基于運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)微動(dòng)特性的對(duì)雷達(dá)的窄帶欺騙干擾方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)微動(dòng)特性的 對(duì)雷達(dá)的窄帶欺騙干擾方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)欺騙干擾技術(shù)主要建立虛假場(chǎng)景干擾，由于地面監(jiān)視雷達(dá)的主要監(jiān)視對(duì)象為 動(dòng)目標(biāo)，所以常見的噪聲干擾、虛假場(chǎng)景干擾等靜態(tài)干擾將被當(dāng)作雜波消除掉，導(dǎo)致欺騙干 擾失敗。目標(biāo)運(yùn)動(dòng)時(shí)，除了自身平動(dòng)，目標(biāo)或目標(biāo)的某些結(jié)構(gòu)部件還具有相對(duì)目標(biāo)的微運(yùn) 動(dòng)，即"微多普勒"效應(yīng)。隨著對(duì)目標(biāo)特征的精細(xì)化描述，微多普勒特征分析在目標(biāo)識(shí)別方 面發(fā)揮了重要作用。
[0003] 學(xué)者們?cè)谄垓_式干擾技術(shù)方面取得了許多有價(jià)值的研究成果。孫光才、周峰等 在"虛假場(chǎng)景SAR欺騙式干擾技術(shù)及實(shí)時(shí)性分析"（西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2009, 36(5): 813-818)中考慮到合成孔徑雷達(dá)平臺(tái)存在運(yùn)動(dòng)誤差的情況，提出了一種虛假場(chǎng)景SAR欺騙 式干擾的實(shí)時(shí)性方法，得到更為逼真的欺騙式虛假場(chǎng)景，同時(shí)保證了虛假場(chǎng)景生成的實(shí)時(shí) 性，但是該方法只能產(chǎn)生靜止的虛假目標(biāo)或虛假地面場(chǎng)景，不能產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的虛假目標(biāo)。
[0004]XuShaokun，LiuJihong等在"ANewDeceptiveJammingMethodforSAR BasedonFalseMovingTarges'，（2008InternationalConferenceonRadar，2008,2-5 : 371-374)中形成了虛假的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，但其只考慮了目標(biāo)的平動(dòng)特性，未涉及目標(biāo)的微動(dòng)特 性，在一定程度上影響了欺騙干擾的有效性。
[0005] 趙博，周峰等在"基于電磁散射模型的ISAR成像干擾新方法"（電子與信息學(xué)報(bào)， 2014,36(1) :194-201)中利用目標(biāo)的電磁散射模型對(duì)雷達(dá)回波進(jìn)行調(diào)制，模擬遮擋、多次 散射等散射特性以及目標(biāo)的平動(dòng)、姿態(tài)等運(yùn)動(dòng)特性，保證了虛假目標(biāo)的逼真性，但它依賴于 3D建模軟件建立電磁散射模型數(shù)據(jù)庫，存在一定的局限性，且以剛體建模虛假目標(biāo)，未考慮 目標(biāo)的微動(dòng)部件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種基于運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)微動(dòng)特 性的對(duì)雷達(dá)的窄帶欺騙干擾方法，該方法在運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)上設(shè)置干擾機(jī)，并通過對(duì)干擾機(jī) 截獲的雷達(dá)發(fā)射信號(hào)依次進(jìn)行平動(dòng)調(diào)制、微動(dòng)調(diào)制和轉(zhuǎn)發(fā)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)雷達(dá)的窄帶欺騙干 擾。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0008] -種基于運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)微動(dòng)特性的對(duì)雷達(dá)的窄帶欺騙干擾方法，其特征在于，包 括以下步驟：
[0009] 首先，在雷達(dá)觀測(cè)場(chǎng)景中的運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)上設(shè)置干擾機(jī)J，由干擾機(jī)J在雷達(dá)觀測(cè) 場(chǎng)景中隨機(jī)產(chǎn)生多個(gè)虛假點(diǎn)目標(biāo)，每個(gè)虛假點(diǎn)目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的平移速度與真實(shí)目標(biāo)相對(duì) 于雷達(dá)的平移速度相同；然后，利用平動(dòng)調(diào)制函數(shù)對(duì)每個(gè)虛假點(diǎn)目標(biāo)的基頻回波信號(hào)進(jìn)行 平動(dòng)調(diào)制，產(chǎn)生每個(gè)虛假點(diǎn)目標(biāo)的平動(dòng)調(diào)制后的回波信號(hào)；接著，利用運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)的微動(dòng) 調(diào)制函數(shù)對(duì)每個(gè)虛假點(diǎn)目標(biāo)的平動(dòng)調(diào)制后的回波信號(hào)進(jìn)行微動(dòng)調(diào)制，得到每個(gè)虛假點(diǎn)目標(biāo) 對(duì)應(yīng)的欺騙干擾信號(hào)；最后，轉(zhuǎn)發(fā)每個(gè)虛假點(diǎn)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的欺騙干擾信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)雷達(dá)的窄帶 欺騙干擾。
[0010] 其中，所述多個(gè)虛假點(diǎn)目標(biāo)中任意一個(gè)虛假點(diǎn)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的欺騙干擾信號(hào)的產(chǎn)生過 程如下：
[0011] 步驟1，首先，由干擾機(jī)J在雷達(dá)觀測(cè)場(chǎng)景中產(chǎn)生單個(gè)虛假點(diǎn)目標(biāo)，該虛假點(diǎn)目標(biāo) 相對(duì)于雷達(dá)的平移速度與真實(shí)目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的平移速度相同，且該虛假點(diǎn)目標(biāo)到雷達(dá)的 瞬時(shí)斜距為RP(t)，由電子偵察系統(tǒng)觀測(cè)得到的干擾機(jī)J到雷達(dá)的瞬時(shí)斜距為R;(t);然后， 干擾機(jī)J截獲雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)，即干擾機(jī)J得到虛假點(diǎn)目標(biāo)的基頻回波信號(hào).V, 最后， 利用平動(dòng)調(diào)制函數(shù)Mb(f；，t)對(duì)虛假點(diǎn)目標(biāo)的基頻回波信號(hào)5,.f^進(jìn)行平動(dòng)調(diào)制，即對(duì)虛假 點(diǎn)目標(biāo)的基頻回波信號(hào)依次進(jìn)行距離延時(shí)和相位調(diào)制，產(chǎn)生虛假點(diǎn)目標(biāo)的平動(dòng)調(diào)制 后的回波信號(hào)+其中，$為快時(shí)間，t為慢時(shí)間，f；為雷達(dá)回波信號(hào)在距離頻域的頻 率；
[0012] 步驟2,首先，將運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)的輪胎等效為K個(gè)均勻分布的散射點(diǎn)；然后，利用微 動(dòng)調(diào)制函數(shù)Μ"α)對(duì)虛假點(diǎn)目標(biāo)的平動(dòng)調(diào)制后的回波信號(hào).vfrj進(jìn)行微動(dòng)調(diào)制，得到虛假 點(diǎn)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的欺騙干擾信號(hào)&" 。
[0013] 本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明采用了平動(dòng)調(diào)制和微動(dòng)調(diào)制結(jié)合的方法，利用運(yùn)動(dòng) 車輛目標(biāo)的微動(dòng)特性實(shí)現(xiàn)了對(duì)雷達(dá)的窄帶欺騙干擾。
【附圖說明】
[0014] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0015] 圖1為本發(fā)明的流程圖；
[0016]圖2a為真實(shí)目標(biāo)和虛假點(diǎn)目標(biāo)的分布圖，橫坐標(biāo)為水平軸，單位為米，縱坐標(biāo)為 垂直軸，單位為米；
[0017]圖2b為未對(duì)雷達(dá)進(jìn)行欺騙干擾的檢測(cè)結(jié)果圖，橫坐標(biāo)為多普勒頻率，單位為赫茲 (Hz)，縱坐標(biāo)為距離，單位為米；
[0018]圖2c為基于平動(dòng)調(diào)制的對(duì)雷達(dá)進(jìn)行欺騙干擾的檢測(cè)結(jié)果圖，橫坐標(biāo)為多普勒頻 率，單位為赫茲（Hz)，縱坐標(biāo)為距離，單位為米；
[0019]圖3a為真實(shí)目標(biāo)的二維頻域圖，橫坐標(biāo)為多普勒頻率，單位為赫茲（Hz)，縱坐標(biāo) 為距離，單位為米；
[0020] 圖3b為虛假點(diǎn)目標(biāo)的二維頻域圖，橫坐標(biāo)為多普勒頻率，單位為赫茲（Hz)，縱坐 標(biāo)為距離，單位為米；
[0021] 圖3c為基于微動(dòng)調(diào)制的真實(shí)目標(biāo)和虛假點(diǎn)目標(biāo)的微多普勒譜對(duì)比結(jié)果圖，橫坐 標(biāo)為多普勒頻率，單位為赫茲（Hz)，縱坐標(biāo)為歸一化幅度。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 參照?qǐng)D1，本發(fā)明的基于運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)微動(dòng)特性的對(duì)雷達(dá)的窄帶欺騙干擾方法，包 括以下具體步驟：
[0023] 步驟1，首先，在雷達(dá)觀測(cè)場(chǎng)景中的運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)上設(shè)置干擾機(jī)J，由電子偵察系 統(tǒng)觀測(cè)得到的干擾機(jī)J到雷達(dá)的瞬時(shí)斜距為R;(t);考慮運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)的平動(dòng)特性，由干擾 機(jī)J在雷達(dá)觀測(cè)場(chǎng)景中產(chǎn)生單個(gè)虛假點(diǎn)目標(biāo)，該虛假點(diǎn)目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的平移速度與真實(shí) 目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的平移速度相同，且該虛假點(diǎn)目標(biāo)到雷達(dá)的瞬時(shí)斜距為RP (t);然后，干擾 機(jī)J截獲雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)，即干擾機(jī)J得到虛假點(diǎn)目標(biāo)的基頻回波信號(hào);最后，利用 平動(dòng)調(diào)制函數(shù)Mb(f；，t)對(duì)虛假點(diǎn)目標(biāo)的基頻回波信號(hào).v,.pr)進(jìn)行平動(dòng)調(diào)制，即對(duì)虛假點(diǎn)目 標(biāo)的基頻回波信號(hào)依次進(jìn)行距離延時(shí)和相位調(diào)制，產(chǎn)生虛假點(diǎn)目標(biāo)的平動(dòng)調(diào)制后的 回波信號(hào);其中，?為快時(shí)間，t為慢時(shí)間，f；為雷達(dá)回波信號(hào)在距離頻域的頻率。
[0024] 所述運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)的平動(dòng)特性是指：運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)與干擾機(jī)J在某一時(shí)間段內(nèi)做 相同的平移運(yùn)動(dòng)。
[0025] 所述干擾機(jī)J到雷達(dá)的瞬時(shí)斜距R; (t)為：
[0026]
[0027] 其中，t為慢時(shí)間，（X:，y:)為干擾機(jī)J相對(duì)于雷達(dá)的坐標(biāo)，v為運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)相對(duì) 于雷達(dá)的平移速度。
[0028] 所述虛假點(diǎn)目標(biāo)到雷達(dá)的瞬時(shí)斜距RP (t)為：
[0029]
[0030] 其中，t為慢時(shí)間，（xp，yp)為虛假點(diǎn)目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的坐標(biāo)，v為運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)相 對(duì)于雷達(dá)的平移速度。
[0031] 所述虛假點(diǎn)目標(biāo)的基頻回波信號(hào)& 為：
[0032]
[0033] 其中，$為快時(shí)間，t為慢時(shí)間，σ。為虛假點(diǎn)目標(biāo)的散射系數(shù)，f。為載頻，c為光速， γ為調(diào)頻率。
[0034] 所述平動(dòng)調(diào)制函數(shù)Mb(fr，t)為：
[0035] Mb(fr，t) =exp[_j2π(fr+fc) · 2ΔR(t)/c]，
[0036] 其中，t為慢時(shí)間，f；為雷達(dá)回波信號(hào)在距離頻域的頻率，f。為載頻，c為光速， AR(t)為虛假點(diǎn)目標(biāo)與干擾機(jī)J間的瞬時(shí)斜距差，AR(t) =Rp(t)_R;(t)。
[0037] 所述虛假點(diǎn)目標(biāo)的平動(dòng)調(diào)制后的回波信號(hào)心為：
[0038]
[0039] 其中，〖為快時(shí)間，t為慢時(shí)間，〇P為幅度調(diào)制系數(shù)，〇表示卷積運(yùn)算，δ[·] 是沖激函數(shù)，c為光速，AR(t)為虛假點(diǎn)目標(biāo)與干擾機(jī)J間的瞬時(shí)斜距差，AR(t)=Rp(t)_Rj(t)，為載頻。
[0040] 步驟2,首先，考慮運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)的微動(dòng)特性，將運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)的輪胎等效為K個(gè) 均勻分布的散射點(diǎn)；然后，利用微動(dòng)調(diào)制函數(shù)Μ"α)對(duì)虛假點(diǎn)目標(biāo)的平動(dòng)調(diào)制后的回波信號(hào) 進(jìn)行微動(dòng)調(diào)制，得到虛假點(diǎn)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的欺騙干擾信號(hào)&,"$〇。
[0041] 所述運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)的微動(dòng)特性是指：運(yùn)動(dòng)車輛目標(biāo)的輪胎某一時(shí)間段內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)。
[0042] 所述微動(dòng)調(diào)制函數(shù)M" (t)為：
[0043]
[0044]其中，i= 1，2，…Κ，σi為第i個(gè)散射點(diǎn)的散射系數(shù)，fnDi(t)為第i個(gè)散射點(diǎn)的 瞬時(shí)微多普勒頻率，的表達(dá)式為：
[0045] fmDi (t) = 2vmi ⑴·X⑴ /λ
[0046] 其中，t為慢時(shí)間，X(t)為虛假點(diǎn)目標(biāo)的雷達(dá)視線方向，X(t)= Rp(t)/|