高能微波干扰下的机载SAR干扰效应仿真方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112578350A(43)申请公布日2021.03.30(21)申请号202011403442.2(22)申请日2020.12.02(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人别博文全俊全英汇徐楷杰冯伟肖国尧王迪(74)专利代理机构西安睿通知识产权代理事务所(特殊普通合伙)61218代理人惠文轩(51)Int.Cl.G01S7/40(2006.01)G01S7/38(2006.01)权利要求书4页说明书8页附图7页(54)发明名称高能微波干扰下的机载SAR干扰效应仿真方法(57)摘要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。CN112578350ACN112578350A权利要求书1/4页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；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。2.根据权利要求1所述的一种高能微波干扰下的机载SAR干扰效应仿真方法，其特征在于，所述机载SAR雷达走停几何模型，具体为：在每次脉冲重复周期内将雷达视为静止；设置雷达接收机以采样频率Fs进行离散采样，计算对应的采样间隔为c表示光速。3.根据权利要求2所述的一种高能微波干扰下的机载SAR干扰效应仿真方法，其特征在于，所述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，具体为：(1a)设某一方位采样时刻tm，计算雷达在当前采样时刻位置，以此位置为圆心，以Δr的整数倍斜距为半径，将成像场景划分为不同的同心圆；每个同心圆上的所有目标的斜距间隔小于Δr，其能量最终累加在同一距离单元内，由斜距产生的回波相位相同；(1b)计算方位时刻tm场景中第n个同心圆上目标与雷达当前位置斜距，读取目标对应真实SAR图像点的灰度值作为目标后向散射系数，将该同心圆上所有点目标回波信号表示为：式中，tr为距离快时间，Rn表示第n个同心圆对应的斜距，δ(·)为脉冲函数，表示此同心圆内目标回波时延信息；λ为发射信号波长，表示由斜距产生的回波相位；σi，i＝1，2…Mn为第i个点目标后向散射系数，Mn为该同心圆上目标总个数，表示第n个同心圆内所有点目标回波能量的累积。4.根据权利要求3所述的一种高能微波干扰下的机载SAR干扰效应仿真方法，其特征在于，所述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，具体为：(2a)将方位时刻tm场景中所有同心圆的目标回波信号进行叠加，得到该方位时刻总的2CN112578350A权利要求书2/4页目标回波信号；(2b)将总的目标回波信号和发射线性调频信号分别进行快速傅里叶变换，再将两个变换结果相乘，将乘积结果进行快速傅里叶逆变换，得到SAR雷达在tm方位时刻的总目标中频回波信号。5.根据权利要求4所述的一种高能微波干扰下的机载SAR干扰效应仿真方法，其特征在于，所述机载SAR总的目标射频回波矩阵的获取过程具体为：(2c)将总目标中频回波信号S(tr)与载频信号相乘，混频即可得到该方位采样时刻机载SAR的目标射频回波信号；(2d)遍历所有方位采样时刻，并将每个方位采样时刻的目标射频回波信号按方位时间顺序排列，即可得到机载SAR总的目标射频回波矩阵S(tr，tm)；其中，tr表示距离向快采样时间，tm表示方位向慢采样时间。6.根据权利要求1所述的一种高能微波干扰下的机载SAR干扰效应仿真方法，其特征在于，步骤3具体包含以下子步骤：首先，模拟一个脉冲重复周期内的高能微