基于fpga的机载sar2fisar实时成像的技术-研究

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1、L目录V摘要⋯ImABSTRACT第一章绪论Vl1．1雷达成像技术简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l1．2基于FP(认的系统设计概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．3SAR／ISAR实时处理技术概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．21．4本文内容安排⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4第二章机载雷达对舰船sAlⅥSAR混合成像原理52．1舰船目标SAR／ISAR成像分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯52．2SAR成像处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62．2．1雷达信号模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．62．2．2距离向脉压和徙动校正⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．72．2．3方位向解线频调的方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。82．2．4方位向匹配滤波的方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．82．3ISAR成像处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．92．3．1ISAR成像的转台模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．92．3．2平动补偿的包络对齐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．92．3．3平动补偿的初相校正⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1l2．4成像方式⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l3第三章SAR实时成像算法的FPGA设计⋯⋯⋯⋯⋯3．1SA剐1SAR混合成像模式总体设计框架⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯153．2SAR实时成像算法的实现方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯173．2．1数字下变频的FPGA实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯173．2．2距离脉冲压缩的FPGA实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯203．2．3距离徙动校J下的FPGA实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯233．2．4方位dech卸的FPGA实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．253．3实时程序资源使用概

4、况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．27第四章IsAR实时成像算法的FPGA设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯4．1ISAR实时成像算法总体设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．294．2lSAR实时成像算法的实现方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．304．2．1包络对齐的FPGA实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30●Vl目录4．2．2自聚焦的FPGA实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯384．3实时程序处理结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．444．3．1子模块FPGA资源使用分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯444．3．2实

5、时成像结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯454．3．3实时处理时间⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．46第五章结束语5．1本文工作总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯495．2工作展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯50致谢参考文献作者在硕士期间参加的课题项目5l5357第一章绪论1．1雷达成像技术简介雷达成像技术的发展始于20世纪50年代，在雷达技术发展过程中具有里程碑意义。从此，雷达的功能不仅仅是将所观测的对象视为“点”目标I¨，而且它能获得目标和场景的图像，从而大大提高雷达信息的获取能力，特别是战

6、场感知能力。此外相比光学成像，雷达成像具有全天候、全天时、远距离成像的特点，可以大大提高雷达的信息获取能力，特别是目标识别能力【2】，对军用和民用均有重大实用价值。雷达成像技术中一个重要应用是合成孔径雷达(SAR：SyntlleticAp咖Radar)，机载、星载和弹载SAR应用已十分广泛，已可得到亚米级的分辨率，场景图像的质量可与同类用途的光学图像相媲美。雷达平台相对于固定地面运动形成合成孔径，实现SAR成像，主要用于航空测量、航空遥感、卫星海洋观测、航天侦察、图像匹配指导等。若雷达平台固定，而目标运动，则以目标为基准，雷达在发射信号过程中，可视为等效反向运动而形成阵列，据此也

7、可以对目标成像，通常称为逆合成孔径雷达(ISAR：111verseSylltll茚cApenureRadar)，利用ISAR获得空中飞行目标的一维高分辨距离像，二维像，甚至三维像，对敌方飞机、导弹进行识别，有利于精确打击。在雷达成像的工程实现中，由于其数据率高、数据量大、信号处理复杂，成像的实时处理较为困难。但是，随着大容量、高速并行计算机技术和超大规模集成电路的迅速发展，特别是适合数字信号处理的高端FPGA的相继推出，高速雷达信号处理的实时实现取得了很大突破。1．2基于FPGA