基于多核多线程的SAR成像算法DSP架构研究

发布时间：2020-03-19 12:50

【摘要】：合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是雷达的一个重要分支,已经应用于多种高速运动平台。我国对于弹载SAR成像尤为重视,对于弹载运动平台而言,大前斜SAR成像算法必不可少,因该成像算法复杂,对成像分辨率要求很高,故对工程化实时性的要求十分严格。本文基于以上背景,针对弹载大前斜算法,对信号处理系统中的DSP架构进行设计。主要在以下几个方面进行改进,使信号处理系统更加稳定,成像效果最佳且实时性满足要求:1、针对弹载运动平台在末制导阶段处于大前斜工作状态的特点,提出一种高速运动平台下的大前斜高分辨频域成像算法,该算法是一种改进的非线性调频变标算法,通过构造高次频域相位滤波因子,消除方位空变项,提高方位聚焦效果,使成像分辨率更高。2、为达到弹载运动平台高实时性的要求,设计多线程多核的DSP编程方式,突破了多线程多核DSP内存管理、线程调度、动态内存开辟等关键技术,使任务之间的切换时间更短;核间多核同步方式设计为基于SYS/BIOS操作系统的Notify同步方式,以实时性最高的核间中断来进行核间通信,且基于实时性考虑,采用多板卡进行处理,板卡间结构设计为数据流流水结构。3、针对弹载复杂的环境,需保证DSP架构必须具备更高的稳定性,因此对信号处理板上DSP架构进行了设计,包括任务之间的切换和同步方式;对信处板上数据流模式进行设计,包括板卡上两个DSP芯片之间数据流和板卡之间数据流的流动方式。基于以上设计,保证任务之间的切换以及板卡之间数据交互更加稳定。其中不同任务之间的信息的传递和同步机制、多核同步方式、DSP芯片之间以及信号处理板之间数据流动是本文设计DSP架构的难点。利用设计的多线程多核DSP架构进行大量仿真实验,然后应用于机载挂飞实验,最终确定该架构的实时性和稳定性满足高速运动平台的成像要求。
【图文】：

中心点,场景,插值,距离剖面图

（a）距离横向剖面图（b）距离剖面图（c）插值后二维剖面图（d）插值后曲面图图2.5 场景中心点 A 点成像效果表2.2 场景中心点 A 点分辨率与 PSLR、ISLR分辨率（m） PSLR（dB） ISLR（dB）距离向 1.35 -13.26 -10.65方位向 1.54 -13.17 -10

边缘点,场景,插值,距离剖面图

（a）距离横向剖面图（b）距离剖面图（c）插值后二维剖面图（d）插值后曲面图图2.6 场景边缘点 B 点成像效果表2.3 场景远距边缘点 B 点分辨率与 PSLR、ISLR分辨率（m） PSLR（dB） ISLR（dB）距离向 1.43 -13.28 -10.65方位向 1.42 -13.17 -10
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN957.52

【参考文献】