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题目:高分辨率SAR成像处理机关键技术研究

关键词:合成孔径雷达;成像算法;高分辨率;实时处理

  摘要

高分辨率对合成孔径雷达的成像、检测、跟踪有着重要意义,这使得它成为国内外合成孔径雷达发展的热门方向之一。本文从几个方面研究了高分辨率机载及星载的实时处理机的数字化部分,提出并实现相应的硬件系统,并针对部分高分辨成像算法进行研究。主要的工作和创新有:(1) 对高分辨率成像算法进行了研究,包括重叠子孔径算法,阶梯变换算法及精确传递函数算法。详细分析了重叠子孔径算法在高分辨率聚束SAR成像中的应用及成像性能;研究了阶梯变换算法在大斜条带SAR中的应用,提出了误差补偿及距离徙动校正的改进方法;介绍了精确传递函数算法并对其硬件实现进行了详细分析。(2) 针对合成孔径雷达的高分辨率要求,进行了数字部分工程实现。利用DAC+FPGA结构设计实现了双通道高带宽信号发生器;利用ADC+FPGA结构设计实现了双通道高带宽采样系统。(3) 研究了合成孔径雷达信号处理FPGA实现,对其关键问题即FFT的FPGA实现进行了详细的研究。首先针对脉冲压缩应用设计了基于DIT分解的R22SDF (Single-path Delay Feedback)结构,并进行了硬件实现。其次,针对高分辨率SAR处理应用,设计了基于R22SDF结构的块浮点处理结构。第三,对流水线结构的浮点FFT处理器进行了设计,提出了R22SDF结构的两种改进方法。第四,采用MDF(Multi-path Delay Feedback)结构,改进了一种针对GHz采样系统的并行流水结构。以上结构均进行了FPGA的验证。(4) 研究了基于多DSP处理器的SAR实时成像系统,针对精确传递函数算法,设计了针对多DSP的任务分配方法,并给出了实验结果。采用DSP+FPGA结构设计了高分辨率SAR成像处理系统,给出了FPGA的成像处理流程并进行硬件电路设计。