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    重庆时时彩赌场: 一种基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法及系统.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201710051048.9

    申请日:

    2017.01.23

    公开号:

    CN106772280A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01S 7/38申请日:20170123|||公开
    IPC分类号: G01S7/38 主分类号: G01S7/38
    申请人: 深圳大学
    发明人: 赵博; 黄磊; 黄敏; 李强; 周汉飞; 张亮
    地址: 518060 广东省深圳市南山区南海大道3688号
    优先权:
    专利代理机构: 深圳市君胜知识产权代理事务所(普通合伙) 44268 代理人: 王永文;刘文求
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201710051048.9

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2019.03.05|||2017.06.23|||2017.05.31

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法及系统,方法包括:获取SAR发射的信号与预定阈值进行比较,根据比较结果生成一比特采样序列;获取要产生的若干个虚假点的散射系数的瞬时斜距差,量化为离散的瞬时斜距差单元,根据瞬时斜距差单元获取一维距离像;将一比特采样序列与一维距离像进行卷积运算生成欺骗干扰向量;根据欺骗干扰向量的逐点与预先产生的噪声阈值的比较结果生成一比特序列;将一比特序列进行放大,并向需要被干扰的SAR进行转发;在不同的脉冲重复间隔内,重复上述步骤,产生聚焦的欺骗干扰目标。本发明大大降低了欺骗干扰卷积调制的计算量与运算复杂度,降低了SAR欺骗干扰机的成本,欺骗干扰效果好。

    权利要求书

    1.一种基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法,其特征在于,方法包括步骤:
    A、欺骗干扰机获取SAR发射的信号,并将SAR发射的信号的数值与预定阈值进行比较,
    根据不同的比较结果分别采用不同的采样值表示,根据采样值生成SAR信号的一比特采样
    序列;
    B、获取欺骗干扰机要产生的若干个虚假点的散射系数,根据散射系数获取对应瞬时斜
    距差,将若干个瞬间斜距差量化为若干个离散的瞬时斜距差单元,根据瞬时斜距差单元获
    取一维距离像的数据;
    C、将一比特采样序列与一维距离像进行卷积运算,获取卷积运算后的欺骗干扰向量;
    D、将欺骗干扰向量的逐点与预先产生的噪声阈值进行比较,根据比较结果生成一比特
    序列;
    E、将一比特序列进行放大,并向需要被干扰的SAR进行转发;
    F、在不同的脉冲重复间隔内,重复步骤A~步骤E,产生在SAR中聚焦的欺骗干扰目标。
    2.根据权利要求1所述的基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法,其特征在于,所述
    步骤A具体包括步骤:
    A1、欺骗干扰机获取SAR发射的信号,并将SAR发射的信号的数值与0进行比较;
    A2、将SAR发射的信号的数值中大于0的采样值表示为1,小于0的采样值表示为0,根据
    采样值得到的SAR信号一比特采样序列s,记录一比特采样前信号的幅度参数A。
    3.根据权利要求2所述的基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法,其特征在于,所述
    步骤B具体包括步骤:
    B1、获取欺骗干扰机要产生的若干个虚假点的散射系数δk,δk对应瞬时斜距差记为Δ
    Rk,虚假点对应的最大斜距差与最小斜距差分别为ΔRmax和ΔRmin。在ΔRmax和ΔRmin之间均
    匀量化为U个离散的瞬时斜距差单元,
    ΔR0=[ΔRmin ΔRmin+ΔRstep … ΔRmin+(u-1)ΔRstep … ΔRmax]T
    其中ΔRstep为量化间隔,u=1,2,…,U,其中ΔRstep=ρr/8,其中ρr为SAR的距离分辨单
    元;
    B2、将具有相同瞬时斜距差的虚假散射点目标归为同一个集合,假设第u个单元内共有
    N个虚假点,则一维距离像σ的第u个单元的数值为
    <mrow> <msub> <mi>&sigma;</mi> <mi>u</mi> </msub> <mo>=</mo> <munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <msub> <mi>&delta;</mi> <mi>n</mi> </msub> <mi>exp</mi> <mo>{</mo> <mo>-</mo> <mi>j</mi> <mfrac> <mrow> <mn>4</mn> <mi>&pi;</mi> </mrow> <mi>&lambda;</mi> </mfrac> <msub> <mi>&Delta;R</mi> <mi>n</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>a</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>}</mo> <mo>}</mo> </mrow>
    其中,ta为当前脉冲对应的时刻,δn为散射系数。
    4.根据权利要求3所述的基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法,其特征在于,所述
    步骤C具体包括步骤:
    C1、将一维距离像向量σ的元素位置进行翻转,假设原来的顺序为1,2,3,…,U,则翻转
    后的顺序为U,U-1,U-2,…,1,表示为σ′;
    C2、将一比特信号s进行逐点平移,使其后端的点与翻转后的一维像向量σ′逐渐重合,
    直至信号s完全平移出σ′的范围,则共需要进行M+U-1次平移;
    C3、进行第q次平移之后(1≤q≤M+U-1),将两向量重叠部分的数据进行逐点相乘,相乘
    操作通过一比特采样信号s与一维像向量σ′的最高位进行异或运算,对一维距离像向量σ的
    数据位进行保留;
    C4、对重叠部分逐点相乘之后,将所有重叠点乘积的计算结果进行求和运算,所得的结
    果存储到一个新的数据向量sJ的第q个位置,在平移M+U-1之后,得到的欺骗干扰sJ是一个(M
    +U-1)×1维的向量,将sJ向量幅度的最大值记为AJ。
    5.根据权利要求4所述的基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法,其特征在于,所述
    步骤D具体包括步骤:
    D1、预先产生服从高斯分布的均值为0、方差为的随机噪声,随机噪声的概率密度为
    <mrow> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <msub> <mi>n</mi> <mi>h</mi> </msub> <msqrt> <mrow> <mn>2</mn> <mi>&pi;</mi> </mrow> </msqrt> </mrow> </mfrac> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mfrac> <msup> <mi>x</mi> <mn>2</mn> </msup> <mrow> <mn>2</mn> <msubsup> <mi>n</mi> <mi>h</mi> <mn>2</mn> </msubsup> </mrow> </mfrac> </mrow> </msup> <mo>;</mo> </mrow>
    信噪比SNR的定义为
    <mrow> <mi>S</mi> <mi>N</mi> <mi>R</mi> <mo>=</mo> <mn>20</mn> <msub> <mi>log</mi> <mn>10</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <msub> <mi>A</mi> <mi>J</mi> </msub> <msub> <mi>n</mi> <mi>h</mi> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
    D2、将预先产生的随机噪声作为噪声阈值与产生的欺骗干扰sJ进行逐点比较,当欺骗干
    扰大于该阈值时,则在一比特序列sJ1的对应位置记为1,小于该阈值时则记为-1,从而生成
    一比特序列sJ1。
    6.根据权利要求5所述的基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法,其特征在于,所述
    步骤E具体包括步骤:
    E1、将一比特序列sJ1进行放大,放大后的欺骗干扰为αsJ1,其中α为放大系数,可由下式
    计算得到
    <mrow> <mi>&alpha;</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>&beta;An</mi> <mi>h</mi> </msub> </mrow> <mn>2</mn> </mfrac> <msqrt> <mfrac> <mi>&pi;</mi> <mn>2</mn> </mfrac> </msqrt> </mrow>
    其中β的值根据不同的信噪比查询预先设置的关系表选择;
    E2、将放大后的欺骗干扰αsJ1向需要被干扰的SAR进行转发。
    7.一种基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生系统,其特征在于,系统包括:
    比特采样序列生成???,用于欺骗干扰机获取SAR发射的信号,并将SAR发射的信号的
    数值与预定阈值进行比较,根据不同的比较结果分别采用不同的采样值表示,根据采样值
    生成SAR信号的一比特采样序列;
    数据量化???,用于获取欺骗干扰机要产生的若干个虚假点的散射系数,根据散射系
    数获取对应瞬时斜距差,将若干个瞬间斜距差量化为若干个离散的瞬时斜距差单元,根据
    瞬时斜距差单元获取一维距离像的数据;
    卷积???,用于将一比特采样序列与一维距离像进行卷积运算,获取卷积运算后的欺
    骗干扰向量;
    比较???,用于将欺骗干扰向量的逐点与预先产生的噪声阈值进行比较,根据比较结
    果生成一比特序列;
    放大转发???,用于将一比特序列进行放大,并向需要被干扰的SAR进行转发;
    欺骗干扰目标生成???,用于在不同的脉冲重复间隔内,重复转发一比特序列,产生在
    SAR中聚焦的欺骗干扰目标。
    8.根据权利要求7所述的基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生系统,其特征在于,所述
    比特采样序列生成??榫咛灏ǎ?br />
    第一比较单元,用于欺骗干扰机获取SAR发射的信号,并将SAR发射的信号的数值与0进
    行比较;
    序列生成与记录单元,用于将SAR发射的信号的数值中大于0的采样值表示为1,小于0
    的采样值表示为0,根据采样值得到的SAR信号一比特采样序列s,记录一比特采样前信号的
    幅度参数A。
    9.根据权利要求8所述的基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生系统,其特征在于,所述
    数据量化??榫咛灏ǎ?br />
    量化单元,用于获取欺骗干扰机要产生的若干个虚假点的散射系数δk,δk对应瞬时斜距
    差记为ΔRk,虚假点对应的最大斜距差与最小斜距差分别为ΔRmax和ΔRmin。在ΔRmax和Δ
    Rmin之间均匀量化为U个离散的瞬时斜距差单元,
    ΔR0=[ΔRmin ΔRmin+ΔRstep … ΔRmin+(u-1)ΔRstep … ΔRmax]T
    其中ΔRstep为量化间隔,u=1,2,…,U,其中ΔRstep=ρr/8,其中ρr为SAR的距离分辨单
    元;
    一维距离像数据获取单元,用于将具有相同瞬时斜距差的虚假散射点目标归为同一个
    集合,假设第u个单元内共有N个虚假点,则一维距离像σ的第u个单元的数值为
    <mrow> <msub> <mi>&sigma;</mi> <mi>u</mi> </msub> <mo>=</mo> <munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <msub> <mi>&delta;</mi> <mi>n</mi> </msub> <mi>exp</mi> <mo>{</mo> <mo>-</mo> <mi>j</mi> <mfrac> <mrow> <mn>4</mn> <mi>&pi;</mi> </mrow> <mi>&lambda;</mi> </mfrac> <msub> <mi>&Delta;R</mi> <mi>n</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>a</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>}</mo> <mo>}</mo> </mrow>
    其中,ta为当前脉冲对应的时刻,δn为散射系数。
    10.根据权利要求9所述的基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生系统,其特征在于,所述
    卷积??榫咛灏ǎ?br />
    向量翻转单元,用于将一维距离像向量σ的元素位置进行翻转,假设原来的顺序为1,2,
    3,…,U,则翻转后的顺序为U,U-1,U-2,…,1,表示为σ′;
    平移单元,用于将一比特信号s进行逐点平移,使其后端的点与翻转后的一维像向量σ′
    逐渐重合,直至信号s完全平移出σ′的范围,则共需要进行M+U-1次平移;
    第一运算单元,用于进行第q次平移之后(1≤q≤M+U-1),将两向量重叠部分的数据进
    行逐点相乘,相乘操作通过一比特采样信号s与一维像向量σ′的最高位进行异或运算,对一
    维距离像向量σ的数据位进行保留;
    第二运算与记录单元,用于对重叠部分逐点相乘之后,将所有重叠点乘积的计算结果
    进行求和运算,所得的结果存储到一个新的数据向量sJ的第q个位置,在平移M+U-1之后,得
    到的欺骗干扰sJ是一个(M+U-1)×1维的向量,将sJ向量幅度的最大值记为AJ。

    说明书

    一种基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法及系统

    技术领域

    本发明涉及信号处理技术领域,尤其涉及一种基于一比特采样的SAR欺骗干扰产
    生方法及系统。

    背景技术

    SAR欺骗干扰机根据预先设计好的虚假场景对截获的SAR信号进行延时与相位调
    制,比传统的压制干扰所需的功率更低,且危害更大。其中SAR为Synthetic Aperture
    Radar的缩写,中文译文为合成孔径雷达。干扰机在真实场景中产生逼真的虚假目标,从而
    扰乱SAR的信息获取与决策,因此针对SAR欺骗干扰的研究引起了学者们的广泛关注。但随
    着虚假场景的增大,产生欺骗干扰所需的计算复杂度与运算时间也随之增加,这不仅对欺
    骗干扰机的成本,也对它的实时性能提出了更高的要求。为了降低SAR欺骗干扰机的运算
    量,提升欺骗干扰产生的实时性,需要研究更加简洁高效的欺骗干扰产生方法。利用多接收
    机系统进行欺骗干扰调制,对SAR欺骗干扰精度以及稳健性进行了较大的提升。但该方法是
    基于传统的高精度信号截获、调制、转发系统,仍然存在系统复杂、运算量大的问题。

    因此现有技术中的欺骗干扰调制方法,对高精度信号截获、调制、转发时,调制系
    统复杂,运算量大,提高了SAR欺骗干扰机的成本,为欺骗干扰调制带来诸多不便。

    因此,现有技术还有待于改进和发展。

    发明内容

    鉴于现有技术的不足,本发明目的在于提供一种基于一比特采样的SAR欺骗干扰
    产生方法及系统,旨在解决现有技术中的欺骗干扰调制方法,对高精度信号截获、调制、转
    发时,调制系统复杂,运算量大,提高了SAR欺骗干扰机的成本,为欺骗干扰调制带来诸多不
    便的技术问题。

    本发明的技术方案如下:

    一种基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法,其中,方法包括步骤:

    A、欺骗干扰机获取SAR发射的信号,并将SAR发射的信号的数值与预定阈值进行比
    较,根据不同的比较结果分别采用不同的采样值表示,根据采样值生成SAR信号的一比特采
    样序列;

    B、获取欺骗干扰机要产生的若干个虚假点的散射系数,根据散射系数获取对应瞬
    时斜距差,将若干个瞬间斜距差量化为若干个离散的瞬时斜距差单元,根据瞬时斜距差单
    元获取一维距离像的数据;

    C、将一比特采样序列与一维距离像进行卷积运算,获取卷积运算后的欺骗干扰向
    量;

    D、将欺骗干扰向量的逐点与预先产生的噪声阈值进行比较,根据比较结果生成一
    比特序列;

    E、将一比特序列进行放大,并向需要被干扰的SAR进行转发;

    F、在不同的脉冲重复间隔内,重复步骤A~步骤E,产生在SAR中聚焦的欺骗干扰目
    标。

    所述的基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法,其中,所述步骤A具体包括步骤:

    A1、欺骗干扰机获取SAR发射的信号,并将SAR发射的信号的数值与0进行比较;

    A2、将SAR发射的信号的数值中大于0的采样值表示为1,小于0的采样值表示为0,
    根据采样值得到的SAR信号一比特采样序列s,记录一比特采样前信号的幅度参数A。

    所述的基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法,其中,所述步骤B具体包括步骤:

    B1、获取欺骗干扰机要产生的若干个虚假点的散射系数δk,δk对应瞬时斜距差记为
    ΔRk,虚假点对应的最大斜距差与最小斜距差分别为ΔRmax和ΔRmin。在ΔRmax和ΔRmin之间
    均匀量化为U个离散的瞬时斜距差单元,

    ΔR0=[ΔRmin ΔRmin+ΔRstep … ΔRmin+(u-1)ΔRstep … ΔRmax]T

    其中ΔRstep为量化间隔,u=1,2,…,U,其中ΔRstep=ρr/8,其中ρr为SAR的距离分
    辨单元;

    B2、将具有相同瞬时斜距差的虚假散射点目标归为同一个集合,假设第u个单元内
    共有N个虚假点,则一维距离像σ的第u个单元的数值为


    其中,ta为当前脉冲对应的时刻,δn为散射系数。

    所述的基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法,其中,所述步骤C具体包括步骤:

    C1、将一维距离像向量σ的元素位置进行翻转,假设原来的顺序为1,2,3,…,U,则
    翻转后的顺序为U,U-1,U-2,…,1,表示为σ′;

    C2、将一比特信号s进行逐点平移,使其后端的点与翻转后的一维像向量σ′逐渐重
    合,直至信号s完全平移出σ′的范围,则共需要进行M+U-1次平移;

    C3、进行第q次平移之后(1≤q≤M+U-1),将两向量重叠部分的数据进行逐点相乘,
    相乘操作通过一比特采样信号s与一维像向量σ′的最高位进行异或运算,对一维距离像向
    量σ的数据位进行保留;

    C4、对重叠部分逐点相乘之后,将所有重叠点乘积的计算结果进行求和运算,所得
    的结果存储到一个新的数据向量sJ的第q个位置,在平移M+U-1之后,得到的欺骗干扰sJ是一
    个(M+U-1)×1维的向量,将sJ向量幅度的最大值记为AJ。

    所述的基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法,其中,所述步骤D具体包括步骤:

    D1、预先产生服从高斯分布的均值为0、方差为的随机噪声,随机噪声的概率密
    度为


    信噪比SNR的定义为


    D2、将预先产生的随机噪声作为噪声阈值与产生的欺骗干扰sJ进行逐点比较,当
    欺骗干扰大于该阈值时,则在一比特序列sJ1的对应位置记为1,小于该阈值时则记为-1,从
    而生成一比特序列sJ1。

    所述的基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法,其中,所述步骤E具体包括步骤:

    E1、将一比特序列sJ1进行放大,放大后的欺骗干扰为αsJ1,其中α为放大系数,可由
    下式计算得到


    其中β的值根据不同的信噪比查询预先设置的关系表选择;

    E2、将放大后的欺骗干扰αsJ1向需要被干扰的SAR进行转发。

    一种基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生系统,其中,系统包括:

    比特采样序列生成???,用于欺骗干扰机获取SAR发射的信号,并将SAR发射的信
    号的数值与预定阈值进行比较,根据不同的比较结果分别采用不同的采样值表示,根据采
    样值生成SAR信号的一比特采样序列;

    数据量化???,用于获取欺骗干扰机要产生的若干个虚假点的散射系数,根据散
    射系数获取对应瞬时斜距差,将若干个瞬间斜距差量化为若干个离散的瞬时斜距差单元,
    根据瞬时斜距差单元获取一维距离像的数据;

    卷积???,用于将一比特采样序列与一维距离像进行卷积运算,获取卷积运算后
    的欺骗干扰向量;

    比较???,用于将欺骗干扰向量的逐点与预先产生的噪声阈值进行比较,根据比
    较结果生成一比特序列;

    放大转发???,用于将一比特序列进行放大,并向需要被干扰的SAR进行转发;

    欺骗干扰目标生成???,用于在不同的脉冲重复间隔内,重复转发一比特序列,产
    生在SAR中聚焦的欺骗干扰目标。

    所述的基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生系统,其中,所述比特采样序列生成模
    块具体包括:

    第一比较单元,用于欺骗干扰机获取SAR发射的信号,并将SAR发射的信号的数值
    与0进行比较;

    序列生成与记录单元,用于将SAR发射的信号的数值中大于0的采样值表示为1,小
    于0的采样值表示为0,根据采样值得到的SAR信号一比特采样序列s,记录一比特采样前信
    号的幅度参数A。

    所述的基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生系统,其中,所述数据量化??榫咛灏?br />括:

    量化单元,用于获取欺骗干扰机要产生的若干个虚假点的散射系数δk,δk对应瞬时
    斜距差记为ΔRk,虚假点对应的最大斜距差与最小斜距差分别为ΔRmax和ΔRmin。在ΔRmax和
    ΔRmin之间均匀量化为U个离散的瞬时斜距差单元,

    ΔR0=[ΔRmin ΔRmin+ΔRstep … ΔRmin+(u-1)ΔRstep … ΔRmax]T

    其中ΔRstep为量化间隔,u=1,2,…,U,其中ΔRstep=ρr/8,其中ρr为SAR的距离分
    辨单元;

    一维距离像数据获取单元,用于将具有相同瞬时斜距差的虚假散射点目标归为同
    一个集合,假设第u个单元内共有N个虚假点,则一维距离像σ的第u个单元的数值为


    其中,ta为当前脉冲对应的时刻,δn为散射系数。

    所述的基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生系统,其中,所述卷积??榫咛灏ǎ?br />

    向量翻转单元,用于将一维距离像向量σ的元素位置进行翻转,假设原来的顺序为
    1,2,3,…,U,则翻转后的顺序为U,U-1,U-2,…,1,表示为σ′;

    平移单元,用于将一比特信号s进行逐点平移,使其后端的点与翻转后的一维像向
    量σ′逐渐重合,直至信号s完全平移出σ′的范围,则共需要进行M+U-1次平移;

    第一运算单元,用于进行第q次平移之后(1≤q≤M+U-1),将两向量重叠部分的数
    据进行逐点相乘,相乘操作通过一比特采样信号s与一维像向量σ′的最高位进行异或运算,
    对一维距离像向量σ的数据位进行保留;

    第二运算与记录单元,用于对重叠部分逐点相乘之后,将所有重叠点乘积的计算
    结果进行求和运算,所得的结果存储到一个新的数据向量sJ的第q个位置,在平移M+U-1之
    后,得到的欺骗干扰sJ是一个(M+U-1)×1维的向量,将sJ向量幅度的最大值记为AJ。

    本发明提供了一种基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法及系统,本发明利用
    一比特采样技术对SAR信号进行截获、欺骗干扰调制与转发,大大降低了欺骗干扰卷积调制
    的计算量与运算复杂度,同时也使得传统的信号截获与转发??榈玫搅撕艽蟪潭鹊募蚧?,
    降低了SAR欺骗干扰机的成本,欺骗干扰效果好。

    附图说明

    图1为本发明的一种基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法的较佳实施例的流
    程图。

    图2为本发明的一种基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法的具体应用实施例
    的预先设置的关系表的示意图。

    图3为本发明的一种基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法的具体应用实施例
    的真实场景成像结果示意图。

    图4为本发明的一种基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法的具体应用实施例
    的虚假目标成像结果示意图。

    图5为本发明的一种基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法的具体应用实施例
    的加入虚假目标后的欺骗干扰成像结果示意图。

    图6为本发明的一种基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生系统的较佳实施例的功
    能原理框图。

    具体实施方式

    为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说
    明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

    本发明还提供了一种基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法的较佳实施例的流
    程图,如图1所示,方法包括步骤:

    S100、欺骗干扰机获取SAR发射的信号,并将SAR发射的信号的数值与预定阈值进
    行比较,根据不同的比较结果分别采用不同的采样值表示,根据采样值生成SAR信号的一比
    特采样序列。

    具体实施时,获取SAR发射的信号的数值,并将预定阈值设置为1。则步骤S100具体
    包括步骤:

    S101、欺骗干扰机获取SAR发射的信号,并将SAR发射的信号的数值与0进行比较;

    S102、将SAR发射的信号的数值中大于0的采样值表示为1,小于0的采样值表示为
    0,根据采样值得到的SAR信号一比特采样序列s,记录一比特采样前信号的幅度参数A。

    具体实施时,欺骗干扰机截获SAR发射的信号的数值,并将其与0进行比较,将大于
    0的采样值表示为1,小于0的表示为0,从而得到用0和1表示的SAR信号一比特采样序列s,它
    是一个M×1维的向量。同时记录下一比特采样前信号的幅度参数A。

    S200、获取欺骗干扰机要产生的若干个虚假点的散射系数,根据散射系数获取对
    应瞬时斜距差,将若干个瞬间斜距差量化为若干个离散的瞬时斜距差单元,根据瞬时斜距
    差单元获取一维距离像的数据。

    具体实施时,一个点的散射系数是指这个点能够散射雷达波的幅度和相位,通常
    是一个复数,在此处用δk表示。

    步骤S200具体包括步骤:

    S201、获取欺骗干扰机要产生的若干个虚假点的散射系数δk,δk对应瞬时斜距差记
    为ΔRk,虚假点对应的最大斜距差与最小斜距差分别为ΔRmax和ΔRmin。在ΔRmax和ΔRmin之
    间均匀量化为U个离散的瞬时斜距差单元,

    ΔR0=[ΔRmin ΔRmin+ΔRstep … ΔRmin+(u-1)ΔRstep … ΔRmax]T

    其中ΔRstep为量化间隔,u=1,2,…,U,其中ΔRstep=ρr/8,其中ρr为SAR的距离分
    辨单元;其中ΔRstep为量化间隔,u=1,2,…,U??悸堑匠上袼惴ň嗬脶愣U木纫?,
    在此令ΔRstep=ρr/8,其中ρr为SAR的距离分辨单元,可以通过电子侦察的方法获得。

    B2、将具有相同瞬时斜距差的虚假散射点目标归为同一个集合,假设第u个单元内
    共有N个虚假点,则一维距离像σ的第u个单元的数值为


    其中,ta为当前脉冲对应的时刻,δn为散射系数。

    具体实施时,假设需要产生的虚假点的散射系数为δk,其中k=1,2,…,K。δk对应瞬
    时斜距差ΔRk计算方法属于现有技术,此处不再详细赘述。一维距离像σ是一个与ΔR0具有
    相同的维度,它是一个U×1维的向量。

    根据应用的需求不同,一维距离像σ是指虚假目标散射点的组成,由前文计算得到
    的σu按顺序排列而成的一个U×1维的向量,σ向量中的每一个数通常以16位或其他精度的
    多维二进制数表示,其中最高位为数据的符号位,表示数据的正负,其余位为数据位,表示
    数据的大小。

    S300、将一比特采样序列与一维距离像进行卷积运算,获取卷积运算后的欺骗干
    扰向量。将一比特信号s与一维距离像σ进行卷积运算。

    具体实施时,步骤S300具体包括步骤:

    S301、将一维距离像向量σ的元素位置进行翻转,假设原来的顺序为1,2,3,…,U,
    则翻转后的顺序为U,U-1,U-2,…,1,表示为σ′;

    S302、将一比特信号s进行逐点平移,使其后端的点与翻转后的一维像向量σ′逐渐
    重合,直至信号s完全平移出σ′的范围,则共需要进行M+U-1次平移;

    S303、进行第q次平移之后(1≤q≤M+U-1),将两向量重叠部分的数据进行逐点相
    乘,相乘操作通过一比特采样信号s与一维像向量σ′的最高位进行异或运算,对一维距离像
    向量σ的数据位进行保留;

    S304、对重叠部分逐点相乘之后,将所有重叠点乘积的计算结果进行求和运算,所
    得的结果存储到一个新的数据向量sJ的第q个位置,在平移M+U-1之后,得到的欺骗干扰sJ是
    一个(M+U-1)×1维的向量,将sJ向量幅度的最大值记为AJ。

    具体实施时,进行第q次平移之后(1≤q≤M+U-1),将两向量重叠部分的数据进行
    逐点相乘,该相乘操作可通过一比特信号s与一维像向量σ′的最高位(符号位)进行异或运
    算,而对一维像向量的数据位进行保留而实现。

    S400、将欺骗干扰向量的逐点与预先产生的噪声阈值进行比较,根据比较结果生
    成一比特序列。

    具体地,步骤S400具体包括步骤:

    S401、预先产生服从高斯分布的均值为0、方差为的随机噪声nh,随机噪声的概率
    密度为


    S402、将预先产生的随机噪声作为噪声阈值与产生的欺骗干扰sJ进行逐点比较,
    当欺骗干扰大于该阈值时,则在一比特序列sJ1的对应位置记为1,小于该阈值时则记为-1,
    从而生成一比特序列sJ1。

    具体实施时,产生服从高斯分布的均值为0、方差为的随机噪声。随机噪声的概
    率密度为


    信噪比SNR的定义为


    随机噪声可以根据不同的应用需求进行设置,通常不大于0dB。将该噪声作为阈值
    与产生的欺骗干扰sJ进行逐点比较,当欺骗干扰大于该阈值时,则在新的一比特序列sJ1的
    对应位置记为1,小于该阈值时则记为-1。

    S500、将一比特序列进行放大,并向需要被干扰的SAR进行转发。

    具体实施时,步骤S500具体包括步骤:

    S501、将一比特序列sJ1进行放大,放大后的欺骗干扰为αsJ1,其中α为放大系数,可
    由下式计算得到


    其中β的值根据不同的信噪比查询预先设置的关系表选择;

    S502、将放大后的欺骗干扰αsJ1向需要被干扰的SAR进行转发。

    具体实施时,将sJ1进行放大并向需要被干扰的SAR进行转发。放大后的欺骗干扰为
    αsJ1,其中α为放大系数,可由下式计算得到


    对应不同的SNR,β的值可根据图2中的预先设置的关系表中查询得到,该关系表为
    信噪比与β的关系表。

    S600、在不同的脉冲重复间隔内,重复步骤S100~步骤S500,产生在SAR中聚焦的
    欺骗干扰目标。

    具体实施时,脉冲重复间隔:SAR通过在一定的时间段内连续发射脉冲信号进行成
    像,相邻两个脉冲信号之间的时间间隔即为脉冲重复间隔。本专利针对的是干扰机的设计,
    所以需要干扰机通过电子侦察的手段来获取SAR的脉冲重复间隔。

    当SAR接收到回波信号之后,需要进行距离脉冲压缩、距离弯曲校正、方位压缩等
    一系列规范化的处理然后得到SAR图像。当利用本专利的方法进行欺骗干扰之后,SAR接收
    的回波信号之中混合了放大的比特序列。而是否混合了欺骗干扰对于SAR而言是未知的,它
    仍然会按照常规的距离脉冲压缩、距离弯曲校正、方位压缩这样的常规流程进行处理,经过
    这一系列处理之后,在SAR成像结果中就会出现虚假目标。(欺骗干扰机和SAR是独立分开的
    两个系统,本专利只涉及前者,后者的成像处理有一套常规且复杂的流程,并不会影响本专
    利方法的效果)。

    本发明的一个具体应用实施例可以通过以下的仿真实验进一步说明,仿真时采用
    MATLAB软件进行仿真。

    仿真数据的参数如下:图3所示为存在欺骗干扰的真实目标成像结果,场景中一条
    分叉的道路,图4所示为加入的欺骗干扰的图像,形状与分叉的道路相同,图5所示为欺骗干
    扰后的成像结果,分叉的道路被虚假目标覆盖,不能被发现。因此取得了较好的欺骗干扰结
    果。

    本发明提供了一种基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生系统的较佳实施例的功能
    原理框图,如图6所示,其中,系统包括:

    比特采样序列生成???00,用于欺骗干扰机获取SAR发射的信号,并将SAR发射的
    信号的数值与预定阈值进行比较,根据不同的比较结果分别采用不同的采样值表示,根据
    采样值生成SAR信号的一比特采样序列;具体如方法实施例所述。

    数据量化???00,用于获取欺骗干扰机要产生的若干个虚假点的散射系数,根据
    散射系数获取对应瞬时斜距差,将若干个瞬间斜距差量化为若干个离散的瞬时斜距差单
    元,根据瞬时斜距差单元获取一维距离像的数据;具体如方法实施例所述。

    卷积???00,用于将一比特采样序列与一维距离像进行卷积运算,获取卷积运算
    后的欺骗干扰向量;具体如方法实施例所述。

    比较???00,用于将欺骗干扰向量的逐点与预先产生的噪声阈值进行比较,根据
    比较结果生成一比特序列;具体如方法实施例所述。

    放大转发???00,用于将一比特序列进行放大,并向需要被干扰的SAR进行转发;
    具体如方法实施例所述。

    欺骗干扰目标生成???00,用于在不同的脉冲重复间隔内,重复转发一比特序
    列,产生在SAR中聚焦的欺骗干扰目标;具体如方法实施例所述。

    所述的基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生系统,其中,所述比特采样序列生成模
    块具体包括:

    第一比较单元,用于欺骗干扰机获取SAR发射的信号,并将SAR发射的信号的数值
    与0进行比较;具体如方法实施例所述。

    序列生成与记录单元,用于将SAR发射的信号的数值中大于0的采样值表示为1,小
    于0的采样值表示为0,根据采样值得到的SAR信号一比特采样序列s,记录一比特采样前信
    号的幅度参数A;具体如方法实施例所述。

    所述的基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生系统,其中,所述数据量化??榫咛灏?br />括:

    量化单元,用于获取欺骗干扰机要产生的若干个虚假点的散射系数

    δk,δk对应瞬时斜距差记为ΔRk,虚假点对应的最大斜距差与最小斜距差分别为Δ
    Rmax和ΔRmin。在ΔRmax和ΔRmin之间均匀量化为U个离散的瞬时斜距差单元,

    ΔR0=[ΔRmin ΔRmin+ΔRstep … ΔRmin+(u-1)ΔRstep … ΔRmax]T

    其中ΔRstep为量化间隔,u=1,2,…,U,其中ΔRstep=ρr/8,其中ρr为SAR的距离分
    辨单元;具体如方法实施例所述。

    一维距离像数据获取单元,用于将具有相同瞬时斜距差的虚假散射点目标归为同
    一个集合,假设第u个单元内共有N个虚假点,则一维距离像σ的第u个单元的数值为


    其中,ta为当前脉冲对应的时刻,δn为散射系数;具体如方法实施例所述。

    所述的基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生系统,其中,所述卷积??榫咛灏ǎ?br />

    向量翻转单元,用于将一维距离像向量σ的元素位置进行翻转,假设原来的顺序为
    1,2,3,…,U,则翻转后的顺序为U,U-1,U-2,…,1,表示为σ′;具体如方法实施例所述。

    平移单元,用于将一比特信号s进行逐点平移,使其后端的点与翻转后的一维像向
    量σ′逐渐重合,直至信号s完全平移出σ′的范围,则共需要进行M+U-1次平移;具体如方法实
    施例所述。

    第一运算单元,用于进行第q次平移之后(1≤q≤M+U-1),将两向量重叠部分的数
    据进行逐点相乘,相乘操作通过一比特采样信号s与一维像向量σ′的最高位进行异或运算,
    对一维距离像向量σ的数据位进行保留;具体如方法实施例所述。

    第二运算与记录单元,用于对重叠部分逐点相乘之后,将所有重叠点乘积的计算
    结果进行求和运算,所得的结果存储到一个新的数据向量sJ的第q个位置,在平移M+U-1之
    后,得到的欺骗干扰sJ是一个(M+U-1)×1维的向量,将sJ向量幅度的最大值记为AJ;具体如
    方法实施例所述。

    综上所述,本发明提出了一种基于一比特采样的SAR欺骗干扰产生方法及系统,方
    法包括:获取SAR发射的信号与预定阈值进行比较,根据比较结果生成一比特采样序列;获
    取要产生的若干个虚假点的散射系数的瞬时斜距差,量化为离散的瞬时斜距差单元,根据
    瞬时斜距差单元获取一维距离像;将一比特采样序列与一维距离像进行卷积运算生成欺骗
    干扰向量;根据欺骗干扰向量的逐点与预先产生的噪声阈值的比较结果生成一比特序列;
    将一比特序列进行放大,并向需要被干扰的SAR进行转发;在不同的脉冲重复间隔内,重复
    上述步骤,产生聚焦的欺骗干扰目标。本发明大大降低了欺骗干扰卷积调制的计算量与运
    算复杂度,降低了SAR欺骗干扰机的成本,欺骗干扰效果好。

    应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可
    以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保
    护范围。

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    一种 基于 比特 采样 SAR 欺骗 干扰 产生 方法 系统
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