基于陰影特征的SAR對抗方法研究.pdf

1、SAR全天候、全天時等特點使其在軍事領(lǐng)域具有光學成像系統(tǒng)無法替代的優(yōu)勢。而隨著SAR軍事作用的提升，針對SAR的干擾和抗干擾技術(shù)也成為了SAR研究的重要課題。SAR欺騙式干擾通過干擾機模擬虛假的回波，在SAR圖像上形成欺騙目標，嚴重影響SAR圖像解譯的可靠性。由于SAR一般為側(cè)視成像，SAR圖像中目標陰影特征明顯。因此，本文針對SAR欺騙式干擾，開展了基于陰影特征的SAR對抗方法研究，具體內(nèi)容及創(chuàng)新如下：
　　1.闡述了SAR基本

2、原理，SAR欺騙式干擾的實現(xiàn)方式以及SAR圖像的陰影特征。說明了SAR欺騙式干擾本質(zhì)是干擾回波和真實回波的疊加，難以實現(xiàn)對虛假目標陰影特征的模擬，因此可以在圖像域從陰影識別的角度進行SAR抗欺騙式干擾。簡要概述了識別所用到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理，對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)訓練常用的反向傳播算法進行了說明。
　　2.對 LeNet-5結(jié)構(gòu)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行改進以用于 SAR目標分類。將LeNet-5結(jié)構(gòu)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的卷積層和全連接分類層的激

3、活函數(shù)分別改為ReLU和softmax函數(shù)，池化層采用最大采樣，對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)調(diào)節(jié)改善SAR目標分類效果。由于SAR公開數(shù)據(jù)庫中沒有欺騙式干擾下的數(shù)據(jù)，本文為此研究了基于電磁仿真軟件的SAR成像仿真。通過計算雷達照射下的目標表面電磁流分布，回波仿真和成像處理得到復雜目標及其在欺騙式干擾下的成像結(jié)果，為基于識別的抗欺騙式干擾研究提供了樣本庫。
　　3.提出了基于圖像域SAR目標分類以及抗欺騙式干擾方法。傳統(tǒng)SAR抗欺騙式干擾通過對發(fā)射信

4、號進行復雜調(diào)制抑制干擾回波積累成像，無法對已經(jīng)受欺騙式干擾的圖像進行抗干擾。本文首先將SAR圖像通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時完成對圖像的分類，此時圖像邊緣信息明顯，能夠較好的分辨出目標類型。但是真實目標陰影特征相對較弱，難以被學習和區(qū)分。接下來結(jié)合大津法和形態(tài)學運算對分類后的圖像進行多值化處理，多值化后的目標邊緣信息有所損失但陰影特征得到了增強，這時將圖像通過新的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)真假目標的判定從而判斷SAR圖像是否已經(jīng)受到干擾并標記出欺騙目標。
　

5、　4.從彈射式和欺騙式兩個角度提出了兩種主動式陰影消除的 SAR欺騙式干擾方法。彈射式方面，SAR成像中目標與其陰影方位向位置相同，在距離向陰影有所延后，陰影這一位置特點與彈射式干擾效果類似。因此本文通過對干擾機和彈射點位置的計算，將背景彈射至目標陰影處，實現(xiàn)了對目標陰影的消除。欺騙式干擾方面，獲取雷達參數(shù)后欺騙式干擾可以實現(xiàn)在特定位置產(chǎn)生干擾目標。
　　本文通過真實目標計算出目標陰影位置，根據(jù)陰影位置信息進行欺騙式干擾調(diào)制，產(chǎn)生