【摘要】：視頻合成孔徑雷達(dá)(Video Synthetic Aperture Radar,VideoSAR)是一種新型微波觀測系統(tǒng),可以全天時(shí)、全天候、高精度的對地面目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行視頻成像。與光學(xué)、紅外傳感設(shè)備相比,VideoSAR具有在退化視覺環(huán)境(如惡劣天氣、云霧、爆炸煙塵和煙幕等)下高分辨成像的優(yōu)勢;與傳統(tǒng)SAR相比,VideoSAR擴(kuò)展了信息獲取的時(shí)間維度,具有更強(qiáng)的動態(tài)信息獲取能力。VideoSAR具有成像幀率高、數(shù)據(jù)吞吐率大的特點(diǎn),對信號處理系統(tǒng)的處理能力、傳輸帶寬和實(shí)時(shí)性等提出了較高的要求。本文在對高幀率VideoSAR成像算法研究的基礎(chǔ)上,針對VideoSAR的特點(diǎn)和性能需求,基于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和數(shù)字化的設(shè)計(jì)理念,設(shè)計(jì)了一個(gè)高度并行可擴(kuò)展的實(shí)時(shí)信號處理系統(tǒng)。本文主要完成內(nèi)容如下:1、研究了高幀率VideoSAR成像方法。介紹了VideoSAR成像原理、工作模式以及相比于傳統(tǒng)SAR的特點(diǎn)和優(yōu)勢;分析了VideoSAR的分辨率和幀率特性,并給出了相關(guān)公式的推導(dǎo)過程;針對頻域成像算法脈沖積累時(shí)間較長且對數(shù)據(jù)重疊部分進(jìn)行重復(fù)計(jì)算的問題,傳統(tǒng)BP算法計(jì)算量大、耗時(shí)長的問題,研究了一種基于子圖像融合的并行化視頻成像方法;詳細(xì)介紹了該方法的具體實(shí)現(xiàn)過程,分析了算法運(yùn)算量,并通過點(diǎn)目標(biāo)仿真驗(yàn)證了該方法的有效性。2、完成了高幀率VideoSAR實(shí)時(shí)信號處理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。分析了高幀率視頻SAR實(shí)時(shí)信號處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求,給出了系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo);采取標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)了一種遵循Open VPX標(biāo)準(zhǔn)的高度并行可擴(kuò)展的系統(tǒng)架構(gòu),采用高速串行互聯(lián)技術(shù)和高速串行交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)各板卡之間的高速數(shù)據(jù)傳輸;分別說明了高速多通道信號采集板、高速大容量存儲板和多功能交換板的設(shè)計(jì),簡要介紹了系統(tǒng)板。3、完成了高性能異構(gòu)信號處理板的設(shè)計(jì)和調(diào)試工作。完成了信號處理板的硬件電路設(shè)計(jì),單板內(nèi)集成了兩片各外掛8GB DDR3 SDRAM的DSP、FPGA、SRIO交換芯片以及千兆以太網(wǎng)交換芯片等;總結(jié)高速電路PCB設(shè)計(jì)中常見的信號完整性問題,在此基礎(chǔ)上完成了處理板的PCB設(shè)計(jì);基于設(shè)計(jì)的信號處理板完成了各高速串行總線的應(yīng)用開發(fā)與性能評估,Hyperlink總線的傳輸速率達(dá)到了28.45Gbps,SRIO總線的傳輸速率達(dá)到了12.50Gbps,千兆以太網(wǎng)的傳輸速率達(dá)到了376Mbps。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN957.52;TN41
【圖文】：

機(jī)箱實(shí)物圖

第三章 高幀率視頻 SAR 實(shí)時(shí)信號處理硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)（2）網(wǎng)絡(luò)交換簡介及相關(guān)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)交換芯片選用 BroadCom 公司的 BCM5396，該芯片集有 256KB 片上數(shù)據(jù)緩存，擁有 16 個(gè)串行端口，每個(gè)端口可配置為 SGMII 模式或 1000BASE-X 模式，支持IEEE802.3，802.3u，802.3ab 和 802.3x 協(xié)議，適配于所有工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備[39]。BCM5396 結(jié)合了高速開關(guān)的所有功能，包括數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，MAC 控制器，地址管理和非阻塞管理等，其內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)如圖 3.10 所示。

物圖如圖 3.12 所示，其中圖 3.12(a)為正面，圖 3.12(b)為背面。(a)系統(tǒng)板正面圖 (b)系統(tǒng)板背面圖圖3.12 系統(tǒng)板實(shí)物圖該系統(tǒng)板選用 Freescale 公司 QorlQ P2 系列的 P2020 作為處理器。P2020 具有兩個(gè) e500 Power Architecture 內(nèi)核及獨(dú)立的 64KB L1 Cache 和公用的 512KB L2 Cache，主頻高達(dá) 1.2GHz，集成了豐富的外設(shè)接口，支持多任務(wù)處理[41]。系統(tǒng)板選用 IDT 公司的 89HPES22H16G2 作為 PCIe 交換器，該交換芯片符合 PCI Express 2.0 標(biāo)準(zhǔn)，支持 22lane、16 端口的 PCIeSwitch 互聯(lián)，支持的帶寬模式包括 2.5GT/s 和 5.0GT/s，支持的端口模式包括 1x、2x 和 4x，不僅可以優(yōu)化系統(tǒng)中的 PCIe 數(shù)據(jù)包交換

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本文編號：2750924