对STAP的干扰技术研究

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空时自适应处理(Space-time Adaptive Processing,STAP)技术在机载雷达上被广泛使用,可以自适应滤除杂波和抑制干扰,能够有效地对抗呈现空时二维耦合特性的地物杂波;其中降维(Reduced-dimension,RD)STAP处理方法可选取部分数据计算自适应权值,改善了全维STAP计算复杂和训练样本需求量大的问题,有更强的实用性。本文从STAP技术和降维STAP技术的基本原理出发,针对该技术的薄弱点和局限性,分别研究了对STAP的压制干扰方法、欺骗干扰方法以及孤立干扰方法。本文的研究工作主要包括以下三个部分:第一部分为算法原理介绍。研究了STAP技术和降维STAP技术的基本原理。考虑机载雷达在正侧视工作状态下的实际环境,建立了机载雷达的回波信号模型,介绍了STAP处理器进行回波信号处理的数据模型,并描述了最优STAP处理器的模型结构和SMI算法的基本原理。第二部分为干扰方法研究。研究了对STAP技术的干扰思路,主要分为压制干扰方法,欺骗干扰方法和孤立干扰方法。首先研究了两种压制干扰信号:射频噪声干扰信号和噪声卷积干扰信号,分别对两种干扰信号的原理进行了详细介绍,并且对干扰信号样式进行了仿真分析。其次研究了两种欺骗干扰方法,间歇采样转发干扰和非均匀间歇采样随机转发干扰,介绍了它们的干扰原理,分别对其干扰信号时域波形进行了仿真对比,论证了非均匀间歇采样随机转发干扰相对于间歇采样转发干扰的优势。最后,研究了孤立干扰的干扰原理和干扰策略,在近距离干扰的干扰场景下,通过随机移频等干扰方式,产生具有角度信息欺骗和多普勒信息欺骗的假目标。第三部分为干扰仿真部分。主要是利用上述干扰方法对空时自适应处理和降维空时自适应处理的干扰效果仿真。首先仿真了射频噪声干扰的干扰效果,验证了空时自适应处理技术对单一射频噪声类干扰的有效抑制能力;其次仿真了噪声卷积干扰对空时自适应处理技术的干扰效果,通过噪声与信号的卷积,在多个距离单元的全部多普勒频率上形成压制,导致雷达无法检测出目标信号;然后仿真了间歇采样转发干扰和非均匀间歇采样随机转发干扰对STAP技术的干扰效果,这两种干扰均能够破坏训练样本的均匀性,导致空时自适应处理权值计算错误,在目标位置产生负增益,使雷达无法检测到目标位置;最后进行了对STAP技术的孤立干扰仿真实验,分别在单干扰机场景和分布式干扰场景下验证了孤立干扰的有效性。
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