在合成孔徑雷達的研究和研制工作中,合成孔徑雷達模擬技術具有十分重要的作用。本文以440MHz帶寬線性調頻信號,采樣頻率500MHz高分辨合成孔徑雷達視頻模擬器為研究對象。首先對模擬器的幾項主要技術進行分析,在對點目標回波信號模型分析研究的基礎上,對點目標原始回波數(shù)據(jù)進行模擬并做了成像驗證,從而為硬件實現(xiàn)提供了正確的信號模型;針對傳統(tǒng)的“波形存儲直讀法”方案,即在計算機平臺上用模擬軟件產(chǎn)生原始回波數(shù)據(jù)并存儲,再通過計算機接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,最后完成數(shù)模轉換產(chǎn)生視頻信號這一過程,分析指出該方案在實現(xiàn)高分辨率時的速度和容量瓶頸。 針對具體的設計要求,圍繞速度和容量問題,本文著眼于高分辨率SAR模擬器的FPGA實現(xiàn)研究,指出FPGA實時生成點目標原始回波數(shù)據(jù)是其實現(xiàn)的核心;針對這一核心問題,充分利用現(xiàn)代VLSI設計中的流水線技術與并行陣列技術以及FPGA的優(yōu)良性能和豐富資源,在時間上采用同步流水結構、空間上采用并行陣列形式,將速度和容量問題統(tǒng)一為數(shù)據(jù)的高速生成問題;給出了系統(tǒng)總體設計思想,該方案不需要大容量存儲器單元,大大減少模擬器復雜度;對原始回波數(shù)據(jù)實時生成模塊的各主要單元給出了結構并進行了仿真,結果表明FPGA可以滿足課題設計要求;同時,對該模擬器片上系統(tǒng)的實現(xiàn)、增強人機交互性,給出了人機界面的設計思路。 分析指出了點目標原始回波數(shù)據(jù)實時生成模塊通過并行擴展即可實現(xiàn)多點目標的原始回波數(shù)據(jù)實時生成;最后對復雜場景目標模擬器的實現(xiàn)進行了構思,指出了傳統(tǒng)方案在改進的基礎上實現(xiàn)高分辨率視頻模擬器的可行性。本文首次提出以FPGA實現(xiàn)高分辨率合成孔徑雷達原始回波數(shù)據(jù)實時生成的思想,為國內業(yè)界在此方向做了一些理論和實踐上的有益探索,對于國內高分辨率合成孔徑雷達的研制具有一定的實際意義。
標簽:
FPGA
高分辨率
合成孔徑
雷達視頻
上傳時間:
2013-04-24
上傳用戶:阿四AIR