基于多输入多输出合成孔径雷达的二维混合基线抗欺骗干扰方法

曾铮; 张福博; 陈龙永; 卜祥玺; 周思言

doi:10.12000/JR18118

基于多输入多输出合成孔径雷达的二维混合基线抗欺骗干扰方法

doi: 10.12000/JR18118

曾铮^1,2,,
张福博^1,,
陈龙永^1,2, ,,
卜祥玺^1,2,,
周思言^1,2,

①.
中国科学院电子学研究所微波成像技术重点实验室北京 100190
②.
中国科学院大学北京 100049

基金项目: 国家部委基金(41874059)

详细信息

作者简介:
曾铮：曾铮(1994–)，男，江西人，北京理工大学学士，中国科学院电子学研究所硕士研究生，主要研究方向为雷达信号处理、合成孔径雷达电子对抗。E-mail: zengzheng16@mails.ucas.ac.cn

张福博(1988–)，男，河北人，博士，中国科学院电子学研究所副研究员，研究方向为多通道SAR 3维重建、新体制雷达、阵列雷达信号处理。E-mail: zhangfubo8866@126.com

陈龙永(1979–)，男，研究员，博士生导师，现任中国科学院电子学研究所微波成像技术重点实验室常务副主任，主要研究方向为高分辨率合成孔径雷达系统、干涉合成孔径雷达系统、微波成像新概念、新体制和新技术等。E-mail: lychen@mail.ie.ac.cn

卜祥玺(1991–)，男，山东人，吉林大学学士，中国科学院电子学研究所博士研究生，主要研究方向为涡旋电磁波的应用、雷达系统设计和雷达成像新技术。E-mail: buxiangxi14@mails.ucas.ac.cn

周思言(1995–)，女，重庆人，中国科学技术大学学士，中国科学院电子学研究所硕士研究生，主要研究方向为雷达信号处理、雷达点云重建。E-mail: zhousiyan17@mails.ucas.ac.cn

通讯作者:
陈龙永 lychen@mail.ie.ac.cn

中图分类号: TN958
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出版历程
- 收稿日期: 2018-12-21
- 修回日期: 2019-02-22
- 网络出版日期: 2019-02-28

A Two-dimensional Mixed Baseline Method Based on MIMO-SAR for Countering Deceptive Jamming

ZENG Zheng^{1,2
,},
ZHANG Fubo^1
,,
CHEN Longyong^{1,2
, ,},
BU Xiangxi^{1,2
,},
ZHOU Siyan^{1,2
,}

①.
Science and Technology on Microwave Imaging Laboratory, Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
②.
University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Funds: The National Ministries Foundation (41874059)

More Information

Corresponding author: CHEN Longyong, lychen@mail.ie.ac.cn

摘要

摘要: 针对距离延时和方位多普勒频率调制两类合成孔径雷达(SAR)欺骗干扰问题，该文提出一种基于多输入多输出合成孔径雷达(MIMO-SAR)的2维混合基线抗欺骗干扰方法。该方法采用基于MIMO-SAR的相位编码方案，使得多通道信号正交，利用多维相位信息识别欺骗干扰，通过相位补偿抑制干扰目标，从而提升雷达抗欺骗干扰能力。该文采用雷达抗干扰改善因子进行定量效果评估，在平台空间受限的条件下，该文方法比传统单发多收系统的雷达抗干扰改善因子提升3倍。仿真实验结果证明了该方法的有效性与正确性。
- 抗欺骗干扰 /
- 多输入多输出合成孔径雷达 /
- 相位补偿 /
- 雷达抗干扰改善因子
Abstract: A novel approach using two-dimensional mixed baseline based on Multi-Input Multi-Output Synthetic Aperture Radar (MIMO-SAR) has been proposed for range delay and azimuth Doppler frequency modulation used in deceptive jamming. Based on MIMO-SAR phase coding method, which makes the multi-channel signal orthogonal, we propose the detection of deceptive jamming phenomenon by employing multi-dimensional phase information, and suppress the jamming targets via phase compensation to improve the ability of countering deceptive jamming. Moreover, we utilize radar anti-jamming improvement factor as a quantitative evaluating index. In the limited platform space, the radar anti-jamming improvement factor of the proposed method is three times greater than that of conventional single-input multi-output systems. Experimental results demonstrate the validity of our method.
- Deceptive jamming countering /
- Multi-Input Multi-Output Synthetic Aperture Radar (MIMO-SAR) /
- Phase compensation /
- The radar anti-jamming improvement factor

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图 1 多普勒频谱示意图

Figure 1. Diagrammatic sketch of Doppler spectrum

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图 2 距离向抗欺骗干扰几何模型

Figure 2. Geometric model of range anti-deception jamming

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图 3 方位向抗欺骗干扰几何模型

Figure 3. Geometric model of azimuth anti-deception jamming

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图 4 2维抗欺骗干扰几何模型

Figure 4. Geometric model for two-dimensional anti-deception jamming

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图 5 方法流程

Figure 5. Method flow

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图 6 4发4收与单发4收对比

Figure 6. Comparison of 4-in-4-out and 4-in-1-out

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图 7 点目标成像

Figure 7. Point target imaging

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图 8 真实目标干涉相位

Figure 8. Interferometric phase of real target

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图 9 干扰目标干涉相位

Figure 9. Interferometric phase of jamming target

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图 10 点目标成像

Figure 10. Point target imaging

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图 11 真实目标干涉相位

Figure 11. Interferometric phase of real target

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图 12 干扰目标干涉相位

Figure 12. Interferometric phase of jamming target

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图 13 干扰目标成像

Figure 13. Jamming target imaging

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图 14 抗干扰后目标成像

Figure 14. Target imaging after anti-jamming

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表 1 仿真参数

Table 1. Simulation parameters

参数	数值
景中心斜距(km)	1.414
雷达有效速度(m/s)	150
发射脉冲时宽(μs)	2.5
距离调频率(Hz/s)	20 × 10¹²
雷达工作频率(GHz)	5.3
多普勒带宽(Hz)	80
距离采样率(MHz)	60
方位采样率(Hz)	400
回波信噪比(dB)	10
距离基线长度(m)	4
方位基线长度(m)	2

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表 2 9点目标交轨干涉相位

Table 2. Cross-track interference phase of nine-point target

相位(rad)	第1列	第2列	第3列
第1行	0.1348	0.1370	0.1423
第2行	0.1360	0.1390	0.1407
第3行	0.1379	0.1370	0.1425

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表 3 9点目标顺轨干涉相位

Table 3. Along-track interference phase of nine-point target

相位(rad)	第1列	第2列	第3列
第1行	3.085	3.085	3.085
第2行	0	0	0
第3行	–3.085	–3.086	–3.086

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