SAR回波信號模擬快速并行算法與工程實現(xiàn)方法.pdf

1、合成孔徑雷達（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一種能實現(xiàn)高分辨、遠距離、廣范圍的成像雷達，具有很高的軍事應用價值，是近些年來雷達研究的熱點。SAR回波數(shù)據(jù)多用來評估系統(tǒng)設計、成像和參數(shù)指標。實測SAR回波數(shù)據(jù)多需要飛機（機載）或衛(wèi)星（星載）運載雷達獲得對地回波。然而，高飛行成本使得雷達系統(tǒng)的測試成本較高。所以，為了降低成本，研制出一種SAR回波信號模擬源來模擬獲得所需的回波數(shù)據(jù)是一種有效的途徑。傳統(tǒng)的SAR應

2、用于偵查領域，回波數(shù)據(jù)只需要在單次仿真任務確定后生成即可，對回波仿真的時間沒有嚴格的要求，目前存在的SAR回波模擬器主要有SARSIM和SARAS等。大多數(shù)的回波模擬器都是基于PC平臺的模擬，雖然能保證回波模擬的精度，但是回波模擬的時間遠不能滿足實時性的要求。隨著SAR應用領域的不斷擴展，SAR開始被應用于組合導航控制中，SAR仿真參與閉環(huán)仿真實驗中，SAR模擬器需要根據(jù)實時提供的雷達飛行航跡，實時的提供回波信號，以供閉環(huán)仿真中的反饋控

3、制使用[1]。很顯然，傳統(tǒng)的PC機和工作站平臺的SAR模擬系統(tǒng)，由于其在模擬效率、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)形式上的劣勢，無法應用在實時仿真的環(huán)境中。因此，本文致力于提出快速并行SAR回波信號模擬算法與工程實現(xiàn)方法。
　　高重頻彈載SAR回波信號模擬的數(shù)據(jù)量大，對處理的實時性要求很高。以此為背景，本文研究實時性要求極高的回波模擬方案設計。以減少運算量和提高工程化并行度為目的，本文又完成了一系列算法改進及工程優(yōu)化工作。首先，為減少計算量，研究計

4、算量較少且模擬精度足夠高的同心圓算法，給出其基本原理并分析工程化實現(xiàn)流程。其次，為實現(xiàn)并行工作，研究雷達工作在不同模式時合理有效的對地面場景的分塊方法及數(shù)據(jù)組織存儲方法。再次，合理選取芯片實現(xiàn)芯片間并行對各子場景回波模擬，本文選用FPGA芯片及DSP芯片，給出各芯片的各個工作步驟時序、計算量并分析芯片的實時運算能力。為定量分析本文方法的實時模擬能力，本文以實際的SAR系統(tǒng)工作參數(shù)為例，分析了10KHz重頻下的天線照射地面場景的回波模擬所