基于DRFM的ISAR轉(zhuǎn)臺模型的欺騙干擾技術(shù)研究
發(fā)布時間:2008/8/30 0:00:00 訪問次數(shù):525
。薄∫⊙
通常對isar成像的研究都是基于理想的散射點(diǎn)模型進(jìn)行的,即對平穩(wěn)飛行的非合作性目標(biāo)經(jīng)過運(yùn)動補(bǔ)償后,運(yùn)動目標(biāo)等效于勻速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)臺目標(biāo),在不大的視角范圍內(nèi),該目標(biāo)的散射特性可以用一系列散射點(diǎn)來近似,而且在成像期間,這些散射點(diǎn)的相對位置、強(qiáng)度均不發(fā)生變化。
要實(shí)現(xiàn)對isar的有效干擾,必須根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)臺目標(biāo)的運(yùn)動參數(shù)和掃描方式,利用截獲的雷達(dá)信號進(jìn)行延時復(fù)制,并且進(jìn)行幅度和相位的調(diào)制,使復(fù)制的假目標(biāo)信號不僅與雷達(dá)脈沖波形保持一致,還必須在脈沖重復(fù)周期期間滿足相應(yīng)的距離、多普勒變化規(guī)律。這樣得到的假目標(biāo)信號才能如真實(shí)雷達(dá)回波一樣,出現(xiàn)在最后的圖像上,達(dá)到好的干擾效果。采用一般的延時轉(zhuǎn)發(fā)加調(diào)制的方法很難奏效,而采用數(shù)字射頻存儲器則能很好地完成對isar雷達(dá)的回波信號的延遲轉(zhuǎn)發(fā),從而提高了對。椋螅幔虻母蓴_效果。
。病。洌颍妫砀蓴_設(shè)備原理
數(shù)字射頻存儲器是將輸入的模擬信號變成順序的數(shù)字量,保存在數(shù)字存儲器中,需要時再從存儲器中讀出,轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出。他是一種用于實(shí)現(xiàn)射頻信號存儲及轉(zhuǎn)發(fā)功能的新型電子部件。drfm系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
為了精確復(fù)制射頻信號,數(shù)字射頻存儲器首先根據(jù)接收到的射頻信號頻率調(diào)諧本振,使正交下變頻器的輸出頻率位于基帶(中頻)內(nèi),然后將下變頻器所產(chǎn)生的基帶同相信號(i)和正交信號(q)進(jìn)行量化存儲。需要時再重構(gòu)i,q信號,經(jīng)正交上變頻器輸出。為了保證對原始信號復(fù)現(xiàn)的精確性,要求上變頻與下變頻使用同一本振。
基于drfm的干擾設(shè)備是利用數(shù)字射頻存儲器將截獲到的isar信號存儲其中,經(jīng)過適當(dāng)?shù)臅r間延遲和干擾調(diào)制形成干擾信號發(fā)送出去,作用于雷達(dá)的目標(biāo)檢測和跟蹤系統(tǒng),使其不能正確地檢測真正的目標(biāo)或不能正確地測量真正目標(biāo)的參數(shù)信息,從而迷惑和擾亂雷達(dá)對真正目標(biāo)的檢測和跟蹤。基于drfm的干擾設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中單刀雙擲開關(guān)的作用是控制干擾信號的時間延遲,一路信號直接通過開關(guān),其時間延遲理論上等于0,另一路信號通過drfm,再經(jīng)過單刀雙擲開關(guān),此時的時間延遲由控制單元控制。
3 基于drfm的isar轉(zhuǎn)臺點(diǎn)目標(biāo)干擾
基于drfm技術(shù)模擬點(diǎn)目標(biāo)來實(shí)現(xiàn)isar欺騙性干擾,其基本原理如圖3所示。
對于目標(biāo)固定的情況,參考點(diǎn)o到雷達(dá)的距離r0是恒定值,可以利用將發(fā)射信號延遲2。颍埃阕鳛楸菊裥盘柵c回波進(jìn)行混頻后進(jìn)行轉(zhuǎn)臺成像處理。然而,在實(shí)際中目標(biāo)是運(yùn)動的,參考點(diǎn)o到雷達(dá)的距離r0為變化量,必須將其補(bǔ)償?shù)簦拍苓M(jìn)行轉(zhuǎn)臺成像。假設(shè)運(yùn)動補(bǔ)償后已經(jīng)偵收到isar發(fā)射信號調(diào)制中的關(guān)鍵參數(shù),并且干擾機(jī)位于目標(biāo)上,即真實(shí)目標(biāo)和干擾機(jī)的坐標(biāo)為(x,y),由于ρ<<r,所以r 可近似表示為:
干擾機(jī)向isar發(fā)射與之相同的線性調(diào)頻信號,其路程是單程的,所有干擾信號到達(dá)雷達(dá)的時延是r/c。假設(shè)要在(xj,yj)處生成一個假目標(biāo),那么此點(diǎn)目標(biāo)a在同一時刻與isar的距離為:
此路程是雙程的,所以雷達(dá)從發(fā)射到收到該點(diǎn)目標(biāo)反射回來的回波信號的時延是2。颍辏,若要讓isar誤認(rèn)為a處存在目標(biāo),應(yīng)滿足如下關(guān)系:
其中,τ表示干擾機(jī)應(yīng)該延遲發(fā)射信號的時間,由干擾方設(shè)定。這樣,isar認(rèn)為他收到的信號就是從a處反射回來的回波信號,從而達(dá)到欺騙干擾的目的。
當(dāng)要在真實(shí)目標(biāo)點(diǎn)附近產(chǎn)生假目標(biāo)時,要求drfm適當(dāng)控制干擾信號的延遲時間:當(dāng)干擾信號延遲時間小于真實(shí)目標(biāo)回波時間延遲時,假目標(biāo)位置超前;當(dāng)干擾信號延遲時間大于真實(shí)目標(biāo)回波時間延遲時,假目標(biāo)位置滯后。
圖4和圖5中給出了不同延時干擾結(jié)果,其中橫、縱坐標(biāo)分別表示采樣點(diǎn)數(shù)。
設(shè)雷達(dá)發(fā)射線性調(diào)頻信號為:
其中f0為起始頻率,tp為脈寬,k為調(diào)頻斜率。
某點(diǎn)目標(biāo)到雷達(dá)的距離為ri,雷達(dá)接收到的該點(diǎn)目標(biāo)的回波為:
由于利用drf
。薄∫⊙
通常對isar成像的研究都是基于理想的散射點(diǎn)模型進(jìn)行的,即對平穩(wěn)飛行的非合作性目標(biāo)經(jīng)過運(yùn)動補(bǔ)償后,運(yùn)動目標(biāo)等效于勻速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)臺目標(biāo),在不大的視角范圍內(nèi),該目標(biāo)的散射特性可以用一系列散射點(diǎn)來近似,而且在成像期間,這些散射點(diǎn)的相對位置、強(qiáng)度均不發(fā)生變化。
要實(shí)現(xiàn)對isar的有效干擾,必須根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)臺目標(biāo)的運(yùn)動參數(shù)和掃描方式,利用截獲的雷達(dá)信號進(jìn)行延時復(fù)制,并且進(jìn)行幅度和相位的調(diào)制,使復(fù)制的假目標(biāo)信號不僅與雷達(dá)脈沖波形保持一致,還必須在脈沖重復(fù)周期期間滿足相應(yīng)的距離、多普勒變化規(guī)律。這樣得到的假目標(biāo)信號才能如真實(shí)雷達(dá)回波一樣,出現(xiàn)在最后的圖像上,達(dá)到好的干擾效果。采用一般的延時轉(zhuǎn)發(fā)加調(diào)制的方法很難奏效,而采用數(shù)字射頻存儲器則能很好地完成對isar雷達(dá)的回波信號的延遲轉(zhuǎn)發(fā),從而提高了對 isar的干擾效果。
。病。洌颍妫砀蓴_設(shè)備原理
數(shù)字射頻存儲器是將輸入的模擬信號變成順序的數(shù)字量,保存在數(shù)字存儲器中,需要時再從存儲器中讀出,轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出。他是一種用于實(shí)現(xiàn)射頻信號存儲及轉(zhuǎn)發(fā)功能的新型電子部件。drfm系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
為了精確復(fù)制射頻信號,數(shù)字射頻存儲器首先根據(jù)接收到的射頻信號頻率調(diào)諧本振,使正交下變頻器的輸出頻率位于基帶(中頻)內(nèi),然后將下變頻器所產(chǎn)生的基帶同相信號(i)和正交信號(q)進(jìn)行量化存儲。需要時再重構(gòu)i,q信號,經(jīng)正交上變頻器輸出。為了保證對原始信號復(fù)現(xiàn)的精確性,要求上變頻與下變頻使用同一本振。
基于drfm的干擾設(shè)備是利用數(shù)字射頻存儲器將截獲到的isar信號存儲其中,經(jīng)過適當(dāng)?shù)臅r間延遲和干擾調(diào)制形成干擾信號發(fā)送出去,作用于雷達(dá)的目標(biāo)檢測和跟蹤系統(tǒng),使其不能正確地檢測真正的目標(biāo)或不能正確地測量真正目標(biāo)的參數(shù)信息,從而迷惑和擾亂雷達(dá)對真正目標(biāo)的檢測和跟蹤。基于drfm的干擾設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中單刀雙擲開關(guān)的作用是控制干擾信號的時間延遲,一路信號直接通過開關(guān),其時間延遲理論上等于0,另一路信號通過drfm,再經(jīng)過單刀雙擲開關(guān),此時的時間延遲由控制單元控制。
3 基于drfm的isar轉(zhuǎn)臺點(diǎn)目標(biāo)干擾
基于drfm技術(shù)模擬點(diǎn)目標(biāo)來實(shí)現(xiàn)isar欺騙性干擾,其基本原理如圖3所示。
對于目標(biāo)固定的情況,參考點(diǎn)o到雷達(dá)的距離r0是恒定值,可以利用將發(fā)射信號延遲2。颍埃阕鳛楸菊裥盘柵c回波進(jìn)行混頻后進(jìn)行轉(zhuǎn)臺成像處理。然而,在實(shí)際中目標(biāo)是運(yùn)動的,參考點(diǎn)o到雷達(dá)的距離r0為變化量,必須將其補(bǔ)償?shù),才能進(jìn)行轉(zhuǎn)臺成像。假設(shè)運(yùn)動補(bǔ)償后已經(jīng)偵收到isar發(fā)射信號調(diào)制中的關(guān)鍵參數(shù),并且干擾機(jī)位于目標(biāo)上,即真實(shí)目標(biāo)和干擾機(jī)的坐標(biāo)為(x,y),由于ρ<<r,所以r 可近似表示為:
干擾機(jī)向isar發(fā)射與之相同的線性調(diào)頻信號,其路程是單程的,所有干擾信號到達(dá)雷達(dá)的時延是r/c。假設(shè)要在(xj,yj)處生成一個假目標(biāo),那么此點(diǎn)目標(biāo)a在同一時刻與isar的距離為:
此路程是雙程的,所以雷達(dá)從發(fā)射到收到該點(diǎn)目標(biāo)反射回來的回波信號的時延是2 rj/c,若要讓isar誤認(rèn)為a處存在目標(biāo),應(yīng)滿足如下關(guān)系:
其中,τ表示干擾機(jī)應(yīng)該延遲發(fā)射信號的時間,由干擾方設(shè)定。這樣,isar認(rèn)為他收到的信號就是從a處反射回來的回波信號,從而達(dá)到欺騙干擾的目的。
當(dāng)要在真實(shí)目標(biāo)點(diǎn)附近產(chǎn)生假目標(biāo)時,要求drfm適當(dāng)控制干擾信號的延遲時間:當(dāng)干擾信號延遲時間小于真實(shí)目標(biāo)回波時間延遲時,假目標(biāo)位置超前;當(dāng)干擾信號延遲時間大于真實(shí)目標(biāo)回波時間延遲時,假目標(biāo)位置滯后。
圖4和圖5中給出了不同延時干擾結(jié)果,其中橫、縱坐標(biāo)分別表示采樣點(diǎn)數(shù)。
設(shè)雷達(dá)發(fā)射線性調(diào)頻信號為:
其中f0為起始頻率,tp為脈寬,k為調(diào)頻斜率。
某點(diǎn)目標(biāo)到雷達(dá)的距離為ri,雷達(dá)接收到的該點(diǎn)目標(biāo)的回波為:
由于利用drf
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