快速极坐标格式算法研究及硬件实现

论文摘要

合成孔径雷达（SAR）是一种具有二维高分辨率成像能力的雷达系统,在军事和民用领域有着广泛的应用。随着SAR成像技术的不断发展,人们对SAR图像的成像精度和实时性的要求越来越高。本文重点研究SAR的并行成像处理技术,论文结合仿真和实测数据对改进的快速极坐标格式算法进行了探讨,并在通用并行数字信号处理系统上利用快速极坐标格式算法实现了数据的回放成像。全文的主要工作可以归结为以下几个方面:第一章回顾了SAR成像技术的发展历史,介绍了国内外机载和星载SAR的发展情况和SAR成像的主要模式,介绍了并行处理技术的发展及其在雷达信号处理中的应用,并概述了全文的主要内容。第二章阐述了SAR成像的基本原理,对条带和聚束SAR的成像多普勒历史进行了分析,并在此基础上介绍了区域成像线性RD算法的成像原理和处理流程。最后给出了点目标仿真结果。第三章在聚束模式SAR成像模型基础上,介绍了传统极坐标格式算法的多普勒历程、Dechirp技术及其成像过程,并重点分析了改进的极坐标格式算法中的Chirp-Scaling原理及其成像过程,最后给出点目标仿真结果。第四章主要介绍了ADSP TS-101芯片和TS-C43通用信号开发板及其软硬件资源和应用程序开发流程。第五章主要介绍了在通用并行数字信号处理系统上用多DSP系统实现SAR并行处理的成像方法。通过对第三章介绍的快速极坐标格式算法的并行设计,对成像处理任务进行合理的分配,在通用并行数字信号处理系统上实现了上述算法的并行成像处理,并给出了实测数据的成像结果。第六章对全文的工作进行总结,并指出了下一步需要继续解决的问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 SAR 的发展情况
• 1.3 SAR 的成像模式
• 1.4 并行处理技术及其在雷达信号处理中的应用
• 1.5 本文的主要内容
• 第二章 SAR 成像原理及基本算法
• 2.1 引言
• 2.2 SAR 成像原理
• 2.2.1 SAR 成像模型
• 2.2.2 SAR 成像多普勒历史
• 2.3 线性RD 算法
• 2.3.1 线性算法的基本纲要
• 2.3.2 RD 算法的实现流程
• 2.3.3 点目标仿真数据处理结果
• 2.4 本章小结
• 第三章 聚束模式极坐标成像算法研究
• 3.1 引言
• 3.2 聚束模式SAR 成像
• 3.2.1 聚束模式SAR 回波信号
• 3.2.2 回波多普勒历程
• 3.2.3 Dechirp 技术
• 3.3 极坐标格式算法
• 3.3.1 算法实现过程
• 3.3.2 极坐标插值过程
• 3.4 改进的快速极坐标格式算法
• 3.4.1 插值参数的确定
• 3.4.2 ChirpScaling 原理
• 3.4.3 算法的实现过程
• 3.4.4 点目标仿真数据处理结果
• 3.5 本章小结
• 第四章快速极坐标格式成像算法并行实现
• 4.1 引言
• 4.2 通用信号处理板简介
• 4.2.1 基于TS-C43 通用信号板结构
• 4.2.2 多DSP 系统介绍
• 4.2.3 通用信号板软件系统
• 4.3 通用数字信号处理系统的设计目标和任务
• 4.4 通用数字信号处理系统的主机任务及实现
• 4.5 快速极坐标格式算法多DSP 系统实现
• 4.5.1 快速极坐标算法多DSP 处理流程[20-24]
• 4.5.2 多DSP 处理流程实现
• 4.5.3 快速极坐标格式算法的成像结果
• 4.6 程序优化技巧
• 4.7 本章小结
• 第五章结束语
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文