雷达成像论文速览 | TGRS 2023 | Research on Anti-Deception Forwarding Interference of Squint Azimuth Multi-ch
本文属于"最新论文速览"系列中的一篇,其宗旨在于简明扼�地介绍和解析近期发表在顶级会议或期刊上的创新性研究成果。
本文旨在帮助读者迅速掌握论文的核心内容及其前沿研究进展。
本文适宜于希望深入了解最新研究成果的学者、学生及研究者。
雷达成像领域的论文综述（TGRS 2023）| 基于扫描视场角小的反欺骗前向干扰抑制研究 | Squint Azimuth Multi-channel SAR技术
西电–邢孟道团队
本文旨在探讨斜视多通道合成孔径雷达(MSAR)系统中反欺骗前向干扰(DFI)的抑制技术。其中主要的研究内容包括：利用改进的自适应滤波算法实现对DFI信号的有效抑制；通过优化信号处理流程提升系统的抗干扰能力；以及探索新型信号处理策略以进一步增强DFI抑制效果。
- 问题概述 * 合成孔径雷达(SAR)图像易受电磁环境干扰而导致污染现象,其中基于数字射频存储器(DRFM)技术生成的多信道干涉图谱(DFI)会导致SAR图像出现明显的模糊特征。
- 针对斜视型MSAR系统而言,DFI抑制具有更高的难度,这一挑战主要源于信号经多普勒效应导致的模糊性会进一步提高DFI抑制所需处理复杂度及难度。
DFI介绍
DFI的全称即为"Deceptive Forwarding Interference"（DFI），其中文名称指的是"欺骗前向干扰"（Deceptive Pre-forward Interference）。
它是由干扰发射机基于数字射频存储器技术（Digital Radio Frequency Memory, DRFM）产生的复杂的射频干扰场。
DRFM技术能够捕捉雷达发射信号，并采用先进的技术手段对捕获到的信号进行处理和转换。通过延时调制和反向散射特性调制等方法对处理后的数据进行精确建模与重构工作,生成与实际目标特性高度一致的人工合成回波特征,随后将这些处理后的信号重新发送出去.这种人工合成的假目标信号组成了差分频率干涉（DFI）。
DFI的特点是:
- 发射功率较低且难以被探测到。
- 该信号形式与雷达回波具有高度相似性，在传统的检测手段下难以实现有效的抑制。
- 这种现象可能在雷达主瓣或副瓣方向产生假目标，并对整体雷达性能造成欺骗性影响。
进而,DFI不仅会对雷达的目标检测带来严重误导与干扰,还是一种具有复杂性的电子战手段。相较于常规的干扰信号,DFI在被传统技术有效识别与削弱方面表现更为突出,因此成为雷达领域需要重点关注的对象。
- 相关工作综述 * 信号模型：本文深入探讨了有效信号与DFI在时空域的特征提取。
- 时空域特征对比：通过对比分析发现，在相同条件下，有效信号与DFI在时频域表现出显著差异。
- 阵列优化策略：研究表明，在确保收敛性的前提下，优化后的相控阵能够显著提升DFI抑制能力。
- 方法概述 *
- 时空频谱估计 *：基于Capon算法对信号的空间频谱进行估计，并从中获取有效信号与目标散射信息（DFI）的空间方向特征。
- 主瓣DFI抑制 *：通过提取空间频谱的时间方向向量构建子空间投影矩阵，在主波束方向上实现对主瓣DFI的有效压制。
- 副瓣DFI抑制 *：利用LCMV波束形成器在辅助波束方向上施加约束条件，在副波束方向上实现对副瓣DFI的有效压制并重构目标信号频谱。
- 成像处理 *：经过线性距离走时校正与方位重采样的处理流程后，能够获得去主波散斑干扰（DI）、聚焦性能优异的高分辨率宽 swath SAR图像（HRWS SAR）。
实验验证 通过两个实验证明所提出算法的有效性, 在模拟斜视MSAR数据中有效减少了动态偏移（DFI）的影响, 并获得了高质量的HRWS SAR图像。
在此背景下,本研究致力于解决斜视MSAR系统中方向函数干扰（DFI）的问题,并开发了一种“分阶段处理”方案。该方案首先通过综合时空域特征有效抑制主波干扰,随后进一步采用LCMV波束形成器抑制次级干扰源,并对信号频谱进行重构。实验结果表明,在处理斜视MSAR系统时,该方案显著降低了主次波干扰并实现了高质量图像重建。