实时高分辨率SAR成像的FPGA实现

发布时间：2024-04-25 19:14

　　合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像技术是雷达成像技术中的一个重要方向,具有分辨率高、全天时和超远作用距离的特点^[1]。随着SAR向高分辨率实时成像方向发展,传统设计方法已经不能满足分辨率和实时性的更高需求。小体积、低功耗和大分辨率的实时SAR成像系统日益成为研究的热点。传统设计方法采用FPGA+DSP的处理架构,在FPGA上实现信号预处理,在DSP上实现运动补偿、徙动矫正和脉冲压缩。FPGA部分的设计采用了FFT/IFFT IP核,处理速度慢且不支持大于65536点的数据处理,不能满足实时性和分辨率的更高要求。随着对SAR的性能要求越来越高,DSP承受的处理任务也越来越重。另一方面,FPGA器件的规模和性能在逐渐提高,在单片FPGA上实现整个成像处理成为可能。本文将三个成像子算法整合为“FFT+频域滤波+IFFT”模型,采用基-16 FFT算法设计了高速FFT模块。在此基础上,将旋转因子换为滤波系数即可进行频域滤波处理,结果原位存储后直接进行IFFT处理。该模型可实现16个数据并行处理,且控制流程统一。相比于采用FFT I...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1机载雷达运动模型

根据这些回波信息就可以对目标完成距离或者图像的检测。模型如图2.2所示。图2.2SAR合成孔径示意图2.1.1方位向分辨率对于普通雷达，设其天线长度为D，工作波长为，则天线的波束宽度：

图2.2SAR合成孔径示意图

BR，雷达与目标之间的绝对距离为sR，目标与雷达图2.1机载雷达运动模型线飞行，速度均匀且为v，雷达发射线性调频信号均匀排列的的雷达天线阵，阵源间隔为L（LvT射回波，可以用一个二维时间信号——时间的快变达接收到的回波信号以及雷达的天线相位中心所处对目标完成距离....

图2.3SAR距离多普勒算法流程图

()()expBamBAsincftatjRc缩时其频域的匹配滤波函数：2(;)()exp[()]amBmmBmstRatjRt率为：22()m....

图2.4矫正距离走动和弯曲示意图

图2.4矫正距离走动和弯曲示意图根据上面的公式，可以得到矫正线性距离走动并矫正弯曲的距离多普勒算法，如图2.5所示[19]。图2.5矫正线性距离走动并矫正弯曲的距离多普勒算法流程图

本文编号：3964133