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申请/专利权人：南京理工大学

摘要：本发明公开了一种反三角调频雷达探测的无源干扰设计方法，该方法为：首先雷达发射对称三角线性调频信号，计算信号经过调制后，在距离像中目标的位置、数量和幅度；然后建立时频调制理论模型，由调制产生的正负一阶谐波作为假目标的主体，通过控制调制频率的大小改变假目标的位置，通过在调制周期内产生不同的调制频率改变假目标的数量，通过改变每种调制频率的持续时间实现不同幅度的假目标；接着根据调制频率得到在时间上连续变化的调制相位，并离散成相位序列，生成控制超表面的时间编码；最后使用可重构超表面实现时频调制理论模型，进行雷达欺骗干扰。本发明能够对对称三角调频雷达进行欺骗干扰，具有应用灵活、易于实现的优点。

主权项：1.一种反三角调频雷达探测的无源干扰设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、雷达发射对称三角线性调频信号，计算信号经过调制后在距离像中假目标的位置、数量和幅度；步骤2、建立时频调制理论模型，由调制产生的正负一阶谐波作为假目标的主体，通过控制调制频率的大小改变假目标的位置，通过在调制周期内产生不同的调制频率改变假目标的数量，通过改变每种调制频率的持续时间实现不同幅度的假目标；步骤3、根据调制频率得到在时间上连续变化的调制相位，并离散成相位序列，生成相应控制超表面的时间编码；步骤4、使用可重构超表面实现时频调制理论模型，进行雷达欺骗干扰；步骤1中，雷达发射对称三角线性调频信号，计算信号经过调制后在距离像中假目标的位置、数量和幅度，具体如下：步骤1.1、雷达发射的对称三角线性调频信号由前半周期的上线性调频信号和后半周期的下线性调频信号组成，载波频率为，信号周期为，信号带宽为，调频斜率为，具体定义为； 函数定义为：当时，；当时，；在其他时刻为0；表示时刻；因此时刻下的对称三角线性调频信号表示为： 1步骤1.2、雷达将接收到的信号回波与发射信号进行模糊函数计算来对目标进行探测，模糊函数表示为： 2式中，为回波的多普勒频移，为信号延迟的时间，为对称三角线性调频信号的共轭形式；对称三角线性调频信号是一个高多普勒容忍信号，同时耦合目标的速度和距离；步骤1.3、设定经过目标反射的回波与雷达没有相对运动，通过负多普勒频移进行速度或距离干扰，产生额外的时间延迟，从而产生距离像上比真实目标远的假目标；通过正多普勒频移会使时间超前，进而产生距离像上比真实目标近的假目标；设定时间延迟或时间超前为，多普勒频移为，则与之间的关系为： 3通过设计多普勒频移来实现所产生假目标的位置、数量和幅度；步骤2中，建立时频调制理论模型，由调制产生的正负一阶谐波作为假目标的主体，通过控制调制频率的大小改变假目标的位置，通过在调制周期内产生不同的调制频率改变假目标的数量，通过改变每种调制频率的持续时间实现不同幅度的假目标，具体如下：步骤2.1、采用2bit相位可调超表面，使用调制产生的正负一阶谐波作为假目标的主体，在调制周期内通过改变多普勒频移实现时频调制，在上线性调频周期中获得负多普勒频移，在下线性调频周期获得正多普勒频移，建立时频调制理论模型，使得对称三角线性调频信号的前半周期和后半周期都形成时延，实现生成假目标不对称的效果；通过改变调制频率的大小来改变假目标与真实目标之间的距离，令电磁波传播速度为，则产生的假目标与真实目标的距离的绝对值为： 4通过对对称三角线性调频信号产生多普勒频移，确定回波与雷达发射的对称三角线性调频信号经过匹配滤波后能够在距离像上改变假目标的位置；步骤2.2、通过在对称三角线性调频信号中第部分的第个时间间隔内引入不同的调制频率，来改变假目标的数量，其中，，，；设定表示发射信号的上线性调频部分，表示发射信号的下线性调频部分，表示在发射信号部分的第个时间间隔的起始时刻，表示在发射信号部分的第个时间间隔的起始时刻，则和之间为调制周期内的一个调制时间间隔，为部分的第个时间间隔的调制频率；经过调制后，得到的信号回波为： 5式中，为对称三角线性调频信号的调制函数，为在调制间隔内的调制函数，为调制函数的幅值，函数定义为：当时，；在其他时刻为0；步骤2.3、通过改变每种调制频率的持续时间，使得生成的多个假目标有不同的幅度，即令，其中表示在发射信号部分的第个时间间隔的起始时刻；步骤3中，根据调制频率得到在时间上连续变化的调制相位，并离散成相位序列，生成相应控制超表面的时间编码，具体如下：步骤3.1、设调制函数在调制周期内产生一个固定的调制频率，则对称三角线性调频信号的调制函数表示为： 6式中，为调制函数的幅值，为t时刻的瞬时相位；步骤3.2、由于相位可调超表面单元只能在范围内对调制函数的相位进行离散，即对比特相位可调超表面，调制函数的幅值保持在1不变，调制相位离散为种状态，相邻状态的相位差为，因此实现固定的多普勒频移量时，调制函数表示为： 7式中，表示第个调制状态的调制函数在时刻的取值，为调制周期，为每个调制状态下反射系数的幅值，为第个调制状态下的相位，其中为比特相位调制的调制状态的数量；步骤3.3、基于对称三角线性调频信号设计假目标，需要在一个信号周期内产生不同的调制频率，即对信号做时频调制；式5的调制频率分别表示和，其中表示固定的调制频率步长，和分别表示上调频和下调频部分的时间调制序列，表示对于发射信号上线性调频部分的第个时间间隔的调制频率，表示对于发射信号下线性调频部分的第个时间间隔的调制频率；由于相位随周期变化，将调制频率序列{}转化为调制相位，并根据比特数离散成相位序列{}，进而生成相应控制超表面的时间编码，以实现时频调制理论模型；步骤4中使用可重构超表面实现时频调制理论模型，进行雷达欺骗干扰，具体为：步骤4.1、使用步骤3生成的时间编码控制超表面阵列，将所建立的调制函数转化为反射系数，并在上调频和下调频内分别用傅里叶级数进行展开，得到下式： 8其中，为上调频和下调频周期的频率分辨率，为调制函数对于发射信号部分的第次谐波的傅里叶系数，计算公式为： 9步骤4.2、忽略幅度的衰减，经过时频调制的超表面反射的回波为： 10其中，表示对于发射信号上线性调频部分的第个时间间隔的起始时刻，表示对于发射信号下线性调频部分的第个时间间隔的起始时刻；经过雷达的匹配滤波后，距离像为： 11式中，为对称三角线性调频信号的匹配滤波器，为目标与雷达之间的距离所产生的时间延迟，取值为0，则距离像为： 12其中，；步骤4.3、建立距离像与各时频周期持续时间、多普勒频移之间的函数关系，通过控制可重构超表面的反射系数来实现时频调制，使得对称三角线性调频信号产生所期望的变化，从而在雷达距离像上完成假目标设计。

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