合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有全天時(shí)、全天候、作用距離遠(yuǎn)和穿透能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于地形測(cè)繪、資源勘探、災(zāi)情監(jiān)測(cè)等民用領(lǐng)域以及戰(zhàn)場(chǎng)偵察、態(tài)勢(shì)監(jiān)視、精確制導(dǎo)等軍事領(lǐng)域。隨著SAR技術(shù)的廣泛應(yīng)用,SAR對(duì)抗的研究具有迫切的應(yīng)用需求。SAR有源干擾機(jī)通過向?qū)Ψ絊AR發(fā)射干擾,破壞其SAR成像效果,從而降低對(duì)方SAR系統(tǒng)獲取觀測(cè)區(qū)域信息的能力。SAR有源干擾按實(shí)現(xiàn)方式,可以分為有源壓制干擾和有源欺騙干擾。相比于直接發(fā)射高功率的壓制干擾而言,欺騙干擾通過對(duì)截獲或再生的雷達(dá)回波進(jìn)行調(diào)制轉(zhuǎn)發(fā),導(dǎo)致SAR圖像中出現(xiàn)虛假場(chǎng)景,使對(duì)方無法正確判斷戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)和難以形成正確決策,該方法具有隱蔽且干擾功率低等優(yōu)點(diǎn)。然而,有源欺騙干擾對(duì)偵察精度要求高,現(xiàn)有的SAR欺騙干擾模板生成方法很難滿足模板紋理高相似度和生成結(jié)果多樣性的需求,同時(shí)現(xiàn)有的SAR欺騙干擾評(píng)估方法存在著評(píng)估項(xiàng)單一和普適性差的問題。因此,SAR欺騙干擾模板生成與效果評(píng)估方法研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本文將從SAR成像與SAR有源欺騙干擾機(jī)理出發(fā),針對(duì)如何擴(kuò)大SAR欺騙干擾范圍,提高欺騙場(chǎng)景逼真度和欺騙干擾效能綜合評(píng)估等方面問題展開深入研究。本文的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下:1.首先對(duì)SAR成像原理進(jìn)行了介紹,分析了SAR高分辨率原理與SAR信號(hào)處理方法,對(duì)經(jīng)典的SAR成像算法,距離多普勒算法進(jìn)行了介紹與仿真。其次,以SAR成像原理為基礎(chǔ),介紹了SAR欺騙干擾的基本方法,建立了欺騙干擾幾何模型并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。隨后,針對(duì)欺騙干擾實(shí)時(shí)性與有效范圍的問題,研究了一種大場(chǎng)景下的快速欺騙干擾方法,采用兩步生方法成與分段補(bǔ)償方法在一定程度上提高了欺騙干擾的實(shí)時(shí)性和有效干擾范圍,并在大場(chǎng)景條件下下對(duì)該算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。2.針對(duì)虛假場(chǎng)景逼真度有限的問題,提出了基于生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)理論的欺騙干擾模板生成方法。首先,建立了生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的基本模型并對(duì)其原理進(jìn)行分析,并進(jìn)一步研究其改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)模型。在對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)模型分析的基礎(chǔ)上,建立了適用于欺騙干擾模板產(chǎn)生的生成式對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)新模型。同時(shí),通過已知特定場(chǎng)景的SAR圖像,并對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理,建立SAR場(chǎng)景圖像數(shù)據(jù)集。以此為基礎(chǔ),通過深度學(xué)習(xí)方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練,得到干擾模板生成結(jié)果。最后,該部分還簡(jiǎn)要分析了基于模板庫與紋理合成的傳統(tǒng)欺騙干擾模板生成方法,對(duì)基于塊拼接的紋理合成方法進(jìn)行了介紹并仿真。通過對(duì)兩種欺騙干擾模板生成方法進(jìn)行比較,驗(yàn)證了所提方法的優(yōu)越性。3.針對(duì)現(xiàn)有SAR有源欺騙干擾評(píng)估方法評(píng)估項(xiàng)單一和普適性差的問題,提出了一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的SAR有源欺騙干擾評(píng)估新方法。由于SAR欺騙干擾圖像的稀缺性,該部分首先分析在欺騙干擾機(jī)對(duì)雷達(dá)平臺(tái)的航跡估計(jì)精度有限情況下,航跡誤差對(duì)欺騙干擾調(diào)制函數(shù)和欺騙干擾圖像質(zhì)量的影響,并建立基于航跡誤差的欺騙干擾圖像樣本集。該樣本集將作為后續(xù)指標(biāo)有效性驗(yàn)證和干擾評(píng)估網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的樣本。其次,研究和分析了基于圖像質(zhì)量指標(biāo)的SAR欺騙干擾評(píng)估方法,并將其處理結(jié)果作為深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入矢量集,獲得最終的干擾效果綜合評(píng)估結(jié)果。最后,提出了基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的欺騙干擾效果評(píng)估方法。并通過航跡誤差的欺騙干擾圖像樣本集的仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提方法的有效性。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN974
【部分圖文】：

( )( ) ( ),2 2exp2 1 1expx yySm mxS c S c SH jc c R yxvt v tjc R y c R y R 上式中實(shí)時(shí)生成部分只與 x有關(guān)，因此預(yù)先生成部分仍然對(duì)距離向進(jìn)行預(yù)先，而實(shí)時(shí)調(diào)制部分僅需要對(duì)方位項(xiàng)進(jìn)行疊加調(diào)制，減少了運(yùn)算量，使得欺騙時(shí)性得以保證。同時(shí)，該算法通過將虛假場(chǎng)景分段，設(shè)置聚焦中心的方法，使得虛假目標(biāo)點(diǎn)機(jī)較遠(yuǎn)時(shí)同樣能具有較好的聚焦效果，擴(kuò)大了欺騙干擾的范圍，實(shí)現(xiàn)了大場(chǎng)時(shí)欺騙干擾。2.4.3 大場(chǎng)景 SAR 欺騙干擾仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)上述算法進(jìn)行仿真驗(yàn)證，仿真環(huán)境與 2.2.3 相同，選取場(chǎng)景大小為1536 場(chǎng)景圖像，如圖 2. 8 所示。

欺騙干擾模板及預(yù)處理

(c) 原始場(chǎng)景局部圖 (d) 欺騙干擾結(jié)果局部圖圖 2. 10 欺騙干擾結(jié)果于圖 2. 9 的處理對(duì)目標(biāo)場(chǎng)景進(jìn)行欺騙干擾，結(jié)果如圖 2. 10 所示。圖 20(b)是欺騙干擾前后整體場(chǎng)景的對(duì)比圖，可以看到欺騙場(chǎng)景與原場(chǎng)景紋致。圖中沒有不合邏輯的或突兀的場(chǎng)景，也沒有明顯的分界線，整張圖痕跡不明顯。圖 2. 10(c)和圖 2.10(b)中是機(jī)場(chǎng)目標(biāo)的局部放大圖，可以被欺騙干擾場(chǎng)景所覆蓋，對(duì)機(jī)場(chǎng)目標(biāo)提供了很好的保護(hù)。整體欺騙干擾明了欺騙干擾算法的有效性。章小結(jié)章介紹了 SAR 成像原理與 SAR 欺騙干擾原理，并對(duì) SAR 欺騙干擾實(shí)效范圍問題進(jìn)行了討論。SAR 可以實(shí)現(xiàn)距離向和方位向上的二維高分用作成像雷達(dá)。其通過對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行匹配濾波、距離徙動(dòng)校正等處理
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本文編號(hào)：2840387