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SAR干擾/抗干擾技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

2012-08-27 13:13:14柏仲干馬孝尊童旭平
電光與控制 2012年2期
關(guān)鍵詞:信號研究

柏仲干, 謝 虹, 馬孝尊, 童旭平, 陳 麗

(1.中國人民解放軍63880部隊博士后工作站,河南 洛陽 471003;2.中國人民解放軍63892部隊,河南 洛陽 471003; 3.中國艦船研究院,北京 100192)

0 引言

SAR以成像的方式獲取目標信息,是對地觀測和空間偵察優(yōu)勢保持的重要手段。20世紀50年代以來,SAR的理論和技術(shù)在世界范圍內(nèi)受到極大重視并獲得飛躍發(fā)展,其應(yīng)用日趨廣泛。在民用方面,SAR可用于地形測繪、海洋觀測、災(zāi)情預報、農(nóng)作物評估和天體觀測等,在軍用方面,SAR可用于戰(zhàn)場偵察、目標識別、對地攻擊等。SAR在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用,使得戰(zhàn)場信息偵察出現(xiàn)了嚴重的“一邊倒”和“不對稱”的情形:一方面,擁有SAR 偵察優(yōu)勢的一方通過對偵察信息的定位、建檔和不斷更新,獲取戰(zhàn)場信息的維數(shù)、深度和廣度在不斷增加,對戰(zhàn)場的現(xiàn)狀及發(fā)展已經(jīng)到了“了如指掌”的境地;另一方面,對被偵察方而言,其多數(shù)軍事目標和重要的政治、商業(yè)目標均被“一覽無余”,基本上無密可保,甚至“無處可藏”,其戰(zhàn)略劣勢愈發(fā)明顯[1-7]。

SAR的偵察威脅造成戰(zhàn)場信息感知態(tài)勢的不平衡性,使得對其干擾技術(shù)的研究成為軍事信息對抗研究領(lǐng)域中的一項重要課題,為尋求有效的制勝之策,各國紛紛研究對SAR系統(tǒng)的對抗策略和技術(shù),并研制相應(yīng)的對抗系統(tǒng)。另一方面,鑒于對SAR干擾技術(shù)的不斷發(fā)展,SAR抗干擾技術(shù)的研究也方興未艾。以SAR、干擾和抗干擾作為搜索引擎,從萬方數(shù)據(jù)庫的文獻報道統(tǒng)計來看,國內(nèi)在2005年以前可以檢索到的相關(guān)研究報道有80多篇,但是到了2010年2月和2011年3月相關(guān)研究報道分別為150多篇和180多篇,涉及干擾/抗干擾的處理算法、技術(shù)策略與裝備體制等多個層面。

需要著重指出的是,文獻[8]討論了SAR的對抗與反對抗技術(shù),包括對SAR的噪聲干擾、應(yīng)答式噪聲干擾與應(yīng)答式欺騙干擾以及對干涉式SAR進行欺騙干擾的可行性分析,指出,為有效干擾SAR必須相對精確地掌握飛行軌跡,并對SAR的反對抗措施也進行了討論。另外,文獻[9]在介紹合成孔徑雷達(SAR)干擾對抗技術(shù)研究現(xiàn)狀的同時,概述了與之密不可分的系統(tǒng)性能、抗干擾措施以及干擾效果評估方面的研究現(xiàn)狀。

然而,當前對于SAR干擾技術(shù)的研究重心正在向SAR有源相參欺騙式干擾技術(shù)過渡,相繼出現(xiàn)了多種有特色的干擾方法。此類干擾機首先截獲SAR發(fā)射信號,然后根據(jù)預定干擾目標參數(shù)調(diào)制不同的相位和幅度,合成欺騙式目標圖像,可有效產(chǎn)生艦船等大型欺騙目標。因此,本文在上述文獻的基礎(chǔ)上,緊密結(jié)合寬帶雷達對抗系統(tǒng)實際,在SAR干擾技術(shù)方面,重點針對有源相參干擾技術(shù)進行了系統(tǒng)分析和總結(jié),指出其有效性依賴于長期的技偵收集工作;在SAR抗干擾技術(shù)方面,重點針對有源相參干擾本身存在的非合作性問題,進行了歸納和總結(jié),指出了其難點在于SAR信號處理策略的選取。

1 SAR干擾技術(shù)研究的歷史與現(xiàn)狀

縱觀SAR對抗史,干擾技術(shù)的發(fā)展與SAR技術(shù)的發(fā)展緊密相聯(lián)。1978年6月美國發(fā)射了SEASAT星載SAR,此后,星載SAR技術(shù)得到了迅速發(fā)展。相對而言,機載SAR比星載SAR受限制條件少,具有較大靈活性,更易于實現(xiàn)、采用和試驗新技術(shù),并能得到及時維護。星載SAR所采用的技術(shù),一般先在機載SAR上驗證。SAR系統(tǒng)目前正向小型化、模塊化、多參數(shù)化、三維成像重構(gòu)技術(shù)、復雜戰(zhàn)場環(huán)境下的抗干擾技術(shù)、精確反演識別技術(shù)及分布式極化干涉技術(shù)等方向發(fā)展。SAR系統(tǒng)自身存在一些薄弱環(huán)節(jié),使得對其干擾具有可行性。首先,機載/星載SAR的功率容量有限,且距地面較遠,因此地面目標的反射回波信號能量較弱;其次,SAR在接收到預定數(shù)量的脈沖之前不能形成窄波束,在合成孔徑的每一個單元位置起作用的仍是寬波束;而且,SAR方位向高分辨依賴于合成孔徑原理,在一個孔徑時間內(nèi),要求發(fā)射信號的特征(載頻、帶寬、調(diào)制方式、脈沖寬度等)保持不變;同時,SAR對搭載的運動平臺有較高的要求,限制了平臺的抗干擾運動形式,這便于偵察接收機的穩(wěn)定跟蹤,特別是星載平臺更是如此;另外,SAR成像采用了相參脈壓技術(shù),對方位向和距離向信號的相參性要求較高,限制了SAR對一些抗干擾信號如頻率捷變信號、隨機初相發(fā)射信號、捷變調(diào)頻斜率寬帶信號等的使用。

出于保密的考慮,國外有關(guān)SAR干擾技術(shù)的公開報道較少。有關(guān)研究最早可以上溯到20世紀90年代初[10],美國利用位于亞利桑那州的“羅蘭防御系統(tǒng)”進行了SAR對抗的模擬試驗,試驗地點位于美國太陽城附近,背景包括農(nóng)田和沙漠地區(qū),干擾機系統(tǒng)產(chǎn)生模擬的噪聲干擾,通過選用干擾強度的差別來演示驗證“羅蘭防御系統(tǒng)”對于各類目標的防護效果。文獻[10]分析了SAR及其電子對抗中的技術(shù)問題;文獻[11]研究了SAR對抗的系統(tǒng)問題;文獻[12]通過雷達方程研究了對SAR的噪聲干擾;文獻[13]研究了寬帶連續(xù)波成像技術(shù),指出采用寬帶連續(xù)波比采用調(diào)頻信號具有更好的抗干擾能力。相比較而言,受到器件和需求的影響,國內(nèi)有關(guān)SAR干擾的研究較晚,起步水平也較低。1995年,梁百川初步分析了對SAR實施干擾的可能性以及部分干擾效果問題,此后,國內(nèi)的研究方興未艾[14-23]。

具體來看,對SAR的干擾主要是利用無源、有源技術(shù)手段破壞雷達的正常成像,從而使其不能正確地探測和發(fā)現(xiàn)真實目標。結(jié)合寬帶雷達對抗系統(tǒng)實際來看,其實現(xiàn)主要是通過遮蓋真實目標和制造假目標兩種途徑,分為無源干擾技術(shù)、有源噪聲干擾技術(shù)和有源相參干擾技術(shù)等。

1.1 無源干擾技術(shù)

1.1.1 反雷達偽裝

為了隱蔽軍事設(shè)施和軍事行動,當前反雷達偽裝技術(shù)得到了世界各國的普遍重視,國外曾對偽裝、隱蔽與欺騙(CCD)技術(shù)進行聯(lián)合測試試驗,最終得出的結(jié)論是:CCD技術(shù)是提高地面重點目標和高價裝備器材生存力的有效技術(shù);合理使用CCD技術(shù)能夠顯著降低目標被敵方探測到的可能。

針對SAR的理想偽裝標準是將目標的散射系數(shù)降到與背景完全一致,但是實現(xiàn)這個標準是很不容易的,其效費比往往讓使用者難以接受。對抗SAR的偽裝不僅要考慮目標在雷達圖像中的亮度,還要考慮目標的外形。目前,主要采用的反雷達偽裝有反射體和微波吸收材料兩種手段[4]。

1.1.2 反射體

反射體能夠?qū)碜愿鞣较虻睦走_電波產(chǎn)生強烈的反射,這樣就可以用較小的反射體模擬較大反射面積的目標,常用的反射體有角反射器和龍伯透鏡反射器。角反射器是3塊互相垂直的金屬平板或金屬網(wǎng)組成的一組立體結(jié)構(gòu)。角反射器通過模擬橋梁、水壩、工廠、陣地等,在SAR圖像上形成假目標。實際中,為了模擬真實目標必須合理地選擇角反射器的尺寸。因此,必須知道雷達截面積與角反射器尺寸的關(guān)系,并了解電波入射方向改變時雷達截面積的變化情況[4]。

1.1.3 微波吸收材料

SAR雷達圖像是一種功率映射圖像,與地表的后向散射系數(shù)存在對應(yīng)關(guān)系。因此,改變目標的雷達截面積是最根本的無源干擾措施。為了實現(xiàn)這一目的,可以在目標表面涂敷微波吸收材料或是在目標上覆蓋反雷達偽裝網(wǎng)。為了避免被保護目標被SAR偵察到,在選擇微波吸收材料時,應(yīng)盡量選擇與周圍環(huán)境相同的絕緣介電常數(shù)和表面粗糙度的材料覆蓋或涂抹被掩護目標,使被掩護目標和周圍環(huán)境具有類似的后向散射系數(shù),以致SAR的輻射分辨力不足以分辨目標,在所成圖像上不能辨別目標,從而達到掩護目標的目的[4]。

1.1.4 假目標

對SAR無源干擾的另一種行之有效的方法就是假目標欺騙,對假目標的要求是它的有效反射面積必須等于或大于真實目標的有效反射面積,并且具有和真實目標相同或相近的目標特性,即具有相似的后向散射系數(shù)、形狀和材料等,使SAR難辨真?zhèn)螐亩_到掩護目標的目的。

為了產(chǎn)生類似運動目標的無源干擾效果,考慮到假目標所具有的運動特性,文獻[24]研究了基于微動多普勒特性的無源干擾技術(shù)。

1.2 有源噪聲干擾技術(shù)

SAR有源噪聲干擾是指通過發(fā)射大功率的噪聲干擾信號,提高SAR接收機的噪聲電平,甚至使其飽和,從而降低信噪比來達到干擾的目的。噪聲干擾對大多數(shù)雷達都非常有效,對于SAR而言同樣如此——實施此種干擾所需的信息量與風險都比較少,實施起來比較簡單,而且干擾可在SAR圖像中形成大范圍的遮蓋干擾效果[5-20]。

當被保護區(qū)域內(nèi)的有源噪聲干擾系統(tǒng)偵察到SAR信號后,引導干擾機發(fā)射不同調(diào)制樣式的噪聲干擾信號,具體包括射頻噪聲干擾以及噪聲調(diào)幅、噪聲調(diào)頻、噪聲調(diào)相干擾等,干擾隨場景目標回波一起進入接收機,后經(jīng)SAR處理成像,圖1、圖2為實施噪聲調(diào)頻干擾前后的雷達圖像。

圖1 無干擾時圖像Fig.1 One image taken by SAR without jamming

圖2 噪聲調(diào)頻干擾后圖像Fig.2 The image of the same scene with noise frequent-modulated jamming

由于SAR的信號處理是相關(guān)處理,噪聲干擾的效率比較低,一般需要干擾機發(fā)射較高的功率。此外,有源噪聲干擾還包括有散射波干擾、類雜波干擾等樣式,其最終目標都是在雷達輸出端形成局部的類似雜波的干擾效果,遮蓋或弱化目標。文獻[18]研究了SAR二維余弦調(diào)相轉(zhuǎn)發(fā)散射波干擾原理,將二維調(diào)相轉(zhuǎn)發(fā)干擾和散射波干擾結(jié)合,為多假目標干擾攜帶真實目標信息提供了可行的途徑。

1.3 有源相參干擾技術(shù)

SAR相參干擾機根據(jù)SAR回波模型以及成像處理模型,利用截獲的雷達信號分別通過延時復制,并進行幅度和多普勒調(diào)制構(gòu)建雷達信號的距離向、方位向沖激響應(yīng),使得產(chǎn)生的干擾信號不僅和雷達波形保持相參,還可在PRI期間滿足響應(yīng)的距離多普勒變化規(guī)律。這樣干擾信號能和真實的雷達回波一樣,得到距離和方位處理的增益,出現(xiàn)在最終的圖像中。干擾機采用相參信號進行干擾,其輸出功率無需很大,是一種較為理想的干擾措施。文獻[4,14]對其模型進行了詳細推導,證明了其技術(shù)的可行性。

如果干擾信號與實際雷達回波信號完全匹配,則產(chǎn)生的干擾效果將和模板(即期望干擾圖像)完全一致,但是實際干擾信號由于空間相對位置關(guān)系等因素,干擾的距離走動以及多普勒相位變化與真實回波信號仍存在一定差異,因此在干擾圖像上可能出現(xiàn)一定的距離和方位偏離。因此,相參干擾信號的產(chǎn)生需要考慮多方面因素,包括干擾信號的樣式要與雷達回波信號樣式一致,與雷達回波信號的時間門同步,與雷達回波信號的多普勒調(diào)制一致[7],圖3、圖4為SAR的有源相參干擾的結(jié)果示意。

圖3 干擾機的期望干擾圖像Fig.3 The image template of the jammer

圖4 相參干擾后在雷達端的輸出圖像Fig.4 The output image of the SAR after being jammed

能夠?qū)崿F(xiàn)對SAR的欺騙干擾是有源相參干擾的目標,其實現(xiàn)形式包括轉(zhuǎn)發(fā)式和應(yīng)答式兩種,由于其對偵察信號特征、時序要求極高,因此一般只能在雷達的主瓣形成,且其距離和方位向的位置難以控制。文獻[19]指出無論應(yīng)答式或者轉(zhuǎn)發(fā)式都只能形成掩護真實目標的點狀欺騙目標,這種觀點還有待商榷,關(guān)鍵是對于調(diào)制樣式的理解和把握;文獻[20]提出的基于移相調(diào)制的SAR場景欺騙干擾方法十分經(jīng)典,其提出的散射波干擾樣式一樣可以實現(xiàn)對于分布式目標的掩護,間隙采樣技術(shù)可以在干擾附近形成附加的對稱假目標,給SAR欺騙干擾帶來了許多啟發(fā);文獻[21-22]研究了SAR的方位向間隙采樣干擾技術(shù)及其效果,移頻干擾作為SAR相參干擾的特殊形式,在步進移頻和隨機移頻的情況下,也可以形成對分布式目標的掩護效果[23]。對SAR/GMTI的干擾技術(shù)也是相參干擾技術(shù)的研究熱點,文獻[25]分析了轉(zhuǎn)發(fā)式相參干擾對單通道SAR/GMTI的干擾效果。

總之,SAR有源相參干擾的有效性直接取決于對敵方SAR的基本運行方式和數(shù)據(jù)資料的掌握程度,需要準確了解其載頻、帶寬、脈內(nèi)結(jié)構(gòu)、發(fā)射功率、重頻、方向圖、極化以及飛行軌道等,這些都是十分保密的,需要通過長期艱苦的偵察收集和分析歸納來獲得。

另外,為了有效檢驗干擾技術(shù)的對抗效果,一系列綜合仿真試驗平臺相繼得到開發(fā)[26-27],文獻[38]研究了SAR干擾對抗仿真系統(tǒng),該系統(tǒng)可進行功能級SAR對抗仿真,模擬多種雜波背景下SAR成像、檢測與識別過程,并能對各種干擾樣式進行效果評估;文獻[29]研發(fā)了基于HLA的SAR對抗數(shù)學仿真試驗系統(tǒng),構(gòu)建了HLA體系下的雷達、平臺模擬、干擾、視景仿真與評估等多個邦員,開發(fā)并驗證了大量仿真模型,實現(xiàn)了SAR對抗仿真的并行計算,兼容實際場景數(shù)據(jù),為SAR對抗綜合效能評估提供了一體化仿真試驗平臺。

2 SAR抗干擾技術(shù)研究的歷史與現(xiàn)狀

在瞬息萬變的電子戰(zhàn)戰(zhàn)場上,干擾和抗干擾相互滲透。作為干擾的對立面,雷達抗干擾是為保證在電子對抗條件下有效地運用電磁頻譜而采取的一系列措施,目的在于消除干擾的影響。雷達抗干擾的早期研究可以追溯到20世紀40年代,抗干擾技術(shù)被應(yīng)用到雷達研制中,從信號檢測理論出發(fā)研制相應(yīng)的雷達系統(tǒng),如LFM雷達、相位編碼雷達以及PD雷達等。隨后出現(xiàn)的MTI/MTD和CFAR檢測技術(shù),極大地提高了雷達的抗干擾能力。

如前所述,SAR與普通雷達的抗干擾技術(shù)因其系統(tǒng)特點的差異而不同,普通雷達中的一些經(jīng)典抗干擾技術(shù)無法在SAR中得以應(yīng)用,另一方面,SAR系統(tǒng)的獨特之處使得其抗干擾技術(shù)研究可以考慮一些特殊的方法。

美國很早就開始研究SAR的抗干擾技術(shù)[17],并指出不研究SAR抗干擾技術(shù),就等同于空間之“珍珠港”。Soumekh[16]較早提出信號幅度微調(diào)和調(diào)頻率微調(diào)的抗干擾技術(shù),但由于保密等原因,后續(xù)的相關(guān)研究報道難以獲取。近年來,為了有效應(yīng)對SAR干擾技術(shù)的發(fā)展,國內(nèi)學術(shù)界針對SAR抗干擾技術(shù)的研究方興未艾,主要研究集中在SAR信號處理、天線及射頻前端和系統(tǒng)體制等方面。

2.1 信號處理方面

作為SAR抗干擾研究的技術(shù)基礎(chǔ)[2],SAR信號處理的抗干擾優(yōu)勢明顯。以噪聲壓制式干擾為例,雷達為雙程工作,電波從雷達到目標,在經(jīng)過目標后向散射返回雷達;而干擾為單程工作,直接將干擾波向雷達輻射,干擾方占優(yōu)。雷達方是匹配接收方式,它相對于干擾波具有相參積累增益,且SAR的相參積累增益很高,它來自兩個方面:1)對大時寬、大帶寬信號進行的脈沖壓縮,可得到約30 dB的相參得益;2)橫向的多普勒壓縮,使得SAR在功率對抗方面形成了明顯優(yōu)勢,雷達方占優(yōu)。另外,由于相參得益很高,用較小的發(fā)射功率就能得到所需要的信噪比,實現(xiàn)正常的成像。壓制性的噪聲干擾,等效于加大雷達的接收噪聲,SAR同樣會因為信噪比過低而不能正常工作。因此,為了能夠在與對方的壓制性噪聲干擾的功率對抗中占據(jù)優(yōu)勢,軍用SAR不難做到大幅度提高發(fā)射功率。

欺騙式干擾的技術(shù)缺陷,為SAR消除干擾提供了契機。SAR平臺運動相對干擾之間具有非合作性,干擾方要精確估計出載機的運動是有困難的。針對此類問題,文獻[7]研究提出了基于序貫引導的SAR欺騙干擾算法。即便如此,SAR系統(tǒng)函數(shù)存在空變特性,在離干擾機遠距離端的欺騙干擾效果也會變差[4]。

雷達采取發(fā)射信號捷變的方式可以有效抗干擾。雷達為了防止干擾對信號的檢測和復制,還可以采用調(diào)制信號捷變的工作模式。雷達信號的周期間捷變,干擾是無法預測的,這會給干擾的偵測和復制帶來較大的困難,簡單易行的方法就是脈間隨機初相調(diào)制及其相應(yīng)的信號處理[30]。另外,SAR在信號處理方面的抗干擾研究還有微調(diào)參數(shù)抗干擾技術(shù),包括方位向多普勒調(diào)頻率、多普勒中心頻率等[4]。文獻[17]還提出了一種解卷積的抗干擾處理思路,使用一個接收通道接收干擾機旁瓣輻射的干擾直達信號,根據(jù)接收到的雷達回波,使用獲得的干擾直達信號和反射的干擾信號,通過解卷積獲得對干擾響應(yīng)的估計,然后從回波中減去估計的干擾信號,取得預期的抗干擾效果。該思路的難點在于獲取干擾直達信息的難度較大。

2.2 天線及射頻前端

SAR天線級抗干擾技術(shù)可分為空域和多天線對消等,其中,空域抗干擾技術(shù)研究方面,C.Heer等研究了SAR波束形成技術(shù)[30],結(jié)合TERRA-SAR系統(tǒng)設(shè)計,給出了天線指標,以及方位向波束形成的具體流程。Ender和Rosenberg基于多通道SAR研究了SAR抗干擾技術(shù),其本質(zhì)也是波束形成技術(shù),合成多個波束可以有效降低進入接收機的干擾能量,獲得較大的干擾抑制性能。

天線級抗干擾技術(shù)的另一個方面是多天線對消方法,普通雷達使用DPCA等技術(shù)來對消雜波干擾,文獻[14]研究了雙路對消抑制對SAR彈射式干擾方法,但是其應(yīng)用中,需要不同分辨單元的相位偏離量,工程應(yīng)用還有一定困難。

另外,為了抑制噪聲干擾從天線副瓣進入,SAR通常采用低副瓣天線,以及天線自適應(yīng)副瓣對消技術(shù)。使得縮小干擾頻帶,以增強干擾在該頻帶內(nèi)的功率密度,即所謂的“瞄準式”干擾技術(shù)所產(chǎn)生的干擾效果對SAR 不一定有效[7]。

2.3 系統(tǒng)體制方面

雙站SAR,即用兩架或者多架載機,其中一架只裝備起到輻射源作用的發(fā)射裝置,而接收和處理部分則裝在另外的載機上,后者只是被動接收,工作較為隱蔽,對方難以察覺和有效干擾,是一種有效的抗干擾方法。當然,雙站SAR要比單站SAR在成像處理方面復雜得多。

另外,SAR在系統(tǒng)體制方面采用的抗干擾措施還有:1)利用多種傳感器聯(lián)合工作,實現(xiàn)多源信息融合,可有效對抗干擾;2)根據(jù)無源角反射器在形狀和成像陰影等特征上與真實目標的不同來區(qū)分真假目標,或通過提高分辨率、提高觀測角、分段成像等措施來得到假目標的形狀和散射圖,與真實目標對比進行區(qū)分;3)利用圖像中的破綻來發(fā)現(xiàn)欺騙干擾,如虛假圖像的邊緣與真實地域的銜接處很容易出現(xiàn)一些矛盾,虛假圖像在陰影處的處理上也有一些困難等;4)擴展SAR的工作頻帶、隱藏SAR的時間窗口、減小SAR的空間窗口、增加SAR的發(fā)射功率(“全球鷹”目前正在改進的方向)、隱藏SAR的時頻相關(guān)性等;5)新體制抗干擾技術(shù),包括基于波束形成的抗干擾技術(shù)[30]、基于多通道的抗干擾技術(shù)[31]、基于多天線的抗干擾技術(shù)[32]、基于超寬帶連續(xù)波帶限隨機噪聲波形的抗干擾技術(shù)[24]、基于調(diào)頻率微調(diào)的抗干擾技術(shù)[25]、分布式SAR抗干擾技術(shù)[17]等。

3 存在問題及發(fā)展趨勢

3.1 存在問題

由于SAR屬于遙感偵察資源,在和平時期開展相關(guān)的對抗實驗比較難,使得相應(yīng)技術(shù)的有效性驗證存在“缺對手、缺環(huán)境、缺標準”等技術(shù)難題。

對于干擾方而言,要保證干擾效果其困難在于:1)干擾效果和場景電磁特性之間難以兼容,干擾目標與真實目標之間差異較大,干擾易被識別;2)干擾的原始信號大量存在于雷達的原始回波之中,轉(zhuǎn)發(fā)的干擾信號的時序設(shè)置規(guī)律容易暴露;3)干擾功率容量的要求相對較高,收發(fā)隔離問題不易解決。

對于雷達方而言,要有效抗干擾,其困難在于:1)抗干擾技術(shù)依賴于干擾技術(shù),其發(fā)展相對滯后;2)SAR抗干擾措施使得干擾條件下的雷達成像質(zhì)量和目標檢測性能出現(xiàn)下降“兩敗俱傷”;3)新體制SAR研制周期長、成本高,易陷入不對稱發(fā)展的困境[13]。

3.2 SAR干擾技術(shù)發(fā)展趨勢

在無源干擾方面,反雷達偽裝將進一步考慮目標外形及其電測散射特性;與真實目標相比,反射體的尺寸更加合理,具有角度自動調(diào)整功能的反射體將得到開發(fā),以便與綜合偵察引導系統(tǒng)形成閉環(huán)干擾;微波吸收材料的“填空”作用增強,使假目標和真實地物之間的電磁散射差異進一步減小。無源假目標的配置日趨科學,可形成更為逼真的動目標干擾效果。

在有源壓制干擾方面,SAR噪聲壓制干擾將逐步退出歷史舞臺,而基于傳統(tǒng)壓制噪聲干擾一維部分相參的噪聲干擾樣式和具有卷積干擾性質(zhì)的靈巧噪聲干擾樣式將更多地被電子對抗系統(tǒng)采用,以降低干擾功率容量的要求,對消技術(shù)的采用將使收發(fā)隔離問題得到妥善解決。

在有源相參干擾方面,高速實時大場景干擾算法日趨成熟,欺騙干擾通過事先存儲需要模擬的真實場景回波和假目標回波,采取將偵察截獲的雷達信號與目標信號相匹配的方式,迅速將干擾信號變頻后發(fā)射,干擾效果的精準程度以及與場景的兼容性將得到進一步改善,其實時性和逼真性將得到保證,且干擾時序規(guī)律更為隱蔽[33]。

在輔助手段建設(shè)方面,為了與多種新的信號處理手段發(fā)展同步,多平臺、分布式、一體化SAR對抗仿真綜合評估系統(tǒng)將得到進一步開發(fā)。在硬件系統(tǒng)發(fā)展方面,DRFM技術(shù)的應(yīng)用將使得干擾信號的幅相特性得到高品質(zhì)保證,對干擾信號多普勒調(diào)制規(guī)律的控制更為精確,進而為相參干擾效果提供更為可靠的技術(shù)保證。在系統(tǒng)性能方面,多頻段、可干擾GMTI、InSAR等多種新體制SAR的干擾機將得到進一步開發(fā),干擾雙站 SAR 的技術(shù)方法將得到長足發(fā)展[25-26,29]。

3.3 SAR抗干擾技術(shù)的發(fā)展趨勢

在信號處理方面,多種成像處理算法對于距離走動和彎曲補償更加合理精確,GMTI、InSAR測高、超分辨、自聚焦、圖像增強、斑點抑制以及時頻分析等信號處理手段將得到應(yīng)用和發(fā)展。對抗欺騙式干擾的技術(shù)手段將得到進一步研究,其突破口在于欺騙干擾的位置不可控性及其干擾效果的空變特性。脈間調(diào)制信號捷變的工作模式將得到工程應(yīng)用,相應(yīng)的信號處理手段將得到重視。微調(diào)參數(shù)干擾技術(shù)和解卷積的抗干擾處理技術(shù)也將得到工程應(yīng)用[34]。

在天線及射頻前端,自適應(yīng)波束形成技術(shù)的應(yīng)用將顯著提高SAR的干擾抑制性能。多天線對消方法、DPCA與STAP技術(shù)的工程應(yīng)用將日趨成熟。

在系統(tǒng)體制方面,充分挖掘極化信息的潛力,發(fā)展極化抗干擾技術(shù),必然會提高SAR應(yīng)對有源相參干擾的能力。另外,多頻段具有全極化測量、干涉測高和具有GMTI能力的機載/星載SAR、以及雙/多站SAR將得到進一步開發(fā)。

4 結(jié)束語

本文綜述SAR對抗研究的發(fā)展趨勢,對于今后開展SAR對抗技術(shù)研究及相應(yīng)的裝備研發(fā)、訓練,開展相應(yīng)的對抗效果評估方法研究以及全數(shù)學/半實物仿真試驗均具有指導意義。在今后相當長的時期內(nèi),SAR對抗依然將是空間信息對抗的重要組成部分,為了實現(xiàn)信息對抗的隱蔽性和突然性,在對抗裝備發(fā)展策略和選擇上,要緊盯世界SAR對抗技術(shù)發(fā)展前沿,實現(xiàn)SAR對抗技術(shù)和裝備的跨越式發(fā)展。

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