对星载相控阵SAR干扰的有效区分析

设星载SAR 与干扰机的配置如图9.36 所示。已知卫星高度H=700 km，仰角β=25°，r0=240 km，PtGt=80 dBW，PjGj=69 dBW，Kj∑=24 dB，Gt/Gt（θ）=43 dB，=2。

1.星载相控阵SAR 仰角不变，航迹平移时的干扰有效区分析

对星载相控阵SAR 干扰示意图如图9.36 所示。

由图9.36 可知，在di=0 时，有

根据式（9.53）和图9.36，可列联立方程式为

图9.36　对星载相控阵SAR 干扰示意图

（a）斜视图；（b）侧视图

对式（9.64）、式（9.65）、式（9.66）解联立方程，得

在式（9.67）中，只有θi是未知数，其余为已知数。

设

在θi为小角度时，tan2θi≪1。已知K=0.5 ×10-4，得K≈0.09。

将式（9.68）代入式（9.67），得

将式（9.69）化简，得

即

式中　θ0——雷达天线半功率点波束宽度；

　　　K——系数，取K=0.1。

将上述参数和表9.7 中的di值代入式（9.70），算得数值列在表9.8 中。

表9.8　不同距离di时算得的ri数值

根据表9.8，绘制对星载SAR 的干扰有效区和干扰暴露区，星载相控阵SAR 的仰角β=25°；其航迹沿干扰机的垂直方向平移时，形成的干扰有效区和干扰暴露区如图9.37 所示，其中圈内为干扰有效区，圈外为干扰暴露区。

图9.37　对星载SAR 的干扰有效区和干扰暴露区示意图

图中，圈内为干扰有效区，圈外为干扰暴露区。PtGt= 80 dBW，PjGj=69 dBW。对星载相控阵SAR，H= 700 km，β= 25°，天线在17°副瓣电平为-43 dB，工作在L 波段的星载SAR，形成的干扰有效区如图9.38 所示，其干扰有效区面积约20 万平方千米。

图9.38 只是一个分析计算结果，如有兴趣，可做正式干扰试验，以验证理论和实际的符合情况，为以后实战提供依据。

图9.38　星载相控阵SAR 航迹平移形成的干扰有效区示意图

圈内—干扰有效区；圈外—干扰暴露区；A—干扰站，可对星载SAR 自动被动跟踪；H—SAR 高度（维持不变）；D1～D5—SAR 投影点，β=25° （维护不变）；v—星载SAR 速度（保持不变）；B1～B5——载体位置。(www.xing528.com)

当SAR 的航迹沿着它的指向垂直方向平移，形成干扰有效区和干扰暴露区。图9.37 和图9.38 的干扰有效区面积是相同的，只是画法有些不同。

把式（9.71）、式 （9.72）代入式 （9.70），可得出ri的统一表达式如下：

2.星载相控阵SAR 航迹不变仰角变化时的干扰有效区分析

星载相控阵SAR 航迹不变，β 增加形成的干扰有效区示意图，如图9.39所示。

图9.39　星载相控阵SAR 航迹不变，β 增加形成的干扰有效区示意图

根据图9.39，可列出方程式为

对式（9.74）、式（9.75）、式（9.76）解联立方程，得

在式（9.77）中，= H2 + （d + di）2。

根据工程计算的经验公式，有

将式（9.78）代入式（9.77），得

SAR 仰角增大时，目标反射区面积增大，得

对式（9.80）求隐函数，设定一个di，就可求得一个θi，见表9.9。雷达和干扰机的参数：d= 326 km，Rt= 772 km，r0=240 km，H=700 km，PtGt=69 dBW，σt=5 ×104 m2，Ka=0.5，K=0.1，θ0=0.8°，Kj∑=24 dB，= H2 +（d +di）2，=H2 +d2。

表9.9　不同di距离时算得的ri数值

将参数代入式（9.80），算得θi。

当di= 0 时，算得θi= 17°，βi= 25°；di= d/2 时，βi= 35°；di= d 时，βi=42°；di=3d/2 时，βi=50°；di=2d 时，βi=55°。

根据表9.9 中的数值，可以绘制星载SAR 航迹不变，仰角变化时有效干扰区示意图，如图9.40 所示。

图9.38 与图9.40 相比较，图9.40 的干扰有效区大于图9.38 的干扰有效区，这是由于随着仰角β 的增大，回波信号减弱，而干扰信号变化不大，因此干扰有效区增大；而随着SAR 的平移，干扰信号减弱而回波信号不变，因此干扰有效区较小（在SAR 和干扰机参数不变的条件下）。

图9.40　星载SAR 航迹不变，仰角变化时干扰有效区示意图

A—干扰机位置；B—星载SAR；D—SAR 投影点；C1～C6—SAR 成像中心。

从式 （9.73）、式 （9.80）可以看出，星载SAR 的干扰有效区与星载SAR 的高度H、天线仰角β、天线波束宽度θ0和天线副瓣特性、发射机等效辐射功率PtGt、脉冲压缩系数τ/Δτ；干扰机等效辐射功率PjGj、干扰压制系数Kj∑、SAR 地面投影线与干扰机A 点的垂直距离为dx、载机航迹的平移距离di、SAR 发射机馈线损耗和大气传输损耗、干扰信号的馈线损耗、大气传输损耗、干扰极化损耗、干扰频谱宽与SAR 信号频宽比等多项因素有关，还与被成像区的地区性质 （森林、山区、平原、海面等）的等效RCS、SAR的工作频率等有关，在分析及设计时，应综合考虑。

图9.41 为各种工作模式的成像星载SAR 干扰示意图。

图9.41　各种工作模式的成像区域示意图

【注释】

[1]1 mile=1.609 km。

[2]1 ft=30.48 cm。