



合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像技术具有全天时、全天候、作用距离远等优点 [1-2] ,在军事侦察、情报搜索、态势感知、遥感测绘等军用和民用场景中发挥了重要的作用。通过雷达成像技术生成的高分辨图像能够描绘目标尺寸、外形轮廓、姿态等精细几何结构特征,进而实现对目标的特征提取和识别。从雷达干扰的角度来看,核心任务就是破坏雷达对关键目标的成像能力,使雷达难以获取图像上的目标信息,或者通过欺骗方式迷惑雷达,使其难以分辨真实目标图像。 如何控制目标在图像上的雷达特征,已经成为雷达对抗领域的基础课题和紧迫任务。
采用反侦察技术实现对成像侦察系统的扰乱,降低其作战使用效能是最常见的干扰手段。按照干扰效果进行分类,主要分为压制干扰、欺骗干扰 [3-4] 。大型支援干扰平台可以利用有源干扰机实现大场景虚假图像欺骗与特征压制,但存在着辐射功率大、易暴露、难以灵活装配等问题。自卫干扰一般采用固定式、挂载式、依附式将干扰设备安装于被保护目标上,具有灵巧、高效等特点,是目标最常见的伪装干扰方式。由于安装空间有限,因此相关干扰系统对侦察精度、发射功率等方面不能有过于苛刻的要求。
在自卫干扰系统中,信号波形调制技术已经成为系统不可或缺的组成部分。通过对截获的雷达信号进行相关的调制,能增加干扰样式与抗干扰能力。间歇调制技术作为一种典型信息调制手段,广泛应用于通信和雷达领域。2006年,国防科技大学王雪松教授团队提出了间歇采样转发技术 [5] ,并探讨了应用于宽带雷达干扰的可行性。该技术常通过有源的方式实现,其利用数字射频存储器(Digital Radio Frequency Memory,DRFM)通过转发信号的脉内和脉间相干性获得较高的二维处理增益,从而大大降低了对干扰功率的需求。为了模拟真实目标的电磁散射特征,数字图像合成(Digital Image Synthesis,DIS)技术 [6] 或散射波调制技术 [7] 被应用到上述图像欺骗方法中,以将目标特征信息调制到截获信号上,实现具有相似特征的多假目标图像欺骗,以混淆雷达侦察系统,浪费雷达的有限资源。DIS技术需要提取目标欺骗模板的每个散射点的幅度和多普勒信息,在不同的处理单元中对截获的信号执行精确的调制。同样,散射波调制需要考虑目标、雷达和有源干扰机之间的关系。由于侦察精度要求高和计算量大,它们对于设备和操作人员的要求较为苛刻。
无源干扰并不主动发射电磁信号,主要利用强反射器反射雷达信号产生虚假回波、高功率回波或减弱反射信号以达到破坏雷达对目标侦察的目的 [8] 。采用无源方式对雷达系统实施干扰具有天然的优势,如响应时间快、不易暴露、系统复杂度低等。目前,常用的无源干扰器材主要有箔条、角反射器、伪装网。 它们一旦加工制造完成,电磁散射特性就会相对固化,无法实现对电磁回波的实时复杂调制。
人工电磁材料因具有超出自然材料限制的奇特电磁特性而备受关注,成为21世纪材料和物理领域的研究热点。其中电磁调控材料可以通过外加激励获得对电磁波特征量的灵活快速调控,受到了研究者广泛的关注 [9] 。在目标防护领域,传统研究从材料学科的角度分析其电磁特性,实现了目标雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)的缩减。 通过材料调控技术,可以使目标的电磁散射特性发生改变,这样本身不主动向外界辐射电磁能量,却可以实现对于被保护目标回波信号的调控功能。 从信号调制角度来看,相当于以无源的方式实现了有源调制的效果。从干扰效果来看,既可以实现多假目标特征欺骗,又可以改变或遮蔽真实目标雷达特征,还可以消隐目标的雷达特征,这对于弥补传统无源干扰技术的缺陷,具有重要的理论研究价值与军事应用意义。表1.1所示为针对SAR典型干扰样式的对比分析。
表1.1 针对SAR典型干扰样式的对比分析