[发明专利]高能微波干扰下的机载SAR干扰效应仿真方法

说明书

本发明公开了一种高能微波干扰下的机载SAR干扰效应仿真方法，包括步骤：建立机载SAR雷达走停几何模型，基于同心圆算法进行快速射频回波模拟，通过建立接收机通道模型，模拟高能微波进入接收机时目标回波信号所受到非线性压制效应，最后利用距离‑多普勒算法进行成像分析的高效、低成本的机载SAR软件仿真方法。本发明将器件级硬件实验时所受到的高能微波效应转换为信号级软件仿真时所考虑的非线性压制效应来模拟高能微波对最终成像结果的影响，成本低，灵活性高。

技术领域

本发明涉及雷达数字信号处理技术领域，具体涉及一种高能微波干扰下的机载SAR干扰效应仿真方法，可应用于评估高能微波干扰对机载SAR成像效果的影响。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)是一种有源微波成像雷达，一般通过发射大带宽线性调频(LFM)信号，接收回波后利用成像算法将信号处理为人眼可理解的图像。合成孔径雷达可全天候、全天时、远距离对目标进行成像和定位，且具有距离与方位二维高分辨率的优点。

在现代的电子对抗中，电磁辐射装置产生的有源高功率微波对雷达电子设备带来了严重的威胁。当进入电子系统的微波干扰脉冲功率足够强时，会使半导体器件工作在非线性(例如饱和状态)状态或引起微波前端器件的损伤。高能微波效应主要出现在电子系统射频前端，实际表现为高功率微波进入接收机时，使得雷达接收机无法正常工作，导致信号脉宽，幅度出现非正常变化。国内对高能微波效应的研究经过了一定的发展，但通常以选取半导体器件作为效应物，在实验室内进行高能微波的注入等研究分析为主。此类研究主要以器件作为研究对象，通过硬件实验获得了部分半导体器件的效应数据。而高能微波作为一种干扰信号进入SAR整体过程的信号级仿真与其对成像结果影响的评估等研究却相对缺失。

在信号仿真中，器件级硬件实验时所受到的高能微波效应转变为信号级软件仿真时所考虑的非线性压制效应。具体表现为高功率微波脉冲干扰与目标回波小信号叠加进入接收机，不与干扰脉宽重合的信号瞬时功率处于接收机增益线性区，获得额定功率增益。而在微波脉冲脉宽时间内小信号可以看作伏于高能微波脉冲之上，接收机工作在非线性或损伤状态，信号所获增益减小。此时相对获得额定增益的回波信号，干扰脉宽内的目标回波小信号相当于受到了非线性压制作用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高能微波干扰下的机载SAR干扰效应仿真方法，基于同心圆算法进行快速射频回波模拟，通过建立接收机通道模型，模拟高能微波进入接收机时目标回波信号所受到非线性压制效应，最后利用距离-多普勒(Range-Doppler，R-D)算法进行成像分析的高效、低成本的机载SAR软件仿真方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

高能微波干扰下的机载SAR干扰效应仿真方法，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表达式；

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表达式叠加并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；

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。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：