双基地SAR 是较为理想的一种抗干扰措施,它使干扰找不到被干扰接收系统的方向,从而难以实施定向有效干扰,但是双基地SAR 也有自卫的困难。例如,时间同步、空间同步、频率同步和相位同步,这都是把收发分别装在两个载体上难以实现的问题。虽然时间同步可以通过GPS 的定时装置来实现,但GPS 很容易被干扰,使时间同步受破坏,从而使空间、频域、相位都受到很大影响,再加上有一定强度的压制干扰,会使双基地SAR 不能有效地提取目标的图像信息,使双基地SAR 的效果受到很大影响。
机载SAR 为了抗干扰的需要,把发和收分别装在两个平台上,称为双基地SAR,如图7.12 所示。
图7.12 干扰双基地SAR 示意图
A—干扰机位置;B1—机载发射SAR;B2—机载接收SAR;C—被保护的目标;σt(x)—双基地SAR 天线主波束共同照射区。
照射区接收到的B1照射的信号强度分别为
将式(7.24)代入式(7.25),得
B2接收到的干扰信号强度为
B2接收天线输出端收到的干信比为
化简后得
式中 Kj∑——干扰SAR 所需的干扰压制系数;
PjGj——干扰机等效干扰功率;
PtGt——SAR 发射等效功率;
Ra——照射区中心至B1的距离;
Rb——照射区中心至B2的距离;
Rj——干扰机至B2的距离;
σt(x)——发射SAR 与接收SAR 天线主瓣共同照射区等效RCS;
——接收SAR 天线的主副瓣增益比;
Lj——干扰馈线损耗;
γj——极化损耗;
Kf——发射机频谱宽与接收机带宽比;
Ld——发射机馈线损耗。(www.xing528.com)
干扰机采用双频干扰,一个频率为L 波段,主动干扰B1机载发射SAR 上的GPS 接收机,使B1上的GPS 不能正常工作,使基准时间乱码。
(1)干扰GPS 所需的等效干扰功率为
式中 Kj——干扰GPS 的干扰压制系数,Kj=42 dB;
PtbGtb——导航卫星上的辐射等效功率,PtbGtb=10 kW;
Rj——干扰机至B1的距离,Rj=100 km;
Rt——导航卫星至B1的距离,Rt=20 000 km。
将参数代入式(7.29),得
取天线增益15 dB,发射机功率100 W。
(2)B2接收SAR 的等效干扰功率为
式中 Kj∑——干扰压制系数,Kj∑=20 dB。
已知参数:PtGt= 15 kW,σt(x)= 40 dB,= 20 dB,Rj= 50 km,Ra=30 km,Rb=40 km,
将参数代入式(7.30),得
如果天线增益取5 dB,则干扰发射机为1 kW。
根据分析计算,对干扰机取值。干扰天线参数:方位角取120°,仰角取60°,发射天线增益取5 dB,发射机功率取1 000 W,由三个干扰天线组成360°的全方位干扰,方位角为3 ×120°,仰角为60°。
双基地SAR 干扰机的组成如图7.13 所示。
图7.13 双基地SAR 干扰机组成示意图
用GPS 干扰机干扰对方的GPS 后,破坏了它的时间同步,从而使收、发载机的空域同步、频域同步和相位同步被破坏,使σt(x)减小,Kj∑减小,再加上一定的噪声干扰压制后,它的机载接收SAR 不能有效地提取目标图像,使双基地失去应有的效能。
另外,双基地机载SAR 还可以通过别的手段进行干扰,例如,干扰双基地SAR 的数传系统;也可以利用雷达的数据发现机载接收SAR,在雷达的方向引导下,把干扰机的天线对准机载接收SAR,这样采用较小的干扰功率源就可以有效地干扰双基地SAR。
双基地SAR 提取有用成像信息,受到很多限制。例如,它要求收、发载机飞行平衡;对成像区中心点的对准精确;收、发的时间同步要好;基准频率稳定度要高。
本来没有干扰时,双基地SAR 已经很难处理出有用图像,再加上一些人为的干扰,它处理出有用图像就更难。因此,人为干扰对双基地SAR 构成了很大威胁。
总之,双基地雷达和双基地SAR 对雷达的干扰并没有造成太大的困难,反而是雷达自身变成双基地以后带来不少麻烦和困难。雷达的发明最初就是双基地的,由于它在定位、坐标转换、架设标定等应用上有诸多的不便,花了很大精力进行改进等,才由双基地变成单基地,更方便、更适用。为某些抗干扰或其他目的,再由单基地改成双基地,仍面临着自身的困难、复杂的电磁环境和人为的干扰等。
双基地雷达和双基地SAR 的生存和发展有诸多技术问题,所以,今后如何发展还需要进一步深入分析和研究。但是,从干扰的角度不能放松,做好应对的措施,只要有这种装备,就应研究对它进行有效的干扰。
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