[发明专利]基于相位调制表面的雷达目标特征变换方法

权利要求书

1.一种基于相位调制表面的雷达目标特征变换方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一：雷达发射信号参数的获取

获得雷达发射信号和目标的基本参数，载频f₀＝9GHz、脉宽T_p＝2μs、信号带宽B＝300MHz、方位向波束宽度θ_bw＝0.033rad、平台速度v＝180m/s、合成孔径时间T_L＝3.94s，通过计算得到信号波长λ＝c/f₀＝3.33cm，调频率Kr＝B/Tp＝1.5×10¹⁴，方位向多普勒带宽B_m＝2vθ_bw/λ＝360Hz，方位向调频率为K_a＝B_m/T_L＝91.37，c为光速，c＝3×10⁸m/s；

步骤二：相位调制表面的设计与安装

电控开关型相位调制表面主要由主动屏、介质层和导体金属背板三部分组成，导体金属背板和主动屏之间的介质层间距为四分之一个波长，由介电常数为1的材料填充；通过对主动屏采用开关电控的方式，使其在某一调制函数的控制下在“全通”和“全阻”两种状态下不间断的相互转换，使得反射信号相位相差π，这相当于对雷达入射波进行间歇调制，调制幅度在+1和-1间切换；根据发射信号波长λ，选取相位调制表面的厚度为λ/4；将设计好的相位调制表面的金属背板紧贴于被保护目标，与介质层和主动屏共同实现对雷达入射信号的调制；

其中PSS介质层的厚度为d＝λ/4＝0.83cm，将PSS材料覆盖整个飞机目标的表面，或者覆盖飞机目标的一些强散射区域；

步骤三：相位调制表面调制信号的确立

控制相位调制表面主动屏处于非周期性的随机通断，主动屏的透射反射状态表现为随机的相互切换，调制信号表现为非周期脉冲串，其幅度在+1和-1之间随机切换，子脉冲宽度为τ，调制频率为f_s＝1/τ；在此基础上，调制信号在慢时间也进行随机编码调制，调制周期为τ_m，调制频率为f_m＝1/τ_m；电控开关相位调制表面根据步骤一获取的发射信号参数以及需要实现的干扰效果决定调制信号的参数，调制信号的参数决定调制波形，并作用于雷达入射信号；具体为：

调制信号的生成受到表示为一个由长度为N的随机码元序列a_n＝{+1,-1}控制，其中0≤n≤N-1，时域调制信号p(t)表示为

其中τ表示子脉冲宽度，rect()表示矩形脉冲；当|(t/τ)|＜0.5时，其值为1，否则为0，表示卷积符号；

调制信号的频谱P(f)通过傅里叶变换得到，表示为

其中，sinc(x)＝sin(πx)/πx，频谱主瓣宽度为B_main＝2/τ；

入射信号为线性调频信号，当调制信号作用于入射信号，理解为调制信号在反射信号上施加了一个连续的频移调制；

经过匹配滤波处理后，将形成一块条带状的干扰出现在距离向上，其各阶峰的主瓣宽度表示为

由于随机码元的调制作用，其输出峰相对于周期调制输出峰小，且没有出现离散峰值情况，主瓣宽度与公式(3)中理论分析一致；

在原有快时间双极性矩形信号脉冲的基础上，对慢时间也进行随机编码调制，其时域表达式为

其中，c_m为第m个编码的值，其受到长度为M的随机码元序列c_m＝{+1,-1}控制，0≤m≤M-1；

经过匹配滤波处理后，将形成一块条带状的干扰出现在方位向上，其各阶峰的主瓣宽度表示为

步骤四：虚假干扰图像的生成

首先将成像场景复图像还原为场景总回波信号，对图像中的飞机目标进行分割，并反演得到目标回波信号，将原始场景信号与飞机回波信号经过对消处理，按照步骤三对目标信号进行PSS随机编码调制，此过程相当于在飞机目标上贴满PSS材料，最后将调制后的虚假信号与对消后的原始场景进行叠加，得到了调制后的复图像。