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利用稀疏CP-OFDM的SAR抗干扰成像方法研究

史海旭 徐仲秋 李光祚 林宽 洪文

史海旭, 徐仲秋, 李光祚, 林宽, 洪文. 利用稀疏CP-OFDM的SAR抗干扰成像方法研究[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT240092
引用本文: 史海旭, 徐仲秋, 李光祚, 林宽, 洪文. 利用稀疏CP-OFDM的SAR抗干扰成像方法研究[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT240092
SHI Haixu, XU Zhongqiu, LI Guangzuo, LIN Kuan, HONG Wen. Research on SAR Anti-jamming Imaging Method with Sparse CP-OFDM[J]. Journal of Electronics & Information Technology. doi: 10.11999/JEIT240092
Citation: SHI Haixu, XU Zhongqiu, LI Guangzuo, LIN Kuan, HONG Wen. Research on SAR Anti-jamming Imaging Method with Sparse CP-OFDM[J]. Journal of Electronics & Information Technology. doi: 10.11999/JEIT240092

利用稀疏CP-OFDM的SAR抗干扰成像方法研究

doi: 10.11999/JEIT240092
详细信息
    作者简介:

    史海旭:男,博士生,研究方向为信号与信息处理

    徐仲秋:男,助理研究员,研究方向为稀疏SAR成像,SAR抗干扰成像

    李光祚:男,副研究员,研究方向为信号与信息处理

    林宽:女,副研究员,研究方向为信号与信息处理

    洪文:女,研究员,博士生导师,研究方向为合成孔径雷达成像与系统及其应用等

    通讯作者:

    李光祚 ligz@aircas.ac.cn

  • 中图分类号: TN974

Research on SAR Anti-jamming Imaging Method with Sparse CP-OFDM

  • 摘要: 合成孔径雷达(SAR)是一种微波遥感成像雷达。近年来,随着数字化技术和射频电子技术的进步,针对SAR成像的干扰技术不断发展,基于数字射频存储技术(DRFM)的有源欺骗干扰更是给民用和军用的SAR成像系统带来了前所未有的考验。针对欺骗干扰开展SAR成像抗干扰研究,该文首先引入带有循环前缀的正交频分复用(CP-OFDM)波形进行正交波形分集设计与波形优化,获取具备优异自相关峰值旁瓣水平和互相关峰值水平的CP-OFDM宽带正交波形集;然后引入稀疏SAR成像理论,将CP-OFDM波形与稀疏SAR成像相结合,采用稀疏重构算法对CP-OFDM回波进行成像,实现具备抗欺骗干扰能力的高质量、高精度SAR成像。最终,开展了点目标、面目标以及基于真实数据模拟的复杂场景仿真实验,证明了所提方法可以将欺骗干扰产生的假目标完全去除,并对旁瓣进行抑制,实现高精度成像。
  • 图  1  总体研究框图

    图  2  CP-OFDM波形集相关指标

    图  3  点目标成像结果

    图  4  切片包络分析

    图  5  面目标成像结果

    图  6  复杂场景成像结果

    表  1  机载SAR成像参数

    距离向参数 数值 单位 方位向参数 数值 单位
    景中心斜距 30 km 等效雷达速度 250 m/s
    高度 10 km 雷达工作频率 9.4 GHz
    发射脉冲时宽 10 μs 合成孔径长度 850 m
    LFM信号调频率 10 MHz/μs 天线长度 1 m
    LFM信号带宽 100 MHz 脉冲重复时间 1.67 ms
    CP-OFDM信号带宽 120 MHz 斜视角 0 °
    距离向采样率 120 MHz
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    表  2  点目标和面目标成像指标

    成像方式 点目标成像指标 面目标成像指标
    ISR (dB) SDR (dB) 距离向PSLR(dB) 方位向PSLR(dB) ISR (dB) SDR (dB)
    LFM匹配滤波 0 5.95 –22.51 –19.84 0 –2.98
    CP-OFDM匹配滤波 2.12 3.01 –13.61 –18.34 1.91 –5.85
    稀疏CP-OFDM 5.45 $ - \infty $ –319.86 –321.72 3.95 –19.33
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    表  3  星载SAR雷达参数

    距离向参数 数值 单位 方位向参数 数值 单位
    景中心斜距 850 km 等效雷达速度 7100 m/s
    高度 800 km 雷达工作频率 5.3 GHz
    发射脉冲时宽 40 μs 合成孔径长度 4800 m
    LFM信号调频率 0.5 MHz/μs 天线长度 10 m
    LFM信号带宽 20 MHz 脉冲重复时间 588.24 μs
    CP-OFDM信号带宽 24 MHz 斜视角 0
    距离向采样率 24 MHz
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    表  4  复杂场景干扰抑制比和信号失真比(dB)

    成像方式 ISR SDR
    LFM匹配滤波 0 –11.96
    CP-OFDM匹配滤波 0.15 –14.55
    稀疏CP-OFDM 0.27 –19.50
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-02-22
  • 修回日期:  2024-11-06
  • 网络出版日期:  2024-11-13

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