【摘要】：調(diào)頻連續(xù)波合成孔徑雷達(dá)具有全天時(shí)、全天候的特點(diǎn),其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、峰值功率低,實(shí)時(shí)性強(qiáng),適合用于山體邊坡的大范圍地表監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本文對(duì)地基SAR的實(shí)時(shí)成像技術(shù)進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:1.針對(duì)FMCW地基SAR系統(tǒng)的特點(diǎn),對(duì)地基SAR實(shí)時(shí)成像處理算法進(jìn)行了研究;對(duì)成像區(qū)域中的單點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行了回波建模。為滿(mǎn)足地基SAR雷達(dá)系統(tǒng)的成像實(shí)時(shí)性要求和成像精度要求,本課題中成像算法采用的是極坐標(biāo)反向投影算法。根據(jù)成像算法的算法流程和DSP中算法的實(shí)現(xiàn)特點(diǎn),對(duì)反向投影算法的實(shí)現(xiàn)流程作了改進(jìn)。2.研究了FMCW地基SAR實(shí)時(shí)成像處理技術(shù)。首先設(shè)計(jì)了基于多核DSP的地基SAR實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)軟件架構(gòu)。其次研究了多核并行任務(wù)劃分與分配的原則,設(shè)計(jì)了基于多核DSP的地基SAR成像算法并行處理技術(shù)、輸入輸出數(shù)據(jù)流與成像處理并行設(shè)計(jì)。針對(duì)實(shí)時(shí)成像處理中大點(diǎn)數(shù)FFT、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、多核同步與通信等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。最后將地基SAR實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分別利用MATLAB軟件和本課題設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)成像處理軟件成像,并對(duì)比分析了成像結(jié)果的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性,驗(yàn)證了實(shí)時(shí)成像處理的有效性。3.針對(duì)大幅寬地基SAR實(shí)時(shí)成像處理問(wèn)題,同時(shí)考慮DSP中內(nèi)存資源有限等硬件條件的限制,對(duì)大幅寬地基SAR實(shí)時(shí)成像技術(shù)進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了大幅寬地基SAR實(shí)時(shí)成像圖像拼接技術(shù)。最后將地基SAR實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分別利用MATLAB軟件和本課題設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)成像處理軟件成像,并對(duì)比分析了成像結(jié)果的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性,驗(yàn)證了實(shí)時(shí)成像處理的有效性。
【學(xué)位授予單位】：重慶三峽學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN957.52
【圖文】：

法在收集的回波限制的范圍內(nèi)能夠任意的選擇成像區(qū)域和大小，并且能制成像區(qū)域的網(wǎng)格分割大小實(shí)現(xiàn)局部感興趣區(qū)域的放大。成像仿真結(jié)果先利用計(jì)算機(jī)仿真軟件 MATLAB 構(gòu)造點(diǎn)目標(biāo)的回波信號(hào)矩陣，利用雷達(dá)天線(xiàn)的時(shí)延相干疊加產(chǎn)生各個(gè)像素點(diǎn)的散射強(qiáng)度，得到成像區(qū)域像結(jié)果。在仿真中的基本參數(shù)為：0f 6.0GHz，帶寬 B 70MHz，脈，采樣率 100sf Hz。 顯示的是點(diǎn)目標(biāo)的 BP 成像結(jié)果；圖 2.6 顯示了點(diǎn)目標(biāo)的距離向、方位成像區(qū)域的距離向范圍為 15285m-15315m，方位向范圍為-15o-15o。其強(qiáng)點(diǎn)設(shè)定在 15300m，方位向角度設(shè)定在 0o的位置。從圖像中可以看的距離向、方位向都與設(shè)定的點(diǎn)目標(biāo)位置相符，周?chē)渤尸F(xiàn)出一定強(qiáng)距離向、方位向的截面中可以看到主瓣在方位向、距離向點(diǎn)目標(biāo)的位一旁瓣大約為-13.6dB，與理論相符。單 點(diǎn) 目 標(biāo) 仿 真 結(jié) 果5285x 104

3 FMCW 地基 SAR 實(shí)時(shí)成像處理技術(shù)3.1 引言近年來(lái)，雷達(dá)成像技術(shù)越來(lái)越多的運(yùn)用于軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域，是雷達(dá)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。雷達(dá)不僅能夠準(zhǔn)確測(cè)定目標(biāo)的位置與運(yùn)動(dòng)參數(shù)，同時(shí)能夠獲取目標(biāo)和場(chǎng)景的圖像，因此受到廣泛的關(guān)注。地基 SAR 具有全天時(shí)、全天候、遠(yuǎn)距離大帶寬、高分辨等優(yōu)點(diǎn)，但是雷達(dá)回波數(shù)據(jù)量大，雷達(dá)信號(hào)處理時(shí)耗時(shí)多，所以傳統(tǒng)的信號(hào)處理器件和現(xiàn)有的信號(hào)處理系統(tǒng)難以勝任雷達(dá)信號(hào)的實(shí)時(shí)處理任務(wù)。本課題研究基于快速極坐標(biāo)反向投影算法的 8 核 DSP 實(shí)時(shí)成像并行處理架構(gòu)，能有效地解決雷達(dá)信號(hào)大數(shù)據(jù)量的問(wèn)題，滿(mǎn)足雷達(dá)信號(hào)實(shí)時(shí)處理需求。3.2 并行處理3.2.1 TMS320C6678 芯片

2 FMCW 地基 SAR 雷達(dá)工作向的脈沖壓縮、頻域插步驟。在 BP 算法流程實(shí)現(xiàn)脈沖壓縮，對(duì)大多數(shù)單的 FFT 計(jì)算以及數(shù)據(jù)視頻相位項(xiàng)的補(bǔ)償是基值的乘積；同時(shí)多普勒操作即通過(guò)計(jì)算定位信即可實(shí)現(xiàn)反投。BP 算法數(shù)值間的加和乘等，

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7 李野;向]

本文編號(hào)：2794269