[发明专利]基于APC和OFDM的多输入多输出合成孔径雷达抗干扰方法

说明书

本发明公开了一种基于APC和OFDM的多输入多输出合成孔径雷达抗干扰方法，综合利用APC和OFDM技术，将两者结合形成APC和OFDM双调制波形；将通道阵列设计为2×2的方阵；构建空时二维信号接收模型，同时加入转发式干扰，对回波采样获得距离‑方位‑阵列三维回波数据；OFDM解调和脉冲压缩；计算每个方位通道对应的波束指向角，构成导引矢量矩阵，利用导引矢量矩阵计算加权矢量矩阵，并与三维回波数据相乘完成APC波形分离和单通道转发干扰压制；对抗干扰处理后的回波数据进行成像，最终形成距离方位真实目标SAR图像。本发明有效利用了机载雷达与目标之间的时域、频域和空域三个维度的信息资源，使得抗干扰算法更加方便简洁也更加精确有效。

技术领域

本发明属于雷达成像技术和雷达抗干扰领域，涉及机载多输入多输出合成孔径雷达成像信号处理技术，具体涉及一种基于APC和OFDM的多输入多输出合成孔径雷达抗干扰方法。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)是一种强大的遥感技术，可以提供全天时全天候的远距离地表雷达图像，随着雷达应用需求的日益迫切，传统SAR性能已经不能满足当前对观测的需求。多输入多输出合成孔径雷达(MIMO-SAR)作为一种新体制雷达，其独特性能受到了人们的广泛关注。相比于传统的合成孔径雷达，MIMO-SAR可以通过波形和空间分集得到远多于实际天线数量的自由度。通过发射天线和接收天线的不同组合，形成多个等效相位中心。接收端的数字波束形成(DBF)技术也为多波束提供了可能。同时，数字波束形成等空域滤波技术在雷达抗干扰方面也有重要应用。因此MIMO-SAR在雷达抗干扰方面也具有巨大潜力。正是由于这些体制上的优势，使得MIMO-SAR成为当前以及下一代雷达技术的一个重要研究方向。当前MIMO-SAR方面的主要研究工作在于正交波形的设计和分离，目前比较有应用前景的几种波形分集方案有短时移位正交波形(STSO)、正交频分复用线性调频波形(OFDM-chirp)、步进频波形、方位相位编码(APC)波形等。

转发式欺骗干扰是一种基于数字射频存储(DRFM)技术的典型脉冲雷达干扰措施，采用DRFM技术的欺骗干扰机可以根据预先设置好的虚拟目标，通过截获、存储和转发雷达发射信号，对截获的雷达信号进行时延和相位调制，实现在SAR图像中真实目标前后形成多个逼真的欺骗性假目标干扰。由于这类干扰机通常对准雷达波束的主瓣，因此假目标在时域、频域、空域特征上都与真实目标十分相似，而且欺骗干扰比传统的噪声干扰需要更低的干扰功率。这使得传统体制雷达对假目标的抗干扰方法难以奏效。因此主瓣转发式假目标干扰已经成为现代雷达的一个重要威胁。由于转发式干扰机是因果可实现系统，若要在真实目标前后产生多个假目标，则干扰机采样当前脉冲后需要延迟一个或多个脉冲周期再进行转发。

当前SAR对抗欺骗干扰的方法主要有两类。一类方法采用复杂的多通道或多基地SAR成像系统，使得不同通道间接收到的真实回波与欺骗干扰之间存在显著的差异，从而利用这些差异进行有效的干扰抑制。另一方面，从干扰机自身的限制入手，可以在SAR成像系统前端设计相应的方法进行对抗。可以采用波形捷变的策略，主要方法包括脉冲相位扰动、随机初相、正交频分复用(OFDM)等。综合利用时域、频域、空域以及极化域等多域信息和多种技术手段有望成为抗转发式假目标干扰的一个有效手段。

发明内容

发明目的：本发明提供一种基于APC和OFDM的多输入多输出合成孔径雷达抗干扰方法，不依赖大量复杂的SAR数据处理过程，通过MIMO-SAR发射波形的正交性和多通道回波数据的DBF技术进行波形的分离和干扰的压制。

技术方案：本发明所述的一种基于APC和OFDM双调制波形的多输入多输出合成孔径雷达抗干扰方法，包括以下步骤：

(1)波形设计：综合利用APC和OFDM技术，将两者结合形成APC和OFDM双调制波形，形成四个、两组发射波形；

(2)多通道设计：将通道阵列设计为2×2的方阵；