[发明专利]高能微波干扰下的机载SAR干扰效应仿真方法

权利要求书

1.高能微波干扰下的机载SAR干扰效应仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，建立机载SAR雷达走停几何模型，采用同心圆算法模拟某一方位时刻场景中所有同心圆的目标回波信号；

步骤2，设发射信号为线性调频信号，将该方位时刻场景中所有同心圆的目标回波信号与线性调频信号进行卷积，得到目标中频回波信号；将目标中频回波信号与载频依次进行调制、混频，得到目标射频回波信号，遍历所有方位时刻从而得到机载SAR总的目标射频回波矩阵；

步骤3，模拟高能微波干扰信号，并将其与目标射频回波信号叠加作为接收机输入信号；

步骤4，建立接收机通道模型；将接收机输入信号通过接收机通道模型依次进行限幅、正交解调、功率放大、模拟非线性压制效应和加噪处理，得到接收机放大后的回波信号作为待成像回波数据；

所述建立接收机通道模型，具体步骤为：

(4a)设置接收机动态范围上限为10dBm，表示接收机限幅后允许输入的最大功率；设置动态范围下限为-120dBm；

(4b)低通滤波器模型仿真，截止频率设置为B_r/2，B_r为发射线性调频信号带宽；与一组正交载频信号混频仿真；

(4c)设置接收机增益曲线范围，设置1dB压缩点为-35dBm；1dB压缩点之前为增益曲线线性区，信号功率超过1dB压缩点则进入接收机增益曲线非线性区；判断干扰功率大小，模拟非线性压制效应；

(4d)模拟系统噪声：

首先，计算输入噪声功率：N_in＝kT₀B；

其中，k为玻尔兹曼常数，k＝1.38*10^-23(J/K)，T₀＝290(K)，B表示信号带宽；

设置噪声系数为F，则有：

其中，(SNR)_in表示输入信噪比，(SNR)_out表示输出信噪比，S_in为输入信号功率，S_out为输出信号功率，N_out表示输出噪声功率；

将上式转化为dB形式，则输出噪声功率：N_out＝N_in+G_a+F(dB)；

然后，生成与信号长度相同、功率为N_out的高斯随机序列，并将其重新排列为与S(t_r,t_m)维度相同的高斯噪声矩阵N(t_r,t_m)；

所述将接收机输入信号通过接收机通道模型进行限幅、正交解调、功率放大和加噪处理，具体为：

所述限幅为：将接收机输入信号依次通过(4a)的接收机动态范围进行限幅，即将瞬时功率大于动态范围上限的输入信号截断，小于动态范围下限的输入信号则置零，完成输入信号的限幅操作；

所述正交解调为：将限幅后的输入信号分别与一组正交的载频信号混频，混频后的信号再通过模拟低通滤波器，得到两组正交的零中频信号，将两组信号分别作为复信号实部与虚部，构建解析信号完成正交解调；得到正交解调后的输入信号S'(t_r,t_m)+I'(t_r,t_m)；

所述功率放大为：首先，拟合接收机增益曲线；

设置放大器增益的特性曲线为分段直线模型：

式中，G(p_t)表示接收机增益，p_t为正交解调后的输入信号瞬时功率，G_a表示接收机额定功率增益；

根据上式所述分段直线模型绘制对应的增益特性曲线，从而得到不同时刻信号的瞬时增益；采用每个时刻的瞬时增益对对应时刻的正交解调后的输入信号S'(t_r,t_m)+I'(t_r,t_m)进行放大，得到对应的解调放大信号S₁'(t_r,t_m)+I”(t_r,t_m)；

判断干扰功率是否大于设置的1dB压缩点功率，若是，则考虑对目标回波小信号的非线性压制效应，否则转入下一步加噪处理；

模拟非线性压制效应:包含以下步骤：

首先，计算非线性压制深度：G_d＝G_p-G_a；

其中，G_d表示压制深度；G_a为线性区的额定功率增益；G_p为微波脉冲干扰功率对应的接收机增益曲线非线性区增益；

其次，模拟一个干扰脉冲重复周期内的非线性压制曲线；其中压制位置与干扰脉宽同步，压制时间等于干扰脉宽；

最后，将非线性压制曲线与干扰脉冲位置同步，并采用非线性压制曲线与目标回波小信号S₁'(t_r,t_m)按位置一一对应相乘，得到非线性压制后的目标回波小信号S₂'(t_r,t_m)；

所述加噪处理为：采用步骤(4d)模拟的高斯噪声矩阵N(t_r,t_m)与(4c)得到的信号进行叠加，得到待成像回波数据X(t_r,t_m)；

X(t_r,t_m)＝S”(t_r,t_m)+I”(t_r,t_m)+N(t_r,t_m)，

其中，S₁'(t_r,t_m)表示仅通过接收机放大的目标回波小信号，S₂'(t_r,t_m)表示同过接收机放大并模拟非线性压制的目标回波小信号；I”(t_r,t_m)为通过接收机的高能微波干扰信号；N(t_r,t_m)为系统高斯底噪；

步骤5，对待成像回波数据进行距离多普勒域成像处理，得到高能微波干扰下的仿真聚焦图像。