和二維間歇采樣,并通過慢時間延時轉(zhuǎn)發(fā)控制假目標(biāo)的移位,實現(xiàn)了對SAR-GMTI的密集假目標(biāo)干擾效果。雖然基于間歇采樣的不同復(fù)合干擾可以對SAR和SAR-GMTI形成不同的欺騙或遮蔽的干擾效果,但是基于間歇采樣所生成的假目標(biāo)具有很強規(guī)律性,假目標(biāo)功率分布均勻,數(shù)目有限且等間距分布,因而易被敵方識別。
基于以上背景,結(jié)合乘積調(diào)制[45]在SAR干擾中的優(yōu)勢,并且通過線下模板的設(shè)計產(chǎn)生不同的虛假點目標(biāo),本文將之與間歇采樣技術(shù)相復(fù)合,提出了基于噪聲乘積調(diào)制的SAR-GMTI間歇采樣轉(zhuǎn)發(fā)干擾方法。本文通過將間歇采樣和噪聲乘積調(diào)制相復(fù)合,有效彌補了間歇采樣干擾生成的假目標(biāo)分布規(guī)律明顯、易于辨識的缺陷,拓展了干擾的作用范圍;在保證干擾機天線收發(fā)隔離的同時,僅通過對噪聲調(diào)制模板的線下設(shè)計,即可靈活高效地產(chǎn)生虛假多目標(biāo)欺騙或密集性假目標(biāo)遮蓋的不同干擾效果,干擾形式靈活多變;調(diào)制流程簡單高效,更利于工程實踐。
在成像場景中,雷達載機距離地面的高度為h,速度為v,原點O為慢時間t a=0時的地面投影,雷達飛行的方向定義為x軸正方向,如圖1所示。干擾機部署于(x j,y j,0)處,則經(jīng)過泰勒公式展開后,干擾機到SAR平臺的瞬時斜距R(ta)可近似為
圖1 SAR干擾場景Fig.1 SAR jamming scene
雷達發(fā)射線性調(diào)頻(linear frequency modulation,LFM)信號:
在干擾實施過程中,干擾機接收雷達信號并進行下變頻,即有:
式中:sin(tr,t a)表示干擾機的截獲信號;τ(ta)=R(ta)/c表示SAR平臺到干擾機單程斜距的時延;c為光速;?表示Kronecker積。
接著,對截獲信號作距離向間歇采樣,在保證干擾機天線收發(fā)隔離的同時,拓展干擾的距離向作用效果,以形成多假目標(biāo)欺騙;同理,在合成孔徑時間內(nèi)再作慢時間的間歇采樣,以形成方位向的多假目標(biāo)欺騙[36],如下所示:
在此基礎(chǔ)上,將采樣信號與預(yù)先設(shè)計好的噪聲模板n(t r,ta)相乘,即有:
為獲得靈活多樣的干擾效果,以更好地適應(yīng)各種作戰(zhàn)需求,干擾方需在離線狀態(tài)下對噪聲模板先作二維濾波處理,以控制干擾范圍;再對濾波后的結(jié)果作頻域采樣處理,以在指定位置上產(chǎn)生虛假點目標(biāo),鑒于文獻[45]已對噪聲模板的設(shè)計方法作了詳細(xì)闡述,這里不再對其進行贅述。
最后,將調(diào)制信號m(tr,ta)上變頻,然后向SAR轉(zhuǎn)發(fā)形成干擾信號,即有:
式中:τj為干擾機的固定轉(zhuǎn)發(fā)時延。
則雷達接收到的干擾信號,經(jīng)混頻去載波后的表達式為
將式(1)代入式(7)中,可將其表示為
式中:sjr(tr)為干擾機處的距離向回波分量,忽略了與方位向的耦合;sja(ta)為干擾機處的方位向回波分量,其回波分量表達式為
為更好地分析本文所提干擾方法的性能情況,這里以R-D算法為例[1]。噪聲模板n(tr,t a)在快、慢時間上均表現(xiàn)為非相關(guān)[38],其對應(yīng)的快、慢時間單邊帶寬分別為B nr和B na。在距離向上,僅考慮式(8)中與快時間相關(guān)的項,則干擾模型為
式中:n(tr)僅為噪聲模板的快時間分量,并可將其建模為頻譜上的單頻信號合成[24],如下所示:
根據(jù)線性調(diào)頻信號的時頻耦合特性,其調(diào)制原理類似于移頻調(diào)制。
由此,式(10)可寫作:
故干擾的距離向壓縮結(jié)果為
可以看出,本文所提的干擾方法可在距離向和方位向形成二維“網(wǎng)狀”分布的假目標(biāo),且干擾效果受間歇采樣參數(shù)和調(diào)制模板參數(shù)共同影響。其中,由間歇采樣形成的各階假目標(biāo)串的幅度和間隔主要受相應(yīng)采樣頻率和采樣占空比的影響,而在由調(diào)制模板形成的每階假目標(biāo)串中其虛假目標(biāo)位置和間隔主要由選定的頻點位置和間隔所決定。在距離向上,由式(21)可知,各階假目標(biāo)的間隔與采樣頻率f s1成正比,與調(diào)頻斜率kr成反比,各階假目標(biāo)干擾范圍取決于模板的快時間帶寬B nr;在方位向上,由式(22)可知,各階假目標(biāo)間的間隔與間歇采樣頻率f s2成正比,與調(diào)頻斜率k a成反比。在每階假目標(biāo)群中,干擾范圍取決于模板的慢時間帶寬B na。
從文獻[45]可知,在調(diào)制模板中其虛假點目標(biāo)相對位置可通過設(shè)置指定頻點位置來實現(xiàn)。因此,頻點相對位置的變化可以影響干擾假目標(biāo)的距離向和方位向偏移量,其表達式為
式中:f i,r和f i,a分別為假目標(biāo)的快時間和慢時間頻點位置;R i,f和A i,f分別為調(diào)制模板中假目標(biāo)相對于干擾機的距離向和方位向位置。
在實施乘積調(diào)制過程之前,需要關(guān)鍵的偵察參數(shù),其中需要重點分析的關(guān)鍵參數(shù)相對誤差主要有:調(diào)頻斜率誤差=Δk r/kr、速度誤差εv=Δv/v、波長誤差ελ=Δλ/λ以及初始斜距εR0=ΔR0/R0,分析其對干擾效果的影響。
根據(jù)式(23)和式(24)可知,在偵察誤差存在的情況下,調(diào)制模板中虛假點目標(biāo)指定頻點位置為
故在誤差存在的情況下,假目標(biāo)的距離向位置y n和方位向位置x k分別為
可以看出,在偵察誤差存在的情況下干擾成像結(jié)果和虛假目標(biāo)預(yù)設(shè)位置之間會發(fā)生偏移,但是并不會影響干擾的輸出效果。其中,假目標(biāo)的距離向偏移位置受偵察誤差的影響,εkr越大距離向偏移位置越大;方位向偏移位置則受偵察誤差εv、ελ和的影響,其與εv成正比,與ελ和成反比。
綜上所述,二維間歇采樣噪聲乘積調(diào)制干擾方法對偵察參數(shù)的精度依賴性較弱,在對SAR進行干擾的過程中,就算沒有精確的偵察參數(shù),干擾設(shè)備仍然能夠通過預(yù)估的典型SAR參數(shù),形成對SAR成像設(shè)備欺騙或遮蓋的干擾效果。因此,本文提出的干擾方法穩(wěn)定性較好,對環(huán)境具有較強的適應(yīng)性。
多通道SAR-GMTI系統(tǒng)不僅可以檢測主瓣雜波圖像內(nèi)的慢速運動目標(biāo),而且還能利用多余的空域自由度顯示出其中的運動目標(biāo)[44]。圖2展示出了本文應(yīng)用的SAR-GMTI干擾場景,采用一發(fā)三收的三天線SAR-GMTI系統(tǒng),天線1、2、3的瞬時坐標(biāo)分別為(vt a+D a,0,H),(vt a,0,H),(vta-D a,0,H),其中D a為3個天線之間的間距,干擾機到系統(tǒng)三天線的瞬時斜距可近似為
圖2 SAR-GMTI干擾場景Fig.2 SAR-GMTI jamming scene
結(jié)合式(8)和式(29)可得3個通道接收到的干擾信號分別為
忽略天線位置差異對距離成像的影響[12],經(jīng)距離向壓縮和距離遷移矯正后,三天線的干擾輸出結(jié)果為
式中:波數(shù)k=2π/λ。天線位置差異帶來了多普勒中心頻率偏差,對其需要進行補償,補償函數(shù)分別為
最后,補償方位向位置偏差引起的相位偏差,并作雜波對消:
綜上所述,基于噪聲乘積調(diào)制的二維間歇采樣干擾方法可對SAR和SAR-GMTI形成二維“網(wǎng)狀”假目標(biāo)干擾效果,其密集程度可以通過調(diào)節(jié)間歇采樣參數(shù)和設(shè)計調(diào)制模板進行改變。
從式(37)可以看出,所提方法可以對SAR和多通道SAR-GMTI形成二維“網(wǎng)狀”分布的假目標(biāo)干擾效果,干擾信號經(jīng)過多通道SAR-GMTI對消處理,會使得假目標(biāo)幅度受正弦函數(shù)調(diào)制而出現(xiàn)周期性的增強和削弱,但依然能實現(xiàn)對多通道SAR-GMTI的干擾。
表1顯示了雷達系統(tǒng)的參數(shù),成像區(qū)域大小為400 m×500 m,干擾機部署在坐標(biāo)原點(0 m,5 000 m,0 m)處。成像區(qū)域中存在兩個靜止目標(biāo)和兩個運動目標(biāo),其中,靜止目標(biāo)坐標(biāo)位置分別為(50 m,5 060 m)和(50 m,5 040 m),運動目標(biāo)坐標(biāo)位置分別為(-5 m,5 060 m)和(-5 m,5 040 m),運動速度分別為v x=0 m/s,v y=2 m/s。通過計算[46],動目標(biāo)在SAR圖像中的位置分別為(-55 m,5 060 m)和(-55 m,5 040 m)。其中,干擾實驗參數(shù)分別為:距離向間歇采樣周期為T s1=1μs;距離向間歇采樣占空比為D sr=0.2;方位向間歇采樣周期為T s2=0.1 PRI;方位向間歇采樣占空比為Dsa=0.1。
表1 雷達系統(tǒng)參數(shù)Table 1 Radar system parameters
為更好地體現(xiàn)本文所提干擾方法的優(yōu)勢,本文首先分別給出了無干擾時場景成像結(jié)果以及二維間歇采樣和噪聲乘積調(diào)制干擾對SAR和SAR-GMTI的干擾效果,用于對比分析。其中,圖3(a)為無干擾時的SAR場景成像結(jié)果,場景中存在兩個靜止點目標(biāo)和兩個運動點目標(biāo),用于觀察不同干擾方法對其產(chǎn)生的欺騙或壓制干擾效果。圖3(b)為無干擾時的SAR-GMTI場景成像結(jié)果??梢钥闯觯ǖ繱AR-GMTI系統(tǒng)對靜止目標(biāo)和背景雜波具有良好的對消特性,靜止參考點和背景雜波被完全抑制,運動參考點保留。
圖3 無干擾場景成像效果Fig.3 Imaging result without jamming
圖4為傳統(tǒng)二維間歇采樣對SAR和SAR-GMTI的干擾效果。在圖4(a)中,雖然二維間歇采樣可以形成二維拓展的“網(wǎng)狀”虛假目標(biāo)陣列,但是各個虛假目標(biāo)之間間距相等,幅度分布均勻,易被分類識別,真實目標(biāo)容易暴露。經(jīng)過GMTI對消后,靜止目標(biāo)和地物雜波被對消,干擾信號被部分對消,并且受正弦函數(shù)調(diào)制影響出現(xiàn)增強和削弱的效果,成像結(jié)果如圖4(b)所示。由此可見,傳統(tǒng)間歇采樣雖然可以實現(xiàn)對SAR-GMTI的欺騙干擾,但是也存在其固有缺陷,假目標(biāo)具有很強規(guī)律性,干擾位置固定,假目標(biāo)間距相等,幅度分布均勻等問題,易被敵方識別。
圖4 二維間歇采樣干擾效果Fig.4 Two-dimensional intermittent sampling jamming result
圖5顯示了噪聲乘積調(diào)制干擾在不同形式下對SAR和SAR-GMTI的欺騙干擾效果。圖5(a)為只考慮地距向時,噪聲乘積調(diào)制干擾對SAR和SAR-GMTI的欺騙干擾效果圖,其中假目標(biāo)間距設(shè)置為30 m,干擾范圍設(shè)置為100 m,因此產(chǎn)生了4個等間距分布的虛假目標(biāo)。但是經(jīng)過GMTI對消后,虛假目標(biāo)被完全對消,失去了干擾效果,如圖5(b)所示。圖5(c)顯示了在指定位置下產(chǎn)生6個固定假目標(biāo)的干擾效果,干擾信號在場景中的位置分別為(-10 m,4 995 m),(-10 m,5 005 m),(0 m,5 000 m),(0 m,5 015 m),(15 m,4 995 m)和(15 m,5 015 m)。經(jīng)過GMTI對消后,中心假目標(biāo)被完全對消,其他干擾信號被削弱,欺騙效果減弱,其效果如圖5(d)所示。為了產(chǎn)生密集假目標(biāo)的干擾效果,在噪聲模板中欺騙范圍設(shè)置為100 m×100 m,然后隨機產(chǎn)生100個虛假目標(biāo),其產(chǎn)生的欺騙干擾效果如圖5(e)所示。圖5(f)顯示了隨機密集假目標(biāo)經(jīng)過GMTI對消后的效果,中心假目標(biāo)群被完全對消,其他干擾信號也出現(xiàn)不同程度的削弱。所以,噪聲乘積調(diào)制干擾范圍有限,對SARGMTI的干擾效果也較差且具有局限性,易被敵方分類識別。
圖5 噪聲乘積調(diào)制干擾欺騙干擾效果Fig.5 Deception jamming result of the noise multiplication modulation jamming
為了改善間歇采樣干擾存在的固有缺陷,本文結(jié)合噪聲乘積調(diào)制干擾,提出了一種新型的靈巧干擾方法。圖6為本文所提基于噪聲乘積調(diào)制的間歇采樣干擾方法在不同調(diào)制模板下的干擾效果。其噪聲調(diào)制模板分別為圖5中所示的地距向假目標(biāo)、指定位置假目標(biāo)和隨機假目標(biāo)。圖6(a)顯示了基于地距向假目標(biāo)調(diào)制模板的二維間歇采樣噪聲乘積調(diào)制干擾效果。可以看出,雷達信號經(jīng)過本文所提方法的調(diào)制,在SAR圖像中產(chǎn)生了二維“網(wǎng)狀”的虛假點目標(biāo),在距離向上,假目標(biāo)數(shù)目變得更加密集,假目標(biāo)之間的間距和位置發(fā)生不同程度的改變,相鄰假目標(biāo)之間的位置間距不等,虛假點目標(biāo)的功率分布也出現(xiàn)了隨機性,一定程度上改善了二維間歇采樣在距離向上產(chǎn)生的假目標(biāo)存在間距相等、幅度分布均勻的問題。經(jīng)過GMTI對消后,雖然部分假目標(biāo)被抑制,二維假目標(biāo)幅度沿方位向出現(xiàn)了不同程度的削弱和增強,但是并沒有出現(xiàn)圖5(b)所示完全對消的情況,仍然具有欺騙干擾的效果,其效果如圖6(b)所示。圖6(c)為基于指定位置假目標(biāo)調(diào)制模板的二維間歇采樣噪聲乘積調(diào)制干擾效果。可以發(fā)現(xiàn),通過改變調(diào)制模板,該方法在SAR圖像中產(chǎn)生的干擾效果,不僅在距離向上實現(xiàn)了假目標(biāo)的隨機性,而且還使得假目標(biāo)在方位向上的間距變得不相等,假目標(biāo)的幅度分布隨機性更好,二維“網(wǎng)狀”假目標(biāo)的逼真度更好,運動目標(biāo)和靜止目標(biāo)被很好的隱藏在虛假目標(biāo)中。圖6(d)中雖然經(jīng)過GMTI對消后,靜止目標(biāo)和部分虛假目標(biāo)被對消掉,但是真實運動點目標(biāo)仍然隱藏在其他虛假干擾目標(biāo)中,因此仍然可以實現(xiàn)很好的欺騙效果。為了避免真實點目標(biāo)因自身位置的特殊性而易于被分類識別,本文通過應(yīng)用隨機密集假目標(biāo)調(diào)制模板,同時實現(xiàn)欺騙和遮蓋的干擾效果,圖6(e)顯示了基于隨機密集假目標(biāo)陣列調(diào)制模板實現(xiàn)的大規(guī)模密集假目標(biāo)干擾,兼具欺騙和遮蓋的干擾效果。其中,在SAR圖像中運動目標(biāo)和靜止目標(biāo)被完全掩蓋在密集虛假目標(biāo)中。經(jīng)過GMTI對消后,雖然密集假目標(biāo)的遮蓋效果減弱,但是運動目標(biāo)依然隱藏在虛假目標(biāo)中很難被識別,仍然具有很好的對抗SAR-GMTI的能力,其效果如圖6(f)所示。
圖6 二維間歇采樣噪聲乘積調(diào)制干擾效果Fig.6 Modulation jamming result of the two-dimensional intermittent sampling noise multiplication
通過以上仿真結(jié)果可知,傳統(tǒng)二維間歇采樣雖然可以實現(xiàn)二維網(wǎng)狀假目標(biāo)陣列,但是各假目標(biāo)之間間距相同,不同假目標(biāo)幅度分布均勻。對于乘積調(diào)制干擾,雖然可以通過設(shè)計調(diào)制模板產(chǎn)生間距不同和幅度隨機的虛假點目標(biāo),但是干擾范圍有限,易被GMTI完全對消或削弱。相比單一間歇采樣和乘積調(diào)制干擾,本文所提干擾方法兼具間歇采樣和乘積調(diào)制干擾的優(yōu)勢,實現(xiàn)了虛假點目標(biāo)間距分布不均勻,幅度隨機的干擾效果,避免了傳統(tǒng)虛假點目標(biāo)欺騙或密集假目標(biāo)遮蓋的規(guī)律性,逼真度更好。而且通過調(diào)整不同的調(diào)制模板,可以實現(xiàn)欺騙和遮蓋的不同干擾效果,對SAR和SAR-GMTI都能形成有效的干擾效果。
在本文提出的二維間歇采樣噪聲乘積調(diào)制干擾中,關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置直接影響著干擾信號的成像結(jié)果。其中,關(guān)鍵參數(shù)主要有距離向間歇采樣周期Ts1、距離向間歇采樣占空比Dsr、方位向間歇采樣周期Ts2和方位向間歇采樣占空比Dsa。需要注意,在方位向下,通常會對整個脈沖重復(fù)周期充分采樣,即Ts2=Tp,因此方位向間歇采樣周期將直接影響方位向占空比的值,所以這里將僅給出方位向間歇采樣周期對干擾效果的影響。而且,對于噪聲調(diào)制模板,每次產(chǎn)生的干擾信號幅度都具有隨機性,所以忽略分析干擾參數(shù)對干擾信號幅度的影響規(guī)律。下面將基于圖6(d)中指定位置假目標(biāo)模板下的二維間歇采樣噪聲乘積調(diào)制干擾為研究對象,保持其他參數(shù)不變,分別分析距離向間歇采樣周期Ts1、距離向間歇采樣占空比Dsr和方位向間歇采樣周期Ts2對SAR-GMTI干擾效果的影響。
對比不同距離向間歇采樣周期下的干擾效果,如圖7(a)和圖7(b)所示,可以看出隨著距離向間歇采樣周期的增大,干擾信號距離向的間距降低,虛假目標(biāo)密集度增加,但是距離向干擾范圍減小,運動目標(biāo)易暴露。在圖7(c)和圖7(d)中,對比不同的距離向間歇采樣占空比,隨著占空比的增加,干擾信號距離向的間距減小,虛假目標(biāo)密集度增大,中心假目標(biāo)功率分布更集中,但是欺騙干擾范圍變窄,運動目標(biāo)也容易暴露。為了分析在方位向下不同關(guān)鍵參數(shù)對干擾信號的影響規(guī)律,圖7(e)和圖7(f)給出了不同方位向間歇采樣周期對干擾效果的影響??梢钥闯?,隨著方位向間歇采樣周期的增大,方位向干擾信號間的距離減小,密集度增加,運動目標(biāo)被掩護在虛假干擾信號內(nèi),干擾效果更好。因此,在間歇采樣中不同的參數(shù)變化對SAR-GMTI干擾效果的影響不同,為了更好的掩護真實運動目標(biāo),應(yīng)根據(jù)實際場景應(yīng)用需要,選擇合適的間歇采樣參數(shù)值。
圖7 不同參數(shù)下的干擾效果Fig.7 Jamming result with different parameters
為了更加直觀地反映出偵察誤差對干擾效果的影響,這里分別對4種參數(shù)誤差下干擾效果進行驗證。下面將繼續(xù)基于圖6(d)中指定位置假目標(biāo)模板下的二維間歇采樣噪聲乘積調(diào)制干擾為研究對象,保持其他參數(shù)不變,分別分析、εv、ελ和對SAR以及GMTI干擾效果的影響??紤]較大的偵察誤差、εv、ελ和分別取為50%。在不同參數(shù)誤差下,干擾成像結(jié)果如圖8所示。
圖8 偵察誤差下的干擾效果Fig.8 Jamming result under reconnaissance error
在偵察誤差εkr的影響下,干擾假目標(biāo)位置在距離向發(fā)生偏移。由式(27)計算可得,相比于無偵察誤差的情況下,在由間歇采樣形成的每階假目標(biāo)中,其包含的6個虛假點目標(biāo)距離向偏移量分別為-2.5 m、2.5 m、0 m、7.5 m、-2.5 m和7.5 m,其對SAR和SAR-GMTI干擾成像結(jié)果如圖8(a)和圖8(b)所示??梢钥闯?,在偵察誤差存在的情況下,由間歇采樣噪聲乘積調(diào)制形成的虛假目標(biāo),相比于圖6(c)和圖6(d)中虛假點目標(biāo)分布,其在距離向更加稀疏,但是距離向覆蓋范圍變得更大。同理,在偵察誤差εv存在的情況下,由式(28)可得,其每階假目標(biāo)中點目標(biāo)位置在方位向發(fā)生偏移,其方位向偏移量分別為-5 m、-5 m、0 m、0 m、7.5 m和7.5 m,其干擾成像結(jié)果如圖8(c)和圖8(d)所示??梢钥闯?,在偵察誤差εv影響下,各階假目標(biāo)分布相比于圖6(c)和圖6(d)中的假目標(biāo),其在方位向位置分布變得更加稀疏,而在不同階假目標(biāo)之間在方位向位置略顯重合。同樣,如圖8(e)~圖8(h)所示,偵察誤差ελ和對SAR和SAR-GMTI干擾成像結(jié)果的影響相同,都會使得各階假目標(biāo)中點目標(biāo)位置在方位向發(fā)生偏移,其方位向偏移量分別為3.33 m、3.33 m、0 m、0 m、-5 m 和-5 m。可以看出,在偵察誤差ελ或影響下,各階假目標(biāo)在方位向位置分布變得更加緊湊,亦使得不同階虛假目標(biāo)在方位向位置分布更加不均勻。
綜合分析不同偵察誤差對干擾效果的影響,可以看出雖然在每階假目標(biāo)中,虛假點目標(biāo)位置在距離向或方位向發(fā)生偏移,分布變得更加稀疏或緊湊,但是由間歇采樣產(chǎn)生的各階假目標(biāo)分布規(guī)律不受影響,不同階假目標(biāo)之間相互作用,其總體干擾效果未受影響,還使得虛假目標(biāo)在方位向或距離向位置分布不均勻,進一步增加了虛假目標(biāo)的逼真度,很好地掩護了真實目標(biāo)。
本文在間歇采樣的基礎(chǔ)上,復(fù)合噪聲乘積調(diào)制有效拓展了干擾的二維作用范圍,實現(xiàn)了對SAR-GMTI的靈巧干擾。本文提出的方法兼具間歇采樣和噪聲乘積調(diào)制的優(yōu)勢,干擾樣式靈活多樣,具有欺騙和遮蓋的雙重效果,有效避免了在間歇采樣中虛假點目標(biāo)欺騙或密集假目標(biāo)遮蓋的規(guī)律性,提高了干擾的逼真度,在保證干擾機天線收發(fā)隔離的同時,僅通過線下設(shè)計噪聲調(diào)制模板,即可巧妙實現(xiàn)虛假多目標(biāo)欺騙或密集性假目標(biāo)遮蓋的不同干擾效果,能有效對抗SAR-GMTI,對工程應(yīng)用具有一定的參考價值。