机载SAR干扰有效区分析计算方法

机载SAR 对地成像飞行的示意图如图6.17 所示。

图6.17　机载SAR 成像示意图

B—SAR 载机；—SAR 载机飞行线；C—SAR 成像中心；—SAR 成像带中心线；D—SAR 载机投影点；—SAR 载机地面投影线；横线区—SAR 成像带。

机载SAR 受干扰时的飞行示意图如图6.18 所示。

图6.18　机载SAR 受干扰的飞行示意图

（a）机载SAR 受干扰时示意图；（b）机载SAR 受干扰时几何图形

解上述联立方程，得

Gt（θ）/Gt与θ 的数据关系见表6.4。

表6.4　Gt（θ）/Gt与θ 的数据关系

Gt（θ）/Gt与θ 的关系曲线如图6.19 所示。

图6.19　Gt（θ）/Gt与θ 的关系曲线

如果da= 0，将参数代入式 （6.17），Gt（45°）/Gt= 23 dB，得r（1）=39 km；

如果da= 18 km，Gt（θ）/Gt= Gt（90°）/Gt=- 25 dB，将参数代入式（6.17），得r（2）=3.2 km；

如果da=-18 km，Gt（θ）/Gt=-13 dB，将参数代入式 （6.17），得r（3）=28 km。

在图6.18 （b）中，β 为机载SAR 向成像中心的照射仰角，一般为20°～57°。机载SAR 为照射远区目标成像时，β= 57°。现把da= 0、+ 18 km 和-18 km 三个数据绘制在平面图上，基本可绘制出机载SAR 的干扰有效区和干扰暴露区，如图6.20 所示。以干扰机A 为中心，解出SAR 载机航迹1 的地面投影线与Rj01的交点，得出r1；解出SAR 载机航迹2 的地面投影线与Rj02的交点，得出r2；解出SAR 载机航迹3 的地面投影线与Rj03的交点，得出r3。

例6.9　如果图6.18 中的机载SAR 成像角β=23°，则d=3 km，其他参数同例6.8。

图6.20　机载SAR 干扰有效区和干扰暴露区示意图（地面投影区）

A—干扰机位置；虚线内—干扰有效区；虚线外—干扰无效区。

将数据代入式（6.17）中，计算结果如下。

在da=0 时，Gt（θ）/Gt=4 ×10-2，则

在da=20 km 时，Gt（θ）/Gt=8 ×10-2，则

根据r1、r2数据可概略绘制出例6.9 所描述的干扰有效区，如图6.21 所示。

图6.21　机载SAR 在β 角小时干扰有效区示意图

虚线区内—干扰有效区；A—干扰机位置。

从图6.20 和图6.21 可以看出对机载SAR 干扰有效区影响比较大的两个因素：一个是机载SAR 在成像照射时，它的工作仰角β。在β 角小时，干扰有效区小；β 角大时，干扰有效区大 （在其他参数相同的条件下）。另一个是机载SAR 天线的副瓣特性。这是雷达干扰和抗干扰的关键要素之一。

例6.10　已知机载SAR 参数：Pt=2 kW，Gt=30 dB，Kj∑i=20 dB，σ=40 m2，PjGj=50 dBW或60 dBW，工作在X 波段，雷达天线波束宽度方位角为4°，仰角为6°。Gt（θ）/Gt的特性见表6.5。

表6.5　载机高8 km，β=60°时的天线副瓣特性数据(www.xing528.com)

根据已知的数据算得：d= Htan β=8 ×1.75=14 （km），R=16.1 km。将参数代入式（6.17），计算结果如下。

当da=0 时，得

当da=-14 km 时，得

当da=14 km 时，得

根据算得的数据绘制对机载SAR 的干扰有效区，如图6.22 所示。

图6.22　机载SAR 在X 波段干扰有效区示意图（PjGj=50 dBW）

A—干扰位置；d—载机航迹投影线与测像带中心线之间的垂直距离；虚线区内—干扰有效区。

例6.11　把PjGj变成60 dBW，其他参数同例6.10，将参数代入式（6.17），计算结果如下。

当da=0 时，得

当da=-14 km 时，得

当da=14 km 时，得

用例6.11 中的计算数据绘出干扰有效区示意图，如图6.23 所示。

图6.23　机载SAR 在X 波段干扰有效区示意图

图6.23 中，PjGj=60 dBW （虚线区内为干扰有效区），可以看出，PjGj增大后，对机载SAR 的干扰有效区显著增加。

例6.12　如果机载SAR 工作在β 小角度（23°）时，同样的干扰等效功率对它的干扰有效区显著减小，在β= 23°时，算得d= 3 km，其他参数同例6.10。

将参数代入式（6.17），计算结果如下。

当da=0 时，得

当da=20 km 时，得

若PjGj=60 dBW，代入式（6.17），计算结果如下。

当da=0 时，得

当da=20 km 时，得

由例6.12 所得数据绘成干扰有效区示意图，如图6.24 所示。

图6.24　机载SAR 在X 波段β 小角度时的干扰有效区域示意图

（PjGj=50 dBW 或60 dBW）