多模式雷达成像信号处理板卡设计

摘要

合成孔径雷达（SAR，SyntheticApertureRadar）成像已经成为雷达新的发展趋势，由于它具有全天候、全天时、远距离和高分辨成像等特点，所以其应用领域非常广泛。本文根据实验室与某所合作的弹载多模式实时成像处理系统项目为原型，结合弹载实时成像处理机的环境适应性、可靠性和处理能力等方面的要求，设计了一种通过FPGA和DSP配合运算实现信号处理的多模式实时成像信号处理板卡。该板卡使用了四片DSP和四片FPGA协同处理数据，运用了分布式并行处理与自定义总线相结合的技术，它们之间可通过LINK口进行高速数据传输，也可通过总线进行数据通信，实现了完全互联，具有强大的运算能力和通信能力，单板另外包含高、低速数模转换器各三路，低速模数转换器三路，可完成高速信号的采集与运算。单板组成完整的实时信号处理系统。
　　该弹载多模式实时成像处理板卡用于反舰导弹导引头，由于反舰导弹的特殊性，单纯的SAR成像技术很难满足多舰船目标成像以及动目标的检测，所以该信号处理板卡使用了包含多普勒波束锐化成像模式、合成孔径雷达成像模式、多舰船目标成像模式、多通道运动目标检测模式的多模式成像技术。
　　本文首先介绍了多普勒波束锐化成像模式、合成孔径雷达成像模式、多舰船目标成像模式、多通道运动目标检测模式这四种工作模式的基本原理和应用算法；接着介绍了该多模式雷达成像信号处理板卡的设计流程；之后具体阐述了从芯片选型、设计到调试的整个过程；最后总结全文并对更高端的信号处理器件做了展望。

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第一章 绪论

1.1 论文研究的背景

1.2 论文的内容和结构

第二章 雷达实时成像处理机中的常用算法

2.1 DBS 工作模式

2.2 SAR 成像模式

2.3 SAR/ISAR 混合成像模式

2.4 SAR-GMTI 模式

第三章 实时信号处理系统设计

3.1 实时处理运算量分析及软件映射

3.2 多模式信号处理板硬件参数

第四章 多模式信号处理板卡的设计

4.1 芯片选型

4.2 数据通信设计

4.3 高速数字模拟转换电路设计

4.4 加载模式设计

4.5 存储模块设计[28]

4.6 设计验证

第五章 硬件设计要点

5.1 电源模块设计

5.2 时钟复位模块设计

5.3 高速信号处理板 PCB 设计要点

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

作者在攻读硕士学位期间（合作）的研究成果