卷积反投影算法研究及其在并行dsp系统上的实现

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1、南京航空航天大学硕士学位论文卷积反投影算法研究及其在并行DSP系统上的实现姓名：吕小东申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：张弓20050101南京航空航天人学硕士学位论文摘要合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar，SAR)具有全天候、全天时和高分辨的特点，近年来得到了快速的发展。SAR融合了现代计算机技术和先进的数字信号处理技术，在许多领域，如大地遥感、测绘、资源探测、灾情预报、军事侦察、攻击、指挥等方面得到了日益广泛的应用。SAR的成像模式分为条带模式、聚束模式和扫描模式三种常用模式。聚束模式SAR是S

2、AR的一种高分辨率成像模式，它可获得传统条带SAR无法达到的高方位分辨率。目前在聚束模式SAR中使用的成像算法可分为基于FFT的(如PFA，PolarFormatAIgorithm)和反投影(如BP,Back—Projection、CBP，COrlVOlutionBackProiection)的两大类，各种算法各有特点，被应用在不同的场合。由于雷达成像算法的运算量大，在要求实时成像的场合下，单片信号处理机已很难满足其速度的要求，多片并行处理机及并行算法被广泛运用在雷达成像领域。本文结合仿真数据和从条带实测数据中提取的聚束模式数据，对

3、卷积反投影算法(CBP)进行了研究。并且针对其良好的并行特性，利用SHARC多机并行处理系统设计并实现了多种并行的CBP算法的真实数据成像方案。全文主要内容概括为：第一章简要介绍了国内外SAR的研究进展以及SAR和聚束SAR的特点、发展及研究现状，并说明本文的研究内容。第二章阐述SAR成像原理，分析了聚束模式下的CBP算法基本原理，并通过点目标仿真和真实数据成像对CBP算法进行详细分析。第三章介绍了AD公司的21060型号处理器的内部结构以及由其组成的SHARC多机并行处理系统。介绍了Darlingtong板的开发方法和流程并就并行

4、算法的相关理论进行了讨论。第四章研究了在并行开发系统中实现CBP算法的多种实施方案，指出实现过程中须注意的问题，并给出了各种实现方案的性能比较，最后给出了各种方案的处理结果；讨论了各种方案的适用场合。CBP算法及其在并行DSP系统上的实现在结束语中，对本文的工作和取得的成果进行了总结，并对今后的工作方向提出了自己的设想。通过本文的工作，对CBP算法在SAR成像系统中的工程应用做了初步的尝试，为雷达信号实时处理机的研究积累了一定的经验。关键词：合成孔径雷达，聚束式雷达成像，卷积反投影(CBP)，数字信号处理，并行处理南京航空航天大学硕

5、十学位论文AbstractSyntheticApertureRadar(SAR)isakindofimagingradarwithfineresolutioncapabilityandthepossibilityofday／nightoperationinallweather．whichisofgreatimportancetothemodernizationofnationaldefencetechnologyandnationaleconomydevelopment．SARhavethreekindsofcommonimagin

6、gmode：StripmapMode，SpotlightModeandScanMode．AsanimportantimagingmodeofSAR，SpotlightModeSARcanobtainhighazimuthresolutionthatmightbehardlyobtainedbytheconventionalstripmapSAR．Thisdissertationstudiestheconvolutionbackprojection(CBP)algorithmwhichisusedintheimageformation

7、oftheSpotlightModeSARthroughtheprocessingofthesimulateddataandlivedatathatwasconvertedfromStripmapModeradar．BasedontheexcellentparallelcharacterofCBP，parallelprocessingsystemconsistedofmulti-processor，Darlingtongdevelopmentboard，isusedtoimplementCBPalgorithmwithlivedat

8、a．Themaincontentsofthisdissertationareasfollows：Chapter1introducesthedevelopmentandresearchsituationofSARandSpotlight