基于侦察干扰一体化的双干扰机系统对抗SAR-GMTI方法研究.pdf

第 卷第 期 年 月系统工程与电子技术 文章编号：（）网址：收稿日期：；修回日期：；网络优先出版日期：。网络优先出版地址：基金项目：国家自然科学基金（）资助课题通讯作者引用格式：刘业民，李永祯，黄大通，等基于侦察干扰一体化的双干扰机系统对抗 方法研究系统工程与电子技术，（）：犚犲 犳 犲 狉 犲 狀 犮 犲犳 狅 狉犿犪 狋：，（）：基于侦察干扰一体化的双干扰机系统对抗犛犃犚 犌犕犜 犐方法研究刘业民，李永祯，黄大通，邢世其，余晓伟（国防科技大学电子科学学院，湖南 长沙 ；桂林联勤保障中心，广西 桂林 ）摘要：针对单干扰机生成虚假运动目标干扰方法在对抗具有地面运动目标指示（，）功能的合成孔径雷达（，）系统时的固有缺陷，通常通过利用双干扰机协同干扰的思路来解决这一问题。然而，目前公开文献关于利用双干扰机协同生成虚假运动目标的干扰方法，均需要提前侦察出 系统的载机平台速度、干扰机到载机平台最近斜距以及两部干扰机自身位置等关键参数，而获取这些参数通常需要复杂的侦察设备。针对这一难题，提出了一种基于侦察干扰一体化的双干扰机系统对抗 的干扰方法，该方法利用干扰机和接收机布站以及接收机间的到达时差（，）信息，有效地解决需复杂设备侦察关键参数的难题，简化了干扰系统的配置。研究表明，在考虑测量误差以及 系统两天线间距误差的情况下，所提方法能够在双通道 系统中生成速度和方位向位置可控的虚假运动目标。理论分析和仿真实验结果验证了所提方法的可行性。关键词：合成孔径雷达；地面运动目标指示；欺骗干扰；到达时差中图分类号：文献标志码：犇犗犐：犚犲 狊 犲 犪 狉 犮 犺狅 狀狋 犺 犲犿犲 狋 犺 狅 犱狅 犳犱 狌 犪 犾 犼 犪犿犿犲 狉狊 狔 狊 狋 犲犿犪 犵 犪 犻 狀 狊 狋犛犃犚 犌犕犜 犐犫 犪 狊 犲 犱狅 狀犻 狀 狋 犲 犵 狉 犪 狋 犻 狅 狀狅 犳狉 犲 犮 狅 狀 狀 犪 犻 狊 狊 犪 狀 犮 犲犪 狀 犱犼 犪犿犿 犻 狀 犵 ，（犆狅 犾 犾 犲 犵 犲狅 犳犈 犾 犲 犮 狋 狉 狅 狀 犻 犮犛 犮 犻 犲 狀 犮 犲，犖犪 狋 犻 狅 狀 犪 犾犝狀 犻 狏 犲 狉 狊 犻 狋 狔狅 犳犇犲 犳 犲 狀 狊 犲犜犲 犮 犺 狀 狅 犾 狅 犵狔，犆犺 犪 狀犵 狊 犺 犪 ，犆犺 犻 狀 犪；犑 狅 犻 狀 狋犔狅 犵 犻 狊 狋 犻 犮 狊犛狌狆狆 狅 狉 狋犆 犲 狀 狋 犲 狉狅 犳犌狌 犻 犾 犻 狀，犌狌 犻 犾 犻 狀 ，犆犺 犻 狀 犪）犃犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋：（）（），（），第 期刘业民等：基于侦察干扰一体化的双干扰机系统对抗 方法研究 犓犲 狔狑狅 狉 犱 狊：（）；（）；（）引言合成孔径雷达（，）具有全天时、全天候和高处理增益的工作特点，是战略侦察和战场监视系统的重要组成部分，其与地面运动目标指示（，）相结合，即 ，可获得全面详尽的战场态势图，这对地面重要的军事目标构成了严重的威胁。为此，研究如何有效对抗 系统的干扰手段，具有非常重要的军事意义和现实需求。在雷达电子战领域，针对 系统的欺骗干扰技术一直是工业部门和科研工作者研究的重点方向之一，其干扰方法大致可分为两大类：单干扰机生成虚假运动目标干扰方法和双干扰机生成虚假运动目标干扰方法。李伟等最早开展虚假运动目标的生成方法，通过距离向延时和方位向多普勒调制模拟真实运动目标回波信号，可在图像中形成虚假运动目标。随后，许多学者根据这一思路，从延迟规律、频域调制、多普勒频移随行干扰、运动调制原理，以及虚假运动场景信号生成等方面深入研究了单部干扰机生成虚假运动目标的干扰方法。随着研究的深入，学者们发现单部干扰机生成虚假运动目标的方法在对抗 系统时有存在其固有缺陷，即干扰信号经 系统处理后，雷达系统估计出虚假运动目标的径向速度与干扰信号初始设定的径向速度不一致，且经定位后虚假运动目标方位向位置与干扰机方位向位置一致，与干扰信号初始设定位置无关，。针对此缺陷，张静克提出了一种基于双干扰机协同的虚假运动目标生成方法，通过合理选择两个干扰机所调制的散射系数之比保证干涉相位和设定的径向速度相匹配。随后，等 提出了一种新的基于双干扰机协同对抗双通道 的干扰方法，该方法相比文献所提方法更为简洁，只需通过求解线性方程组，将求解出的复调制系数应用到每部干扰机上，生成的干扰信号可有效控制虚假运动目标径向速度和方位向位置。然而，文献和文献 所提方法，均需预先知道载机平台速度、干扰机离载机平台最近斜距以及干扰机自身位置等侦察参数，这些参数通常需要复杂的侦察设备获取。基于以上背景和问题，本文提出了一种基于侦察干扰一体化的双干扰机系统对抗 的干扰方法，并给出具体的实施步骤。该方法基本思路为：侦察干扰一体化双干扰系统由配置完全相同的两套干扰机组成，且每套干扰机额外配置两台接收机，每台干扰机和接收之间通过有线方式通信，利用干扰机和接收机布站以及接收机间到达时差（，）信息，解决了需复杂设备侦察关键参数的难题，简化了干扰系统的配置。本文共分为四部分：首先阐述了基于多接收机的侦察干扰原理；接着给出了基于侦察干扰一体化双干扰机对抗 系统的干扰算法及具体实施步骤；然后分析了几个关键参数存在误差时对干扰效果的影响；最后通过仿真实验验证了所提方法的可行性。基于多接收机的侦察干扰原理假设工作在正侧式条带模式下，载机平台以速度狏犪沿直线匀速运动，载机平台高度为犎，以载机飞行方向为狓轴的正方向，垂直于狓轴在地面的投影为狔轴正方向建立右手直角坐标系犗狓狔 狕，原点犗为当方位向慢时间狋犪时，载机在地面上的投影点，如图所示。犗 点为条带中心线与狔轴的交点，且犗犗 犢。在条带区域内放置一部干扰机，其坐标为（狓犑，犢狔犑，）。以该干扰机坐标为中心，以狉为半径的圆上放置了两部接收机，分别位于图中的犃点和犅点，其坐标分别为（狓犃，犢狔犃，）和（狓犅，犢狔犅，）。则对于任意慢时间狋犪，载机到接收机犃和接收机犅以及干扰机犑的瞬时斜距分别为犚犃（狋犪）（狏犪狋犪狓犃）（犢狔犃）犎槡犚犅（狋犪）（狏犪狋犪狓犅）（犢狔犅）犎槡犚犑（狋犪）（狏犪狋犪狓犑）（犢狔犑）犎槡烅烄烆（）式（）中，载机到接收机犃的瞬时斜距犚犃（狋犪）与干扰机的瞬间斜距犚犑（狋犪）可近似表示为犚犃（狋犪）（狏犪狋犪狓犑狓犑犃）（犢狔犑狔犑犃）犎槡犚犑（狋犪）犵犑狓（狋犪）狓犑犃犵犑狔狔犑犃狉犚犑（）式中：犚犑（犢狔犑）犎槡为载机平台到干扰机的最近斜距；犵犑狓（狋犪）（狏犪狋犪狓犑）犚犑；犵犑狔犢犚犑；狓犑犃狓犃狓犑；狔犑犃狔犃狔犑。图多接收机侦察干扰的几何模型 系统工程与电子技术第 卷同理，式（）中载机到接收机犅的瞬时斜距犚犅（狋犪）与干扰机的瞬间斜距犚犑（狋犪）可表示为犚犅（狋犪）（狏犪狋犪狓犑狓犑犅）（犢狔犑狔犑犅）犎槡犚犑（狋犪）犵犑狓（狋犪）狓犑犅犵犑狔狔犑犅狉犚犑（）式中：狓犑犅狓犅狓犑；狔犑犅狔犅狔犑。若每台接收机均与干扰机通过有线方式连接来实现通信功能，由图可知每台接收到干扰机的传输距离均相同。考虑到接收机通常部署在在干扰机附近区域，则有狉犚犑，故式（）和式（）中狉犚犑的值很小，通常可以忽略不计。那么，犚犃（狋犪）与犚犑（狋犪）以及犚犅（狋犪）与犚犑（狋犪）的瞬间斜距差可表示为狓犑犃犵犑狓（狋犪）狔犑犃犵犑狔犚犃（狋犪）犚犑（狋犪）狓犑犅犵犑狓（狋犪）狔犑犅犵犑狔犚犅（狋犪）犚犑（狋犪烅烄烆）（）对于干扰机而言，两部接收机与干扰机的相对位置是已知的，且犚犃（狋犪）与犚犑（狋犪）以及犚犅（狋犪）与犚犑（狋犪）的瞬间斜距差可通过测量各自接收到的获得 。因此，式（）可用如下方程表示：狓犑犃狔犑犃狓犑犅狔熿燀燄燅犑犅犵犑狓（狋犪）犵熿燀燄燅犑狔犚犃（狋犪）犚犑（狋犪）犚犅（狋犪）犚犑（狋犪熿燀燄燅）（）通过求解上述方程，可求得犵犑狓（狋犪）和犵犑狔分别为犵犑狓（狋犪）狔犑犅犚犑犅（狋犪）狔犑犃犚犑犃（狋犪）（犕）犵犑狔狓犑犃犚犑犅（狋犪）狓犑犅犚犑犃（狋犪）（犕烅烄烆）（）式中：犕表示式中最左边的系数矩阵；（）表示矩阵的行列式；犚犑犃（狋犪）犚犃（狋犪）犚犑（狋犪）；犚犑犅（狋犪）犚犅（狋犪）犚犑（狋犪）。根据侦察参数犵犑狓（狋犪）和犵犑狔，下面给出一种虚假运动目标欺骗干扰算法。如图所示，若在初始坐标（狓犘，犢狔犘，）处有一个沿狔轴方向运动的点运动目标犘，其速度大小为狏狔。则目标犘在波束范围照射时间内与载机平台的瞬时斜距为犚犘（狋犪）（狏犪狋犪狓犘）（犢狔犘狏狔狋犪）犎槡（）类似于式（）的推导方法，可得犚犘（狋犪）与干扰机的瞬时斜距犚犑（狋犪）之间的关系为犚犘（狋犪）犚犑（狋犪）犵犑狓（狋犪）狓犑犘犵犑狔狔犑犘犵犑狔狏狔狋犪狓犑犘狔犑犘犚犑（）式中：狓犑犘狓犘狓犑；狔犑犘狔犘狔犑。考虑到若生成的虚假运动目标在干扰机附近，则式（）中最后一项通常可以忽略其对干扰调制效果的影响。为此，斜距差犚（狋犪）犚犘（狋犪）犚犑（狋犪）可近似为犚（狋犪）犵犑狓（狋犪）狓犑犘犵犑狔狔犑犘犵犑狔狏狔狋犪（）根据欺骗干扰原理，若在目标犘处生成一个虚假运动目标，则在干扰机截获到信号后，利用式（）对截获的信号在距离向做延时处理以及在方位向做多普勒调制，则干扰机转发给的干扰回波信号可表示为狊犑犘（狋狉，狋犪）犃犑狊犑（狋狉，狋犪）（狋狉犑）烄烆 犚（狋犪）烌烎（）式中：犃犑为干扰信号幅度大小；狊犑（狋狉，狋犪）为干扰机截获的信号；狋狉为快时间；符号为卷积操作符；（）为冲击函数；犑犚（狋犪），为光速。为避免卷积运算，提高其干扰实时性，可在距离向作快速傅里叶变换（，），即狊犑犘（犳狉，狋犪）犃犑狊犑（犳狉，狋犪）烄烆（犳狉犳犮）犚（狋犪）烌烎（）式中：犳狉为距离向频率；犳犮为信号载频。根据上面的分析以及式（）可知，主瓣波束照射两部接收机期间，干扰机只需根据侦察参数犵犑狓（狋犪）、犵犑狔、慢时间狋犪以及波长，便可以生产虚假运动目标，波长可通过分析截获的信号获得，狋犪可以通过分析信号的脉冲重复频率（，）获取，其获取方法可参考文献。而传统虚假运动目标干扰的生成方法，除了需知道方位向慢时间狋犪和波长之外，通常还需要侦察出载机平台速度、干扰机离载机平台最近斜距以及干扰机自身位置，而这些参数通常难以获取。双干扰机协同干扰犛犃犚 犌 犐犕犜实施步骤为了克服前面提到的单干扰机生产虚假运动目标方法的固有缺陷，文献和文献 分别提出了利用双干扰机协同干扰 系统的干扰方法，然而这两种方法均需要提前侦察到以下参数：载机平台速度；干扰机离载机平台最近斜距；干扰机自身坐标位置。获取这些参数通常需要借助于额外的侦查系统，这大大增加了干扰系统配置的复杂性。为解决这一难题，本文在文献 所提方法的基础上，提出了一种基于侦察干扰一体化的双干扰机系统对抗 的干扰方法。为了方便阐述，以载机平台飞行方向为狓轴的正方向，垂直于狓轴且平行于系统垂直波束方向为斜距方向，建立狓犗狉坐标系，如图所示。假设系统工作在 模式，其沿航迹方向放置了两部天线，两者相位中心的间距为犱，天线犜（图中蓝色实心圆点）发射雷达信号，天线犜和天线犜（图中绿色实心圆点）同时接收雷达回波信号。在照射条带区域内放置两套如第节所描述的侦查干扰系统，第部干扰机犑附近放置两台接收机犃和犅，第部干扰机犑附近放置两台接收机犆和犇，每部干扰机与其附近的两台接收机通过有线方式连接，两部干扰机间也通过有线方式连接进行通信。第 期刘业民等：基于侦察干扰一体化的双干扰机系统对抗 方法研究 图双干扰机协同干扰几何模型 为不失一般性，假设两部干扰机距离向位置相同，方位向间距为狓，若第部干扰机犑的坐标为（狓犑，犢狔犑，），则 对 应 于狓犗狉坐 标 系 中 的 坐 标 位 置 为（狓犑，（犢狔犑）犎槡）。同理，第部干扰机犑在狓犗狉坐标系中的坐标位置为（狓犑狓，（犢狔犑）犎槡）。根据欺骗干扰原理，则天线犜犿（犿，）接收到每部干扰机生成的虚假运动目标犘的干扰回波信号可表示为狊犜犿犑犽犘（狋狉，狋犪）狊犑犽（狋狉，狋犪）狋狉（犚犜犘（狋犪）犚犜犑犽（狋犪）烄烆烌烎 （犚犜犿犘（狋犪）犚犜犘（狋犪）犚犜犿犑犽（狋犪）犚犜犑犽（狋犪（）（犚犜犘（狋犪）犚犜犿犘（狋犪）犚犜犿犑犽（狋犪）犚犜犑犽（狋犪（）（）式中：狊犜犿犑犽犘（狋狉，狋犪）表示天线犜犿接收到第犽（犽，）部干扰机发射的干扰回波信号；狊犑犽（狋狉，狋犪）表示第犽部干扰机截获的信号；犚犜犿犘（狋犪）表示目标犘到天线犜犿的瞬间斜距；犚犜犿犑犽（狋犪）表示第犽部干扰机到天线犜犿的瞬间斜距。式（）中省略了干扰信号幅度，由式（）可知，天线犜接收到的干扰回波信号，通过调制后可模拟出目标犘处的回波信号；而天线犜接收到的干扰回波信号，其与目标犘处的真实回波信号存在着一个指数相位差，即对应于式（）中最后一个指数项，该相位差与干扰机和虚假目标的相对位置有关。为此，下面重点分析一下式（）中最后一个指数项。与式（）推导方法类似，瞬时斜距犚犜犿犘（狋犪）与犚犜犿犑犽（狋犪）的关系可表示为犚犜犿犘（狋犪）犚犜犿犑犽（狋犪）犵犑犽犜犿狓（狋犪）狓犑犽犘犵犑犽犜犿狔狔犑犽犘犵犑犽犜犿狔狏狔狋犪狓犑犽犘狔犑犽犘犚犑犽（）式中：犵犑犽犜犿狓（狋犪）（狏犪狋犪狓犑犽（犿）犱）犚犑犽；犵犑犽犜犿狔犢犚犑犽；狓犑犽犘狓犘狓犑犽；狔犑犽犘狔犘狔犑犽。由犵犑犽犜犿狔的定义可知，犵犑犽犜犿狔狏狔为距离向径向速度。根据，可求得式（）中最后一个指数项为狊犜犿犑犽犘（狋犪）（犵犑犽犜狓（狋犪）犵犑犽犜犿狓（狋犪）狓犑犽（）犘 （犵犑犽犜狔犵犑犽犜犿狔）狔犑犽（）犘（）由式（）不难看出，当犿时，狊犜犿犑犽犘（狋犪）；当犿时，犵犑犽犜狓（狋犪）犵犑犽犜狓（狋犪）犱犚犑 犽，犵犑犽犜狔犵犑犽犜狔，均与狋犪无关。由于在 系统中两天线间距通常满足关系犱狀 狏犪，狀为脉冲数，故根据犵犑犽犜犿狓（狋犪）定义，有犵犑犽犜狓（狋犪）犵犑犽犜狓（狋犪狀）。为此，附加指数相位狊犜犿犑犽犘（狋犪）可表示为狊犜犿犑犽犘 犵犑犽犜狓（狋犪）犵犑犽犜狓狋犪狀（犿）（）烄烆烌烎狓犑犽烄烆烌烎犘（）由式（）可知，附加指数相位狊犜犿犑犽犘与狋犪无关，狓犑犽犘对于干扰方而言是已知参数，且犵犑犽犜狓（狋犪）可由第犽台干扰机侦察获得。因此，只需知道延时脉冲数狀即可计算出附加指数相位狊犜犿犑犽犘。根据文献 所提方法，当波束同时覆盖两套干扰设备时，两部干扰机发射的干扰信号还需各自调制一个复调制系数，即犙狊犜犑犘狊犜犑犘狊犜犑犘犙狊犜犑犘狊犜犑犘狊犜犑烅烄烆犘（）式中：犙和犙分别为对应于第部干扰机和第部干扰机的复调制系数。综合以上分析，下面给出本文所提方法的干扰实施步骤，共分个阶段。第阶段（侦察信号波长和）：假设满足“一步一停”的工作条件，当天线犜运动到点犃时，第套干扰系统的某部接收机截获到信号，如图中红色虚线所示；当天线犜运动到点犃时，波束刚好覆盖第套干扰系统，即第部干扰机犑和接收机犃和接收机犅刚好同时能够截获到信号。在航迹犃犃段，第套干扰机系统可通过分析截获的信号，获取其信号参数和。第阶段（侦察参数犵犑犜狓（狋犪）和犵犑犜狔）：当天线犜运动到点犃时，波束刚好覆盖第套干扰系统。在 系统工程与电子技术第 卷航迹犃犃段，第套干扰系统在信号的每个脉冲重复间隔期间侦察参数犵犑犜狓（狋犪）和犵犑犜狔，并根据参数犵犑犜狓（狋犪）计算犵犵犑犽犜狓（狋犪）犵犑犽犜狓（狋犪狀）。考虑到测量时存在着误差，可通过取参数犵以及犵犑犜狔的平均值来减少误差对干扰效果的影响。第阶段（双干扰机协同干扰）：当天线犜运动到点犃时，波束边缘刚好扫过第套干扰系统的某个接收机，如图所示。在航迹犃犃阶段，两套干扰系统在的每个脉冲重复间隔期间除各自完成第二阶段的任务外，还需根据式（）各自调制虚假运动目标。在此基础上，第部干扰机根据狓犑犘以及式（）计算出复调制系数犙和犙，并通过有线通信将犙传给第部干扰机。最后，根据系统的，每套干扰机分别向该雷达系统协同转发各自调制的干扰信号。误差分析从第节和第节分析可知，侦察参数犵犑狓（狋犪）和犵犑狔的精度直接影响式（）中复调制系数犙和犙的精确性，从而最终影响到协同干扰的干扰效果。因此，下面首先对参数犵犑狓（狋犪）和犵犑狔进行误差分析。由式（）可知，影响参数犵犑狓（狋犪）和犵犑狔产生误差主要有两个原因：接收机和干扰机之间的距离差误差；测量误差。前者可以在干扰前预先测量并布站，其误差通常可以忽略不计；后者测量误差是不可避免，且其误差大小不可忽视。为此，分别对式（）中犚犑犃（狋犪）和犚犑犅（狋犪）求偏微分，有（犵犑狓（狋犪）狔犑犅（犚犑犅（狋犪）狔犑犃（犚犑犃（狋犪）（犕）（犵犑狔）狓犑犃（犚犑犅（狋犪）狓犑犅（犚犑犃（狋犪）（犕烅烄烆）（）式中：（）表示求偏微分符号。从式（）中可知，犵犑狓（狋犪）和犵犑狔误差与犚犑犅（狋犪）、犚犑犃（狋犪）以及系数矩阵犕有关。为减少犚犑犅（狋犪）和犚犑犃（狋犪）对参数犵犑狓（狋犪）和犵犑狔的影响，通常需考虑矩阵犕的最小条件数，即条件数越小，误差扰动对方程的解影响越小。文献 研究表明：当以干扰机为圆心，接收机布站在圆上，且干扰机和接收机连线彼此相互垂直，此时矩阵犕的条件数最小。此外，除了布站因素外，为了减少参数犵犑狓（狋犪）和犵犑狔误差，由式（）可知，同时也需要提高的测量精度。接下来分析延时脉冲数狀误差对干扰效果的影响，换而言之，即侦察 系统的天线间距犱存在误差时对干扰效果的影响。当狀存在误差时，首先影响式（）的精度，从而影响式（）的精确性，最终影响到总体的干扰效果。为简化问题，这里重点分析中间变量狊犜犿犑犽犘的误差对复调制系数犙和犙的影响。为此，对式（）中狊犜犿犑犽犘求偏微分，有犙狊犜犑犘（狊犜犑犘狊犜犑犘）（狊犜犑犘狊犜犑犘）（狊犜犑犘）（狊犜犑犘狊犜犑犘）犙狊犜犑犘（狊犜犑犘狊犜犑犘）（狊犜犑犘狊犜犑犘）（狊犜犑犘）（狊犜犑犘狊犜犑犘）烅烄烆（）由式（）可知，复调制系数犙和犙误差由狊犜犑犘和狊犜犑犘的误差所引起，其对干扰效果影响的定量分析由第节仿真实验给出。最后，分析式（）中最后一个指数项对干扰效果的影响。对比式（）和式（）可知，式（）忽略了犚犑犽犘（狓犑犽犘狔犑犽犘）犚犑犽，当虚假运动目标初始生成位置在干扰机附近时，犚犑犽犘对干涉相位的影响较小，进而对速度估计和定位误差影响较小。因此，为保证本文所提方法的干扰效果，建议拟设定的虚假运动目标位置应在两部干扰系统附近生成。仿真实验验证与结果分析在仿真实验中，采用方位向一发两收的 系统验证本文所提方法的可行性，其雷达系统仿真参数如表所示。表犛犃犚 犌犕犜 犐系统仿真参数犜 犪 犫 犾 犲犛 犻 犿狌 犾 犪 狋 犻 狅 狀狆 犪 狉 犪犿犲 狋 犲 狉 狊狅 犳犛犃犚 犌犕犜 犐狊 狔 狊 狋 犲犿参数符号取值平台速度（）狏犪 信号载频犳犮 信号带宽犅 信号脉宽犜狆两天线间距犱 场景中心斜距犚 平台飞行高度犎方位向采样频率 为简便起见，采用狓犗 狉坐标系来描述干扰场景信息，假定两部干扰机距离向位置相同，方位向位置间距为。由于系统在狓轴方向上具有平移不变性，为不失一般性，设定第部干扰机的坐标为（，），干扰机和接收机布站如图所示，在满足最小条件数情况下，接收机犃和犅的坐标分别为（，）和（，）。同理，设定第部干扰机的坐标为（，），接收机犆和犇的坐标分别为（，）和（，）。在干扰场景中设定个虚假目标，分别用阿拉伯数字标识，其中目标个为虚假运动目标，目标为虚假静止目标，其距离向径向速度设定和初始位置如表所示。为了直观描述虚假运动目标的分布情况，图给出了虚假目标位置分布示意图，其中实心圆表示虚假静止目标，三角形表示虚假运动目标，三角形指向第 期刘业民等：基于侦察干扰一体化的双干扰机系统对抗 方法研究 表示目标的运动方向。采用距离 多普勒成像算法，利用偏置相位中心天线技术进行动目标检测，通过沿航迹向干涉（，）技术进行动目标距离向径向速度估计（无特别申明后文中的速度均指距离向径向速度）。表虚假目标运动速度和位置设定犜 犪 犫 犾 犲犞犲 犾 狅 犮 犻 狋 狔犪 狀 犱狆 狅 狊 犻 狋 犻 狅 狀狊 犲 狋 狋 犻 狀 犵狅 犳犳 犪 犾 狊 犲狋 犪 狉 犵 犲 狋虚假运动目标运动速度（）初始位置目标（，）目标（，）目标（，）目标（，）目标（，）目标（，）目标（，）目标（，）图虚假目标位置分布示意图 图给出虚假运动目标检测、干涉和定位图。图（）为虚假运动目标成像图，与图对比，由于目标为虚假运动目标，其径向速度会引起目标方位向位置偏移，其偏移量为狓犻犚犻狏狉犻狏犪，其中犚犻（犻，）为第犻个虚假运动目标最近斜距，狏狉犻为第犻个虚假运动目标径向速度。图（）为虚假运动目标检测结果，可以看出，虚假运动目标被检测出来，而虚假静止目标未被检测出来。而若是采用单部干扰机干扰 系统，则虚假静止目标也会作为动目标同时被检测出来，且虚假静止目标和虚假运动目标方位向位置经雷达系统定位后，均与单干扰机的一致。图（）为虚假运动目标干涉相位图，反映了虚假运动目标径向速度大小。图（）为虚假运动目标在图像中定位结果。通过 技术得到虚假运动目标径向速度估计值狏狉后，计算出每个虚假运动目标偏移量估计值狓犻，根据虚假运动目标在图像中位置和估计偏移量，可以对虚假运动目标进行定位。图虚假运动目标检测、干涉和定位结果 ，系统工程与电子技术第 卷表给出虚假运动目标速度估计和方位向定位结果及其误差。可以看出，速度和方位向位置估计值与表中设定参数之间误差很小。此外，从表中可以看出，虚假运动目标距离两部干扰机较远，其速度和定位误差比其他个虚假运动目标要相对略大一些，这是因为忽视式中犚犑犽犘所引起的，这与第节的误差分析结果是吻合的。表虚假运动目标速度估计误差及定位误差犜 犪 犫 犾 犲犞犲 犾 狅 犮 犻 狋 狔犲 狊 狋 犻 犿犪 狋 犻 狅 狀犲 狉 狉 狅 狉犪 狀 犱犾 狅 犮 犪 狋 犻 狅 狀犲 狉 狉 狅 狉狅 犳犳 犪 犾 狊 犲犿狅 狏 犻 狀 犵狋 犪 狉 犵 犲 狋虚假运动目标速度估计（）速度估计误差（）定位估计定位估计误差目标 目标 目标 目标 值得指出的是，表中的数据并未考虑测量误差，然后这类测量误差是不可避免的。为此，下面考虑测量误差对虚假运动目标速度估计及定位估计的影响。文献研究表明，测量误差可模型化为零均值的高斯白噪声，其误差标准方差最小可达 。基于此，表给出了当误差的标准方差为 时虚假运动目标速度及定位估计误差，其他仿真条件与图相同。表中的数据是 次蒙特卡罗仿真实验的结果，分别给出了速度估计最大（平均）误差和定位估计最大（平均）误差。此外，图给出了每次蒙特卡罗实验中虚假运动目标的速度和定位误差波动图。将图、表与表对比可知，当误差的标准方差为 时，虚假运动目标速度和定位估计误差受测量误差影响较小，与表中速度和定位估计误差相差不大。图虚假运动目标的速度和定位估计误差波动图 表虚假运动目标速度及定位估计误差（犜犇犗犃误差的标准方差为 犿）犜 犪 犫 犾 犲犞犲 犾 狅 犮 犻 狋 狔犪 狀 犱犾 狅 犮 犪 狋 犻 狅 狀犲 狊 狋 犻 犿犪 狋 犻 狅 狀犲 狉 狉 狅 狉狅 犳犳 犪 犾 狊 犲犿狅 狏 犻 狀 犵狋 犪 狉 犵 犲 狋（狑犺 犲 狀狊 狋 犪 狀 犱 犪 狉 犱犱 犲 狏 犻 犪 狋 犻 狅 狀狅 犳犜犇犗犃犲 狉 狉 狅 狉犻 狊 犿）虚假运动目标速度估计最大误差（）速度估计平均误差（）定位估计最大误差定位估计平均误差目标 目标 目标 目标 图进一步考虑了不同测量误差对虚假运动目标速度估计及定位估计的影响。从图可以看出，当误差的标准方差小于等于 时，测量误差对虚假运动目标速度及定位估计的影响较小，当大于 时，其虚假运动目标速度及定位估计误差陡然变大。因此，尽量提高干扰系统的测量精度，可避免因测量精度过低而影响其最终的干扰效果。第 期刘业民等：基于侦察干扰一体化的双干扰机系统对抗 方法研究 图虚假运动目标的速度和定位估计误差随误差标准方差变化关系图 接下来，考虑延时脉冲数狀对虚假目标速度估计和定位估计的影响。在仿真实验中，当狀时，估计 系统两天线间距犱 是准确的。表和表分别给出狀和狀时（分别对应于估计两天线间距犱 和犱）虚假运动目标速度和定位估计误差，其他仿真条件与图相同。对比表、表以及表可知，当估计 系统两天线间距分别为犱 和犱 时，对虚假运动目标速度和定位估计误差的影响很小。表虚假运动目标速度及定位估计误差（狀）犜 犪 犫 犾 犲犞犲 犾 狅 犮 犻 狋 狔犪 狀 犱犾 狅 犮 犪 狋 犻 狅 狀犲 狊 狋 犻 犿犪 狋 犻 狅 狀犲 狉 狉 狅 狉狅 犳犳 犪 犾 狊 犲犿狅 狏 犻 狀 犵狋 犪 狉 犵 犲 狋（狀）虚假运动目标速度估计（）速度估计误差（）定位估计定位估计误差目标 目标 目标 目标 表虚假运动目标速度及定位估计误差（狀）犜 犪 犫 犾 犲犞犲 犾 狅 犮 犻 狋 狔犪 狀 犱犾 狅 犮 犪 狋 犻 狅 狀犲 狊 狋 犻 犿犪 狋 犻 狅 狀犲 狉 狉 狅 狉狅 犳犳 犪 犾 狊 犲犿狅 狏 犻 狀 犵狋 犪 狉 犵 犲 狋（狀）虚假运动目标速度估计（）速度估计误差（）定位估计定位估计误差目标 目标 目标 目标 图给出了狀（天线间距的犱估计准确）逐渐递增到狀（对应两天线间距的估计值犱）时，延时脉冲数狀对虚假运动目标速度和定位估计的影响。图和对比表可知，即使两天线间距估计误差很大时，其对虚假运动目标速度和定位估计的影响较小，这对干扰方是有利的，因为干扰方通常难以准确侦察出 系统的两天线间距。图虚假运动目标的速度和定位估计误差随延时脉冲数变化关系图 为进一步阐述所提方法的干扰效果和性能，将真实和虚假运动目标的成像量化指标进行比较，具体包括真假目标偏移量误差、速度估计误差、定位估计误差、距离和方位向冲击响应宽度（，）、峰值旁瓣比（，）以及积分旁瓣比（，）。仿真条件与表相同，其中真假目标的速度、初始位置等参数设定均相同，测量误差为 ，两天线间距估计误差为，进行 次蒙特卡罗仿真并对目标偏移量误差、速度估计和定位估计误差数据取平均值。图给出真实和虚假运动目标的成像结果品质对比图，表列出了个真假目标成像量化指标对比结果，其中表中每项指标的第行和第行分别对应真假运动目标成像量化指标数值。由图和表可知，虚假运动目标除了定位估计误差，目标方位向、以及 比真实运动目标稍微偏大一些（导致目标方位像主瓣略微展宽，旁瓣略微抬高，如图（）所示），其他成像量化指标与真实运动目标几乎相同，仿真结果验证了本文所提方法总体上干扰效果良好。系统工程与电子技术第 卷图真假目标成像结果品质对比 表真假目标成像量化指标对比犜 犪 犫 犾 犲犆狅犿狆 犪 狉 犻 狊 狅 狀狅 犳狇 狌 犪 狀 狋 犻 狋 犪 狋 犻 狏 犲犻 犿犪 犵 犻 狀 犵犻 狀 犱 犲 狓 犲 狊犫 犲 狋 狑 犲 犲 狀狋 狉 狌 犲犪 狀 犱犳 犪 犾 狊 犲狋 犪 狉 犵 犲 狋 狊成像量化指标目标目标目标目标真假目标偏移量误差 真假目标速度估计误差 真假目标定位估计误差 真假目标距离向 真假目标距离向 真假目标距离向 真假目标方位向 真假目标方位向 真假目标方位向 最后，为验证本文所提方法的干扰效果性能，现将所提方法与文献以及文献 所提方法进行对比。对比方法的仿真条件与表相同。表给出了种方法速度估计和定位估计误差的结果，其中本文所提方法考虑了测量误差（标准方差为）和估计系统两天线间距为犱（延时脉冲数狀），进行了 次蒙特卡罗仿真实验并对速度估计和定位估计误差数据取平均值。从表中可知，本文所提方法与文献和文献 所提方法在虚假运动目标速度和定位估计误差上的数量级相当，且本文所提方法无需额外复杂的侦察设备，主设备仅需要两部具有测量功能的干扰机和额外台接收机即可。因此，与文献和文献 所提方法相比，本文所提方法的干扰系统配置更为简洁，干扰手段更为实用。表不同方法干扰性能对比犜 犪 犫 犾 犲犘 犲 狉 犳 狅 狉犿犪 狀 犮 犲犮 狅犿狆 犪 狉 犻 狊 狅 狀狅 犳犱 犻 犳 犳 犲 狉 犲 狀 狋犼 犪犿犿 犻 狀 犵犿犲 狋 犺 狅 犱 狊干扰方法虚假运动目标序号速度估计误差（）定位估计误差本文所提方法目标 目标 目标 目标 文献所提方法目标 目标 目标 目标 文献 所提方法目标 目标 目标 目标 第 期刘业民等：基于侦察干扰一体化的双干扰机系统对抗 方法研究 结束语本文利用干扰机和接收机布站以及接收机间信息，提出了一种基于侦察干扰一体化的双干扰机系统对抗 干扰方法，并给出了具体的实施步骤。该方法有效地解决了双干扰机协同干扰所需的关键侦察参数，如载机平台速度、干扰机离载机平台最近斜距以及干扰机自身位置等等，简化了干扰系统配置。理论分析和仿真实验结果表明：在考虑了测量误差以及对 系统两天线间距存在侦察误差的情况下，本文所提方法仍然可有效生成速度和方位向位置可控的虚假运动目标，是一种实用的双干扰机协同干扰方法。值得指出的是，如何提高的测量精度是本文所提方法的关键技术，以及如何定量分析虚假运动目标与两部干扰机相对位置对径向速度的估计误差以及方位向定位误差的影响，这将是下一步需要研究的问题。参考文献吴晓芳 运动调制干扰技术研究长沙：国防科技大学，：，张静克对多通道分布式协同干扰技术研究长沙：国防科技大学，：，李伟，梁甸农，董臻基于欺骗式动目标的干扰技术研究遥感学报，（）：，（）：吕波，冯起，张晓发，等对虚假运动目标干扰技术研究现代雷达，（）：，（）：徐少坤，李亚楠，付耀文欺骗式动目标干扰技术研究现代雷达，（）：，（）：田贤峰，陈晓明，姚嘉陵，等合成孔径雷达随行干扰信号产生方法中国电子科学研究院学报，（）：，（）：杨伟宏对和多通道干扰及效应补偿技术长沙：国防科学技术大学，：，林晓烘，薛国义，刘培国 匀速运动虚假场景干扰信号快速生成方法国防科技大学学报，（）：，（）：刘庆富对 侦察与干扰方法研究长沙：国防科学技术大学，：，刘业民，邢世其，庞礴，等基于干涉相位的虚假目标鉴别算法系统工程与电子技术，（）：，（）：，（）：，（）：，（）：，（）：，（）：，（）：作者简介刘业民（），男，工程师，博士，主要研究方向为雷达对抗与反对抗、雷达信号处理。李永祯（），男，研究员，博士研究生导师，博士，主要研究方向为极化雷达信号处理、雷达电子对抗。黄大通（），男，博士研究生，主要研究方向为合成孔径雷达信号处理与对抗。邢世其（），男，副研究员，博士，主要研究方向为极化雷达成像、雷达信号处理、合成孔径雷达对抗。余晓伟（），男，工程师，硕士，主要研究方向为通信、计算机。