邢孟道的介绍

邢孟道，男，硕士生导师，博士生导师，教授 。1975年生于浙江嵊州市，1997年7月在西安电子科技大学电子工程学院获工学学士学位， 同年免试推荐为该校雷达信号处理国家重点实验室硕博连读生，2000年留校工作，以在职身份攻读博士学位，2002年5月获西安电子科技大学信号与信息处理专业工学博士学位，其博士论文获得2004年度全国百篇优秀博士论文提名奖。

姓名：邢航；学号：22021110042；学院：电子工程学院

合成孔径雷达(SAR)具有全天时全天候、高分辨率的工作特点，作为一种有源雷达系统，合成孔径雷达高分辨成像过程中会受多样式复杂多变的强电磁干扰影响，从而严重影响合成孔径雷达最终的高分辨成像结果[1]，因此，如何有效对抗复杂电磁干扰是合成孔径雷达探测感知的难点和重点之一。该文针对合成孔径雷达不同的干扰样式、干扰来源等背景进行了简单梳理，旨在为科普合成孔径雷达抗干扰提供一定的参考。

合成孔径雷达；干扰类型；干扰抑制

什么是合成孔径雷达干扰抑制？

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)是一种主动式微波遥感设备，能够提供了解全球环境变化的重要数据，在科学、商业和国防等领域得到了广泛的应用。无线电技术的迅速发展使主动遥感系统的通道受到干扰的可能性大大提高，特别是那些几百兆赫兹[2]的高分辨率SAR系统。

合成孔径雷达的基本原理来源于实孔径技术，但其又突破了实孔径技术的瓶颈和限制。对于传统的实孔径技术，其方位分辨率反比于实孔径的大小，即实孔径越长，其分辨率越高。但是同样的，随着作用距离变远，雷达的方位分辨率也会随之变低。假设需要在几十千米的作用距离下获得米级的高分辨率图像，则至少需要几百米的实孔径天线，然而在飞机或者卫星平台上安装如此大的天线是根本不可能的事情。因此为了突破实孔径天线对方位分辨率的限制，1951年，文献[3–5]发现波束的方位向分辨率能通过雷达与目标之间的相对运动而明显改善，这一理论为合成孔径雷达实现2维高分辨观测成像打下了基础。实际上，该理论利用了长时间平台运动带来的时间采样来代替固定不动的实孔径空间采样。而合成孔径的基本原理正是基于用时间信息弥补了空间信息，从而实现了方位向的高分辨率。与此同时，可以通过发射具有大带宽的信号经距离脉压后可以得到距离向高分辨率。因此，长时间的能量积累提高了系统的输出信噪比，同时合成的较长孔径又能获得超高分辨率，故合成孔径雷达在运动目标检测、目标自动识别等方面都有很好的发挥和应用[6,7]。

然而，作为一种宽带雷达系统，合成孔径雷达在工作频段内易受到敌方有源干扰机信号、无线通信信号、广播电视信号和其它雷达信号等多种复杂电磁干扰的影响，即使合成孔径雷达能够通过2维匹配滤波获得较高的能量积累，但强干扰源仍将严重制约高分辨成像效果，从而进一步影响后续合成孔径雷达对地、海的观测[8]。在现代信息电子战中，必须意识到，信息电子战的核心就在于如何获取复杂电磁环境中对信息的制霸权，合成孔径雷达抗干扰能力的重要性丝毫不逊色于合成孔径雷达系统研制本身，如果在没有任何干扰抑制措施的前提下，一旦合成孔径雷达系统面临电子干扰，那么其很容易丧失信息获取能力，这就是所谓的“睁眼瞎”[8–10]。如图1所示，左侧为受到窄带射频干扰影响下的合成孔径雷达图像，右侧是通过干扰抑制算法得到的真实图像。从图中可以很明显的看出，许多图中反射强度较弱的细节尤其是关注的目标点被严重干扰，此时无法获取对其的有效检测和识别[11,12]。

而图1所示的仅仅是一种简单的影响整个场景信干噪比(Signal-to-Interference-and-Noise Ratio, SINR)的类噪声式压制干扰，就足以对合成孔径雷达成像造成严重的影响；而随着现代战争信息化的逐渐加强，很多情况下带有欺骗性质的干扰机具有更强的军事意义并造成更恶劣的影响，其能够产生与合成孔径雷达回波相似的散射点[13,14]，来产生欺骗性的目标，如图2所示，图2(b)相较于图2(a)在图的右侧位置多了许多虚假的车辆，这将影响后续对目标的检测和判断。

因此，随着合成孔径雷达在军用和民用领域的广泛应用，其所面临的电磁环境愈加复杂，并且对它的干扰手段也越来越多，干扰形式越来越灵活，此时合成孔径雷达的抗干扰技术尤为关键，这对提高合成孔径雷达系统在复杂电磁环境中的生存能力和实用效能，具有重要的现实意义。

在复杂电磁环境中，合成孔径雷达受到的干扰类型可以根据干扰的能量来源、产生途径、频带带宽以及作用机理等不同标准进行分类。按照干扰的能量来源，合成孔径雷达可以分为无源干扰和有源干扰两大类[15]。其中，无源干扰是指利用非目标的物体对电磁波的反射、折射、散射或吸收等现象产生的干扰。一般情况下，无源干扰不会影响合成孔径雷达的正常工作，而是减弱乃至改变了敌我目标的雷达反射面积(Radar Cross-Section, RCS)，使得合成孔径雷达获得失真的高分辨图像，增大图像的解译难度。典型的无源干扰包括箔条干扰、吸波材料、反雷达伪装网等。而有源干扰是指由辐射电磁波的能源所产生的干扰，也是本文介绍的核心。合成孔径雷达目前面临的有源干扰类型多样，可以简单分为有意干扰和无意干扰[16]，其中无意干扰是指由于自然或其它因素无意识形成的干扰，包括宇宙干扰、雷电干扰以及其他无线电射频干扰等；有意干扰是指由于人为有意识制造的干扰，是战争时期合成孔径雷达面临的主要威胁，其可以进一步分为压制干扰和欺骗干扰[17]，具体的干扰类型如图3所示。

对于有源干扰信号而言，如果从干扰信号本身对比合成孔径雷达宽带信号的相对带宽出发，干扰信号又可以统一划分为窄带干扰和宽带干扰，像无线电射频干扰(如电视信号、FM/AM调频信号等)则是一种典型的窄带干扰[18]，其作用效果与窄带压制干扰类似，可以归结为无意的压制干扰，而其它宽带雷达信号则是一种典型的宽带干扰。同时，如果从有意干扰源信号到达合成孔径雷达接收机的方式考虑[19]，如干扰是直接到达接收机还是经过地面待观测场景散射到达接收机[20–22]，则有意干扰信号又可以划分为直达波干扰和散射波干扰(又称为直达波干扰和弹射式干扰[23,24])。因此，干扰的分类方式多种多样，文献层出不穷，合成孔径雷达抗干扰技术，从不同体制的合成孔径雷达系统、任务、目标与环境相互作用的视角，呈现着丰富的研究内容。

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