机载SAR并行成像处理的硬件实现

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，在军用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。实现SAR系统实时成像处理有两个途径：一是SAR专用信号处理机，二是通用并行处理器。后者相对于前者具有研制周期短、成本低、容易升级且适应性强等优点。本文对SAR的并行成像处理进行了深入的研究，并在现有串行算法的基础上提出了相应的并行成像处理算法，最后在通用并行数字信号处理系统上实现了对实测数据的成像处理。全文的主要内容可以归结为以下几个方面： 论文第一章回顾了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，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SAR和聚束SAR的方位向分辨率进行了分析，并在此基础上研究了聚束SAR卷积反投影（CBP）成像算法和环视SAR成像算法的原理及处理流程。 第三章首先阐述了并行算法的设计方法和评价并行算法的标准，其次介绍了Transtech公司基于TS-101 DSP芯片开发的通用并行数字信号处理系统的软硬件资源、开发软件和应用程序开发流程。 第四章研究了在通用并行数字信号处理系统上实现SAR并行成像处理的方法。通过对第二章介绍的CBP算法和环视SAR成像算法进行并行设计，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两种算法的并行成像处理，并给出了实测数据的成像结果。 第五章对全文的工作进行总结，并指出了下一步需要继续研究的问题。