基于相位误差调制的方位多波束星载SAR自适应压制干扰方法、系统、存储介质和电子设备

本发明涉及信号处理，尤其涉及一种基于相位误差调制的方位多波束星载sar自适应压制干扰方法、系统、存储介质和电子设备。

背景技术：

1、目前，合成孔径雷达(synthetic aperture radar，sar)作为一种主动微波遥感观测设备，具有全天时，全天候，实时传输等特点，大大改善了对战场环境的信息感知能力，在军用领域具有卓越的应用价值。方位多波束合成孔径雷达系统通过单个通道发射欠采样信号，多个通道接收信号，以空间采样代替时间采样，等效提升方位向采样率。因此，在实现宽测绘带的同时，也提高了分辨率，能够有效缓解高分辨率和宽测绘带(high-resolutionand wide-swath,hrws)之间的矛盾，在各个领域中被广泛应用。随着高分宽幅雷达的广泛应用，又因为sar干扰技术的研究主要集中在单通道sar上，因此研究方位向多波束高分辨宽测绘带雷达干扰技术是很有必要的。

2、目前针对传统单通道sar的干扰技术有很多研究，一般来说，干扰技术可以被分为欺骗干扰和压制干扰。欺骗干扰包括间歇采样干扰，移频干扰等。压制干扰包括噪声卷积干扰，多相位分段干扰等。欺骗干扰存在对侦察参数要求高、算法复杂度高等缺陷，在实际电子对抗中难以达到理想的干扰效果。为了保证重要目标的信息安全，对压制干扰的研究一直是研究的热点。随着方位多波束星载sar系统的发展，对方位多波束星载sar的干扰研究逐渐进入研究者的视野。目前，针对方位多波束星载sar的干扰技术研究较少，提出的压制干扰的效果存在方位不可控、压制位置有限、无法对多个区域进行压制等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于相位误差调制的方位多波束星载sar自适应压制干扰方法、系统、存储介质和电子设备，能够针对方位多波束星载sar系统，设计对多目标的灵活的，可控的压制干扰效果。

2、本发明采用的技术方案为：

3、一种基于相位误差调制的方位多波束星载sar自适应压制干扰方法，包括如下步骤：

4、步骤s101、确定受保护的目标区域并截获敌方sar发射信号；

5、步骤s102、下变频处理获得基带sar信号，利用模数转换器对sar信号进行全脉冲采样，将模拟信号转化为数字信号；

6、步骤s103、基于一次相位误差调制，设计位置调制函数生成位置调制因子，以便控制干扰的位置；

7、步骤s104、基于二次相位误差调制，设计范围调制函数，生成范围调制因子，以便控制干扰的范围；

8、步骤s105、将步骤s103产生的位置调制函数和步骤s104产生的范围调制函数相乘，构成干扰机响应函数；

9、步骤s106、将步骤s105产生的干扰机响应函数和步骤s102产生数字信号相乘，生成干扰信号；

10、步骤s107、利用数模转换器，将步骤s106产生的数字干扰信号转化为模拟干扰信号，进行上变频处理并进行转发。

11、所述的步骤s101中，具体包括如下步骤，在方位多波束星载sar系统中，以中间孔径为参考通道发射线性调频信号，n个通道同时接收回波信号；方位多波束星载sar发射的信号可以被表示为：

12、s(η)＝exp(jkπtr2)exp(j2πfctr)

13、其中，k是线性调频信号的调频斜率，fc是载波频率，tr是距离向快时间，j是虚数单位；

14、确定受保护目标区域是实现该技术的第一步，可从中获取保护区域的相关信息，为场景干扰提供基础。

15、所述步骤s102具体报警如下步骤，在方位多波束星载sar系统中，参考通道通过发射低脉冲重复频率的脉冲信号获得宽测绘带和抑制距离模糊，各个通道接受到回波信号通过空间采样代替时间采样，等效提高方位采样频率；参考通道tx的相位中心发射脉冲信号，通过补偿恒定的相位项，所有通道rx接收回波可以等效于每个通道的等效相位中心进行自发自收；epc位于发射机和相应接收机的中间位置，因此相邻epc之间的距离为dn；经过epc处后，去除载波频率的基带信号表示为：

16、

17、其中，σ为后向散射系数，τ为距离向时间，η为方位向时间，wr是距离向矩形窗，wa是方位向矩形窗，c为光速，λ为载波的波长；在方位时刻η＝0时刻，rn为瞬时斜距，可以表示为：

18、

19、其中ro为最短斜距，vs是平台速度，对上式进行泰勒级数展开可得：

20、

21、所述的步骤s103具体包括如下步骤，针对方位多波束星载sar系统，为了产生位置可控的压制干扰，基于一次相位误差设计位置调制函数h1(ta)，该函数可以被表示为：

22、h1(ta)＝exp(j2πfa′ta)

23、其中，设计f′a作为干扰覆盖的位置控制因子，ta为方位向慢时间，f′a可以表示为：

24、

25、其中ka＝2vs2/λro表示为方位向调频率，δrshift表示为干扰方设定的方位向偏移量；δrshift＞0，表示向后移动，δrshift＞0，表示向前移动；因此，通过改变位置控制因子f′a，干扰的位置可以被控制。

26、所述的步骤s104具体包括如下步骤：设计干扰覆盖函数h2(ta)，以实现覆盖范围可控的压制干扰效果；针对方位多波束星载sar系统，该函数可以被表示为：

27、h2(ta)＝exp(jπδkata2)

28、其中，设计δka表示干扰覆盖控制因子，δka可以表示为：

29、

30、其中，σ表示调频率失配程度；压缩波形的主瓣展宽程度与调频率失配程度σ密切相关；因此，通过控制调频率失配程度σ，范围可控的类噪声干扰效果可以被实现。

31、所述的步骤s105具体包括如下步骤：将位置调制函数和范围调制函数相乘，构成干扰机响应函数；具体干扰机响应函数h(ta)可以表示为：

32、h(ta)＝h1(ta)·h2(ta)

33、＝exp(j2πfa′ta)exp(jπδkata2)

34、由于进行范围调制函数h2(ta)调制，截获信号的方位向调频率被改变，因此干扰覆盖的位置控制因子fa′可以重写为

35、

36、所述的步骤s107具体包括如下步骤：利用数模转换器，将步骤s106产生的数字干扰信号转化为模拟干扰信号，为了使方位多波束星载sar接收机能够接收到干扰信号，需要对干扰信号进行上变频处理，再进行转发；通道n接收到的干扰信号可以被表示为：

37、

38、一种基于相位误差调制的方位多波束星载sar自适应压制干扰系统，包括

39、数据获取单元，配置为对照射到受保护区域或目标的方位多波束星载sar信号进行数据的侦察接收；

40、模数转换单元，配置为对接收到的方位多波束星载sar信号进行脉冲采样，将方位多波束星载sar模拟信号转化为数字信号；

41、干扰生成单元，配置为生成干扰机响应函数，其中干扰机响应函数是由位置调制函数和范围调制函数；位置调制函数基于一次相位误差被设计，位置调制函数基二次相位误差被设计；基于此，生成位置控制因子和范围控制因子；通过改变位置控制因子和范围控制因子，控制干扰的位置和范围，将干扰机频率函数与截获信号进行相乘生成干扰信号；

42、数模转换单元，配置为对生成的干扰数字信号进行数模转换，获得模拟信号，做上变频处理，使得接收机可以接收到频率对应的干扰信号，将干扰信号转发至sar接收机中。

43、一种存储装置，其中存储有多条程序，所述程序应用由处理器加载并执行以实现如上所述的基于相位误差调制的方位多波束星载sar自适应压制干扰方法。

44、一种电子设备，包括存储装置、处理器；处理器，适用于执行各条程序；存储器，是用于存储多条程序；所述存储器执行所述处理器上的程序时实现如上所述的基于相位误差调制的方位多波束星载sar自适应压制干扰方法。

45、本发明首先，确定受保护的区域，干扰机接收受保护区域的方位多波束星载sar信号。为了使接收到的高频信号能够被干扰机处理，对信号做下变频处理获得基带方位多波束星载sar信号，利用模数转换器对方位多波束星载sar信号进行全脉冲采样，将模拟信号转化为数字信号。采样率满足奈奎斯特采样定律。然后，基于一次相位误差设计位置调制函数，生成位置控制因子，通过改变位置控制因子，可以控制干扰的位置。基于二次相位误差设计范围调制函数，生成范围控制因子，通过改变范围控制因子，可以控制干扰的范围。将位置调制函数和范围调制函数相乘，构成干扰机响应函数。对截获信号进行调制，将干扰机响应函数与截获信号进行相乘生成干扰信号。对生成的干扰数字信号进行数模转换，获得模拟信号，做上变频处理，使得接收机可以接收到频率对应的干扰信号。将干扰信号按逐个脉冲转发至方位多波束星载sar接收机中。借此，可以在方位多波束星载sar图像上生成压制干扰效果。通过本发明中的工作流程可获得对多目标的灵活的，可控的压制干扰效果，因此本发明对实现我方重要区域和目标的保护具有重要意义，为进一步提出有效的方位多波束星载sar干扰策略提供了理论基础。