SAR實時信號處理中的關鍵算法加速研究.pdf

1、合成孔徑雷達具有全天候、全天時、遠距離、高分辨率成像的能力，在軍事和民用領域都有廣泛的應用。SAR信號處理數(shù)據(jù)量大、運算復雜，提高SAR信號處理的實時性具有重要意義。
　　SAR實時信號處理可以劃分為彼此獨立的三個階段，即預處理、成像和成像后處理。本文重點研究了SAR實時信號處理中的FIR濾波、快速傅里葉變換和圖像分類等關鍵算法，并提出相應的優(yōu)化解決方法。本文的主要內容概括如下：
　　(1)適當降低回波信號的采樣率，可以提高

2、 SAR成像的實時性。為了避免降采樣過程中出現(xiàn)頻譜混疊，需要首先對回波信號進行線性相位的FIR低通濾波。本文提出了一種基于FPGA實現(xiàn)線性FIR濾波器的硬件設計方案。
　　(2)傅里葉變換是雷達成像算法中的核心操作。大點數(shù)浮點FFT運算的效率直接決定了SAR實時成像系統(tǒng)的性能。本文提出了一種基于FPGA的雙精度浮點FFT處理器的硬件設計方法。通過優(yōu)化操作數(shù)和旋轉因子地址映射方法，每個時鐘周期并行完成8個基2蝶形運算。實驗結果表明，

3、相對于運行在Intel(R) Core（TM）2 Quad CPU Q9400 CPU平臺上的FFTW軟件程序，本文設計的FFT處理器可以獲得兩倍的加速比。
　　(3)隨著合成孔徑雷達技術的飛速發(fā)展，SAR成像系統(tǒng)要處理的數(shù)據(jù)量成倍增加。單片 FPGA由于計算能力有限，難以完成超長點數(shù) FFT。本文提出了一種基于FPGA陣列的超長點數(shù)一維FFT并行處理的設計方案：將大點數(shù)的FFT分解為多個小點數(shù)的FFT，分別由多片F(xiàn)PGA并行處理