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目前国外涉及合成孔径雷达干扰领域的研究单位包括美国海军研究院、美国雷神公司、美国厄尔道奇斯本、挪威国防研究院、俄罗斯卡鲁加KNIRTI无线电工程研究院、英国国防部海军研究院、澳大利亚阿德莱德大学、德国柏林科技大学、南非科技与工业研究院等。
近年来，受到应用需求的刺激和牵引，国内对于合成孔径雷达干扰技术的研究持续升温，在该领域研究工作普遍受到业内关注的高校和研究所包括：国防科技大学、西安电子科技大学、电子科技大学、北京理工大学、南京航空航天大学、南京理工大学和中国科学院空天信息创新研究院、中国电子科技集团第二十九研究所、中国电子科技集团第十四研究所、中国电子科技集团第三十八研究所、中国航天科工集团8511研究所、中国工程物理研究院等。
合成孔径雷达系统性能的提高和优化，不断对合成孔径雷达干扰形成新的挑战和威胁。把握当前合成孔径雷达系统的性能及合成孔径雷达干扰方法的局限，是研究新型、有效的合成孔径雷达干扰方法的基础和前提。
自1951年6月美国Carl Wiley首次提出了多普勒锐化的概念，即利用雷达与目标的相对运动产生的多普勒频率来获得图像较高的方位分辨率，合成孔径雷达初登历史舞台。随着民用商业和军事作战对合成孔径雷达装置的极大需求，其已经走过光辉的七十载，大批新兴成像技术和先进合成孔径雷达系统不断涌现。
按照合成孔径雷达平台的不同可将合成孔径雷达分为机载、弹载、星载等多种类型。其中，机载、星载合成孔径雷达作为侦察打击一体化的重要实现手段，能够对目标及所在区域进行成像并对目标进行分类识别，是本节主要关注的对象。
有人机载合成孔径雷达系统 ：美国方面，F-22“猛禽”战斗机装备的AN/APG-77（V）雷达和F-35“闪电II”战斗机装备的AN/APG-81雷达作为先进的火控雷达系列，均可以对地面目标进行SAR成像，对目标进行分类识别，还具备多通道GMTI和三天线对消干涉技术以完成对动目标的检测定位；欧洲方面，欧洲雷达联合体为“台风”战斗机研制的Captor-E雷达，法国THALES公司为“阵风”战斗机研制的RBE-2雷达，塞莱斯公司为瑞典JSA-39E“鹰狮”战斗机研制的ES-05雷达，均采用有源相控阵雷达完成对地面目标的高分辨率SAR成像，并为武器系统参数装订提供支撑；俄罗斯Phazotron为米格29/35战斗机研制的Zhuk-AE“甲虫”雷达，苏27/30战斗机研制的N-001V“剑”雷达和T-50战斗机研制的NO36“松鼠”雷达，在对地工作模式下具有SAR模式、多普勒锐化模式和图像冻结等功能，还可保持对地面动目标的跟踪进而引导武器系统实现打击；以色列的EL/M-2032和EL/M-2052型雷达，空地模式下雷达可提供高分辨率SAR图像，通过DBS、GMTI等模式实现对地面动目标的探测和跟踪。
无人机载合成孔径雷达系统： 美国方面有诺斯罗普·格鲁门公司为MQ-1C“灰鹰”无人机和MQ-8C“火力侦察兵”无人机研制的AN/ZPY-1 STARLite雷达、AN/ZPY-2对地雷达和AN/ZPY-3对海雷达；诺斯罗普·格鲁门公司研制的X-47B无人机载SAR和“全球鹰”无人机载HISAR雷达；美国通用原子公司研制的RQ-1A“捕食者”无人机载TESAR雷达和MQ-9A“死神”无人机载Lynx雷达。另外，英国的雷神Taranis无人机载SAR，欧洲的神经元Neuron无人机载SAR，以色列的EL/M-2022-U型雷达和Heron苍鹭无人机载SAR，土耳其“安卡”-A Block B无人机所携带的由阿塞尔森公司研制的SAR系统。无人机载合成孔径雷达系统主要用于支持地面情报侦察，通过SAR成像完成对地面目标的高分辨观测，确定和跟踪目标位置并引导武器完成打击任务。
星载合成孔径雷达系统： 具有代表性的包含美国的未来成像体系卫星、长曲棍球侦察卫星、德国的TerraSAR-X侦察卫星、加拿大的Radarsat系列卫星、日本“光学”系列卫星、意大利Cosmo-skymed侦察卫星、以色列TecSAR雷达成像卫星、欧空局ERS系列遥感卫星等。
这些新型合成孔径雷达系统包括条带SAR、聚束SAR、扫描SAR、GMTI等多种工作模式，在完成对目标的检测和跟踪后引导武器系统完成打击，满足“察打一体”作战应用需求。除此之外，各国也不断改进和升级传统型号雷达，其中增加雷达成像模式几乎成为必选项。此外，合成孔径雷达的性能也在迅猛发展，大多具有高分辨、多波段、多极化、双多基地乃至三维成像能力。
相比之下，我国合成孔径雷达技术从20世纪80年代开始发展，历经四十余载。在技术研发和装备建设方面，多所高校和军工研究所将大量的人力物力投入其中，主要包含中国科学院空天信息创新研究院、国防科技大学、北京航空航天大学、西安电子科技大学、北京理工大学、电子科技大学、中国电子科技集团和中国航空科技集团等。毫无疑问，我国成像技术总体发展水平相对于欧美先进国家差距较大，前路任重而道远。
1.2.2.1 理论方法
关于合成孔径雷达干扰技术的研究，目前国外在此方面的公开报道鲜有出现，有限的文章涉及单位有美国莱特州立大学、美国海军研究生学院、美国航空航天研究所、英国海军研究所、挪威国防研究院、埃及军事技术学院等 [10-11] 。在国内，关于合成孔径雷达干扰技术的研究颇多，主要包括国防科技大学、西安电子科技大学、上海交通大学、北京理工大学、哈尔滨工业大学及相关军工研究所等 [12-13] 。
按照干扰效果进行分类，主要分为压制干扰 [14] 、欺骗干扰 [15-16] 。压制干扰技术通常采用高功率有源干扰机发射非相干或部分相干的强压制干扰信号，利用强的干扰信号能量完全遮盖目标特征以破坏雷达图像原有灰度特性，影响雷达判图员对目标正确的判读。由于成像处理具有较高的二维脉冲压缩增益，因此图像特征压制干扰技术从完全非相干向部分相干技术发展。欺骗干扰通过相干的欺骗干扰信号在雷达图像上生成与真实目标高度逼真的虚假目标，以影响雷达系统或雷达操控手的判断与操作，最终达到以假乱真、消耗雷达资源的效果。图像特征欺骗优势在于生成的干扰信号具有较大的脉冲压缩增益，因此大大降低了对干扰功率的要求。
按照作用对象进行分类，合成孔径雷达干扰技术可分为SAR干扰、InSAR干扰、SAR-GMTI干扰、PolSAR干扰及组网合成孔径雷达干扰等。InSAR干扰在于利用干扰信号阻碍系统对于高度维信息的反演，以使三维地形图像失真。SAR-GMTI干扰是一种阻碍系统对运动目标成像的干扰方式，已成为新体制合成孔径雷达干扰的热点。PolSAR干扰主要是阻碍雷达系统对于极化信息的利用，目前在此方面的研究相对较少。以上干扰方式主要针对单站成像系统，随着先进雷达系统的出现，组网合成孔径雷达系统的干扰将成为未来研究的热点。
按照实现方法进行分类，合成孔径雷达干扰技术可分为直接数字合成 [17] 、移频调制 [18] 、微动调制 [19] 、散射波调制 [20] 、卷积调制 [21] 、间歇采样转发 [5] 等。间歇采样技术在2006年由国防科技大学王雪松教授提出，起初用于解决工程中天线的收发隔离问题，随着雷达技术的发展，间歇采样技术已经有了更多的应用方式。刘晓斌博士将间歇收发的方法应用于雷达半实物仿真，解决了大脉冲不能进小暗室的问题 [22] 。吴其华博士探索了间歇采样脉冲作为发射波形的可能性，验证了其在图像重构方面具有的优势性能 [23] 。间歇采样技术应用最为广泛的是雷达干扰方向，其对截获的雷达信号进行固定时间采样并将获得的样本转发给雷达，紧接着继续采样并转发剩余信号，此步骤交替进行，直至整个脉冲转发完成，其本质是一种幅度调制方式，雷达接收机收到转发后信号经成像处理，能够生成距离向的假目标。经过18年的发展，该技术已经被应用在去斜宽带雷达干扰、SAR干扰、SAR-GMTI干扰等，获得了一系列的研究成果 [9-26] 。图1.1对合成孔径雷达干扰技术进行了分类与归纳。
图1.1 合成孔径雷达干扰技术分类与归纳
合成孔径雷达干扰技术已经在这些年取得了长足的进步，但是该技术仍然有许多跨不过的难题亟待解决 [27] ，如下。
（1）昂贵的成本及易暴露的风险。
压制干扰技术需要利用强干扰信号对雷达图像进行噪声覆盖，因此需要很高的干扰机发射功率，对成本要求颇高。目前来说，空天侦察系统往往处于实时开机状态，较高的发射功率必然带来易暴露的风险，如何有效地处理这一矛盾是电子对抗界的难题。有源图像特征欺骗技术首先需要精确的先验信息，对侦察信息的准确度依赖极高，往往需要先进的侦察系统及消耗大量的人力获取相关信息，如雷达信号参数、载机平台运动参数，参数的估计误差往往导致欺骗干扰的失真与失效。随着宽带合成孔径雷达分辨率的升高，将假目标或场景欺骗模板调制到信号时，由于虚假散射中心数量巨大，因此信号处理器需要很高的计算处理效率。
（2）与真实场景图像融合度不足，雷达图像不逼真。
合成孔径雷达干扰往往分为两个层面，第一个层面是对雷达系统本身的干扰，第二个层面是对雷达判图员的干扰。从目前干扰效果来看，很多干扰类型能够干扰本身雷达系统，但由于不符合真实目标场景的状况，难以实现第二个层面的干扰。有源干扰一般是利用有源干扰机，干扰信号从一点进行辐射，并不像无源干扰与天然环境完美融合。例如，对SAR进行图像特征欺骗干扰，将桥梁欺骗模板调制到某河流地形，但由于干扰对象SAR作为非合作目标，对于参数获取存在误差，形成的干扰图像变成桥梁一端在河中央，另一端在岸上，同时桥梁的亮度往往大于周围场景。这种类型的虚假特征图像可能能够欺骗雷达系统本身，但无法欺骗有经验的雷达判图员。
SAR干扰系统需要利用到合成孔径时间内回波的多普勒频率，对其进行方位向脉压，但合成孔径雷达作为非合作目标，干扰方难以获知精确的多普勒频率，造成干扰信号经合成孔径雷达处理后图像散焦现象。再者，通过电磁散射模板产生的干扰信号，始终与真实目标存在一些差异，也会导致生成的假目标逼真度不够等问题。
1.2.2.2 无源干扰技术
无源干扰技术通过布置许多强散射体于被保护目标周围或目标本体上，这些强散射体产生的回波往往强于被保护目标本体回波，经雷达成像处理后在图像上形成压制区域或虚假目标图像，雷达判图员难以发现和识别。作为一种较为传统的干扰方式，依靠反射的方式，无源干扰并不主动辐射电磁波且能够实时响应，其存在不易暴露、系统复杂度低、与天然环境融合、操作简单、成本低、灵活性强、适合大范围部署等天然优势。强散射体往往需要具有较大的RCS，如图1.2所示，目前应用较为广泛的无源干扰装置为角反射器。
角反射器是一种高效的无源干扰装置，一般是由两块或三块金属面相互垂直构成的刚性结构，使雷达来波沿着入射方向反射回去，具有较大的RCS。其尺寸需要大于雷达波长，边长越大，反射能量越高。在实际作战中，角反射器既可以用来模拟坦克、舰船、飞机等地面、海上、空中目标，也可以利用其强散射特性扰乱目标在雷达图像上的特征。早在诺曼底登陆战役时，盟军利用角反射器制成的小船模拟大型军舰入侵的场景，扰乱了德军的防御系统，为战争的胜利奠定了基础。目前较为先进的角反射器干扰装置包含英国研发的MK 59 Mod 0角反射器阵列，以色列拉斐尔公司研制的“宽带速移反雷达诱饵（WIZARD）”，美国研制的SLQ-49及十二面网式角反射器。在技术研究方面，91404部队张志远对角反射器工作原理、应用现状、未来发展进行了全面的总结 [28] 。国防科技大学王雪松教授在著作中论述了旋转角反射器的微动特性，并讨论了其应用于成像雷达压制干扰的可能性。
图1.2 角反射器干扰
传统无源干扰装置并不具备真正的自适应能力，它们一旦加工完成，就难以实现实时的变化，因此其雷达散射特性基本固定，同时无源散射体无法对回波进行复杂调控，干扰效果受到限制。对于旋转角反射器这类新型无源干扰器，因其受限于转轴的速度，仅能够实现方位向的干扰条带，无法实现距离上的扩展。当需要进行大面积压制时，要求大量旋转角反射器沿距离向摆放，此种方式不利于布置。
1.2.2.3 隐身技术
隐身技术又称为低可探测技术，其本质是降低目标RCS以减弱回波信号防止被雷达探测和识别 [29] 。早在第二次世界大战，德军在舰船上使用了涂覆性吸波材料以防被盟军雷达发现。目前世界上大量先进军事装备包含隐身技术的运用，如图1.3（a）和图 1.3（b）所示，具有代表性的包括美国F-117、F-22、F-35隐身战斗机，B-2、B-21隐身轰炸机，“海影号”试验舰，“朱姆沃尔特”隐身驱逐舰，俄罗斯苏-57隐身战机，法国AMX-30DFC隐身坦克，波兰PL-01隐身坦克等。
雷达隐身技术按照实现的方式可分为外形隐身技术和材料隐身技术。外形隐身技术通过改变目标外形设计以消除强散射源，是实现重要军事目标隐身最直接且最有效的方式。但外形隐身技术有时会影响目标必要的功能，只能实现一定程度的隐身，往往需要搭配材料隐身技术弥补其部分的缺陷。如图1.3（c）所示，伪装网是另一种有效的无源隐身装置，其通过遮盖的方式减弱被保护目标的电磁散射，以消除装备的外形特征。
图1.3 先进隐身伪装装备
隐身材料主要包含涂覆性吸波材料和结构性吸波材料，如铁氧体、等离子体及超材料为代表的新型吸波材料，其技术整体向着“轻、薄、宽、强”的趋势发展，即质量轻、厚度薄、频带宽、吸波强 [29] 。如图1.4所示，随着石墨烯技术的发展，基于石墨烯的复合吸波体成为近几年的研究热点，能够实现太赫兹多频点的完美吸波，吸波效率可达99.6％；在微波吸波频，可以实现7GHz～22GHz频段-10dB的吸波效应。
隐身技术能够使图像上雷达目标特征得到极大程度的削弱，雷达系统和判图员在图像上无法获取任何信息，被认为是最佳的防护手段。但实际中并非如此，主要包含以下原因。
图1.4 石墨烯吸波材料
对雷达的适应性弱：隐身技术往往对工程应用条件严苛，对入射信号频率、方向、极化等信息较为敏感，无法保证对不同雷达系统的通用性。
电磁特性固化：与无源干扰装置类似，目前的隐身装置或材料电磁特性固化，无法实时调控，适应性差。
图像融合度差：目前的吸波材料往往置于目标的关键位置，无法大范围覆盖，而目前的雷达成像信号带宽往往很宽，分辨率高且增益大，完美的吸波导致图像吸波点往往与周边区域难以融合，图像就会显得突兀，引起判图员怀疑。
综合分析，无源防护技术包含四个核心问题限制了它的发展：一是灵活性差，装置一旦加工完成，特性就会被固化，难以实现回波的复杂调控；二是操作带宽较窄，无法实现宽频覆盖；三是方向性弱，难以实现宽角域的覆盖；四是对入射波的极化信息敏感，难以实现全极化响应。