合成孔徑雷達（SAR）是一種主動式的高分辨率成像雷達,具有優(yōu)于傳統(tǒng)光學(xué)與紅外成像的全天時、全天候的工作特點,已廣泛應(yīng)用于偵察、監(jiān)視、測繪、勘探等軍、民應(yīng)用領(lǐng)域。高分辨率機載SAR成像處理算法復(fù)雜度高、數(shù)據(jù)吞吐量大,如何實時獲取高質(zhì)量SAR圖像是機載SAR技術(shù)領(lǐng)域的一個研究熱點。本文主要研究了基于現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）的機載SAR實時成像與幾何失真校正方法的實現(xiàn)方案。論文主要工作包括:第一章首先介紹了SAR成像的研究背景,回顧了機載SAR研究的發(fā)展歷程。在考慮SAR成像信號處理需求的前提下,對比FPGA與DSP的技術(shù)與應(yīng)用特征,說明選用FPGA技術(shù)進行機載SAR成像系統(tǒng)硬件實現(xiàn)的優(yōu)勢。第二章構(gòu)建了SAR信號采集和成像幾何模型,給出了改進后的極坐標(biāo)格式算法（PFA）的推導(dǎo)過程,采用距離向尺度變換、方位向插值操作實現(xiàn)了PFA算法中回波數(shù)據(jù)的坐標(biāo)格式轉(zhuǎn)換。此外,由于PFA建立在平面波前假設(shè)下,在實際彎曲波前下會導(dǎo)致圖像幾何失真,研究了采用圖像域二維重采樣實現(xiàn)幾何失真校正的方法。通過模擬點目標(biāo)回波的成像處理驗證了算法的有效性。第三章研究了FPGA硬件系統(tǒng)的實現(xiàn)方案,設(shè)計了距離向處理、方位向... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

聚束SAR成像信號采集模型

基于 FPGA 的機載 SAR 成像及幾何失真校正實現(xiàn)在方位相位信息（含有px 的左邊部分）中，都存在著距離頻率變量( f )與方位時間變在 、 之中）耦合的情況。諸如此類信號中有變量耦合的情況，會導(dǎo)致成像點發(fā)生。對式(2.10)所示信號進行距離向 Fourier 變換，有其距離徙動曲線為 cos sin cos cosB p pRCM t x y 極坐標(biāo)格式算法就是為了使式(2.10)中的距離、方位相位部分都轉(zhuǎn)為對應(yīng)變量的一

04 4, exp cos tan cosR p c p cS t f j x f f y f fc c 見在距離尺度變換后，距離信息部分已不存在距離、方位變量耦合的情況。考慮實際情況，對頻域尺度變換進行如圖 2.3(a)改進，具體為以下三點：）根據(jù)雷達發(fā)射線性調(diào)頻信號的特性，若令 = k，則頻域尺度變換的第一個濾 2 exp j f /k ，與插值操作前的匹配濾波函數(shù)會相互抵消。故可將匹配濾圖 2.2(b)中 A 點，即第一次逆 Fourier 變換后輸入，直接與第一個二次相位因子進行計算，還可將運動補償運算步驟與尺度變換結(jié)合，同時進行。）如果直接將原有的頻域尺度變換方法應(yīng)用到距離向尺度變換中，由于待處理的回有的距離向偏差，兩次復(fù)乘的二次相位因子會導(dǎo)致頻譜直接偏至處理頻率限制之于采樣頻率）。為了最大限度地減小頻譜偏移，修改兩次時域復(fù)乘的二次相位因位中心一直跟隨坐標(biāo)原點（即場景中心點）處回波支撐域中心。）由于距離向重采樣并不是簡單的尺度變換，還帶有一 1 c r f f 的頻域偏差四次 Fourier 變換后，復(fù)乘與該頻域偏差相對的時域相位因子。

【參考文獻】：
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