機載SAR高分辨率成像算法的FPGA處理技術(shù)研究.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)（SAR）是高分辨率成像雷達(dá)，具有傳統(tǒng)光學(xué)成像與紅外遙感沒有的全天候與全天時工作的特點，并且能夠穿透遮蔽物，改變了傳統(tǒng)雷達(dá)單純探測目標(biāo)位置的方式，并具有獲取目標(biāo)圖像的能力，從而能夠獲得更多的目標(biāo)信息，有利于進(jìn)行目標(biāo)識別，在戰(zhàn)場偵察，環(huán)境監(jiān)測、應(yīng)急救援等領(lǐng)域具有重要作用。SAR主要搭載在衛(wèi)星與較大型的飛機上，該系統(tǒng)不但組成復(fù)雜、成本高，而且重量與體積都較大，成為在小型飛行平臺上應(yīng)用的瓶頸。而隨著國內(nèi)外輕小型飛機、無人飛行器的快

2、速發(fā)展，在其上搭載微型SAR成像處理系統(tǒng)逐漸受到廣泛關(guān)注，而小型飛行平臺的SAR成像處理系統(tǒng)迫切需要解決體積、重量、功耗、實時處理等問題。要搭建微型SAR成像處理系統(tǒng)，需要選擇處理流程簡潔且適合硬件實現(xiàn)的算法。極坐標(biāo)格式算法(PFA)在正側(cè)視情況下可以采用基于PCS的尺度變換方式，以簡單的復(fù)數(shù)運算與FFT變換取代兩維插值運算，簡化了算法。FPGA硬件可編程、高度并行處理等特點，使得它在高速率、大數(shù)據(jù)量處理的場合中被廣泛使用，因此選擇FP

3、GA實現(xiàn)SAR算法成為目前微型SAR成像處理系統(tǒng)研究的熱點。本文一共有五章，各章節(jié)主要內(nèi)容如下所述：
　　論文第一章首先介紹了SAR的背景知識，然后回顧了國內(nèi)外微型SAR研究的歷程，介紹了FPGA器件的相關(guān)技術(shù)。闡述了在微型SAR成像處理系統(tǒng)中，利用FPGA實現(xiàn)極坐標(biāo)格式算法的意義。最后給出了文章的主要內(nèi)容與文章結(jié)構(gòu)。
　　論文第二章首先介紹了去斜率信號的特點，然后分別介紹了利用插值方式與基于PCS的尺度變換方式實現(xiàn)極坐標(biāo)格

4、式算法的原理，并給出了各自點目標(biāo)的仿真結(jié)果。最后指出在硬件實現(xiàn)極坐標(biāo)格式算法過程中，從處理效率角度出發(fā)，基于PCS的極坐標(biāo)格式算法更適合硬件實現(xiàn)。
　　論文第三章從SAR信號實時處理的角度出發(fā)，結(jié)合PFA處理流程與FPGA硬件技術(shù)進(jìn)行考慮，為節(jié)省硬件資源與提升數(shù)據(jù)處理效率，系統(tǒng)設(shè)計了PFA算法處理模塊、DDR3讀寫轉(zhuǎn)置模塊、PCIe傳輸模塊。然后給出各個模塊的具體設(shè)計，相應(yīng)的模塊還對處理效率、處理誤差進(jìn)行了分析。
　　論文第