機(jī)動(dòng)平臺(tái)的合成孔徑雷達(dá)(SAR)成像技術(shù)是雷達(dá)成像領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向,為了能對(duì)目標(biāo)提前觀測(cè)以及為平臺(tái)提供一定的轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)動(dòng)時(shí)間,需要在大斜視條件下進(jìn)行雷達(dá)成像。然而在大斜視下,回波信號(hào)存在嚴(yán)重的距離、方位二維耦合,使得頻域SAR成像統(tǒng)一聚焦的近似條件無(wú)法成立,嚴(yán)重限制了SAR成像的聚焦深度。而基于遍歷點(diǎn)插值的后向投影(BP)時(shí)域成像算法,由于沒(méi)有近似前提,理論上適用于任何斜視角、任何幅寬的SAR成像,因此對(duì)該算法的相關(guān)研究具有實(shí)際意義,但是該算法的實(shí)際應(yīng)用卻受限于其龐大的計(jì)算量。近來(lái),隨著快速時(shí)域算法的提出,多核芯片的產(chǎn)生和芯片運(yùn)算能力的提升,給時(shí)域算法的并行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)提供了可能。針對(duì)SAR處理平臺(tái)實(shí)時(shí)性要求較高的問(wèn)題,本文從算法、并行架構(gòu)及接口設(shè)計(jì)以及算法多核并行實(shí)現(xiàn)三方面入手:(1)闡述了BP算法以及快速分解后向投影(FFBP)算法的成像模型、實(shí)現(xiàn)原理和計(jì)算量等問(wèn)題,分析了該類(lèi)算法運(yùn)算量龐大的原因。FFBP算法通過(guò)子孔徑成像再迭代融合的方法降低運(yùn)算量,是以犧牲一定的圖像質(zhì)量換取速率的提升。最后通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的指標(biāo)分析,驗(yàn)證FFBP算法的有效性。(2)首先基于FFBP算法步驟及其潛在并行性,提出一種1片F(xiàn)PGA加4片DSP組間乒乓且組內(nèi)流水的并行架構(gòu)。根據(jù)架構(gòu)特點(diǎn)采用SRIO、HyperLink和Ethernet三種高速接口,闡述各個(gè)接口的具體軟件開(kāi)發(fā)步驟,測(cè)試各個(gè)接口的真實(shí)傳輸速率,最后總結(jié)接口使用過(guò)程中的注意事項(xiàng)等,為算法的工程實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。(3)根據(jù)FFBP算法拆分的模塊以及每個(gè)模塊估計(jì)的運(yùn)行時(shí)間,分配每個(gè)芯片的處理任務(wù),提出一種適合該算法在C6678上并行實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方案。針對(duì)工程化中代碼實(shí)現(xiàn)效率低的問(wèn)題,分別從代碼、編譯器以及算法結(jié)構(gòu)方面對(duì)程序進(jìn)行深度優(yōu)化。最后通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的成像分析,驗(yàn)證該并行架構(gòu)的正確性和穩(wěn)定性。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TN957.52
【部分圖文】：

FFBP算法斜視9點(diǎn)仿真圖

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文22圖2.14 子孔徑圖像圖2.15 全孔徑圖像另外，需要注意的一點(diǎn)是，使用四核八線(xiàn)程的計(jì)算機(jī)和 R2016a 版本的 matlab 進(jìn)行點(diǎn)目標(biāo)仿真時(shí)，BP 算法需用時(shí) 5 分鐘， FFBP 算法需用時(shí) 3.5 分鐘。這也驗(yàn)證了FFBP 算法是以犧牲一定的圖像質(zhì)量為代價(jià)換取運(yùn)算速率的提升。2.6 本章總結(jié)本章詳細(xì)介紹了 BP 以及 FFBP 算法的成像原理。為了提高 BP 算法的實(shí)時(shí)性，減少運(yùn)算量，延伸出了改進(jìn)的 FFBP 算法，同時(shí)指出了該算法的優(yōu)缺點(diǎn)，并分析了其運(yùn)算量，還介紹了為提高數(shù)據(jù)精度使用的兩種插值方法。最后通過(guò)成像仿真結(jié)果，證明了 FFBP 算法的有效性。FFBP 算法的提出

22圖2.14 子孔徑圖像圖2.15 全孔徑圖像另外，需要注意的一點(diǎn)是，使用四核八線(xiàn)程的計(jì)算機(jī)和 R2016a 版本的 matlab 進(jìn)行點(diǎn)目標(biāo)仿真時(shí)，BP 算法需用時(shí) 5 分鐘， FFBP 算法需用時(shí) 3.5 分鐘。這也驗(yàn)證了FFBP 算法是以犧牲一定的圖像質(zhì)量為代價(jià)換取運(yùn)算速率的提升。2.6 本章總結(jié)本章詳細(xì)介紹了 BP 以及 FFBP 算法的成像原理。為了提高 BP 算法的實(shí)時(shí)性，減少運(yùn)算量，延伸出了改進(jìn)的 FFBP 算法，同時(shí)指出了該算法的優(yōu)缺點(diǎn)，并分析了其運(yùn)算量，還介紹了為提高數(shù)據(jù)精度使用的兩種插值方法。最后通過(guò)成像仿真結(jié)果，證明了 FFBP 算法的有效性。FFBP 算法的提出

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本文編號(hào)：2821885