合成孔徑雷達（SAR）技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新,SAR雷達系統(tǒng)在軍事、農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測以及地圖測繪等諸多領(lǐng)域都有極高的應(yīng)用價值。近年來,大帶寬SAR雷達系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)研究已成為當前科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點之一,因為在合成孔徑成像原理中,雷達發(fā)射帶寬與分辨率成正比的特征,提高SAR雷達發(fā)射信號帶寬既提高成像分辨率。本文研制的一種LFM脈沖體制的微型SAR實時成像雷達系統(tǒng),其工作帶寬為500MHz,具有重量輕、體積小等特點,成像處理快且具有較高的成像分辨率。該系統(tǒng)主要用于裝載在小型無人機上,可實現(xiàn)對地大場景的高分辨實時成像,在安防領(lǐng)域中具有極大的使用價值。本文主要以微型SAR實時成像系統(tǒng)的硬件設(shè)計方法為研究重點,實現(xiàn)了一套基于FPGA+POWERPC架構(gòu)的LFM脈沖SAR雷達,文章主要包括以下內(nèi)容:論述了LFM線性調(diào)頻波雷達的相關(guān)理論,并根據(jù)理論分析了微型SAR實時成像系統(tǒng)的主要參數(shù)指標。設(shè)計了一種相對延遲可調(diào)的雙相干源的設(shè)計結(jié)構(gòu),系統(tǒng)可靈活應(yīng)用于對不同距離、不同場景大小目標的成像。在雷達信號發(fā)射端,系統(tǒng)采用了兩種LFM掃頻設(shè)計方案:一種是DDS+DAC基帶小帶寬的LFM掃頻的設(shè)計方式,該方案在FPGA... 

【文章來源】： 陳石磊 電子科技大學(xué)

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

MicroSAR系統(tǒng)

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2碩的成果，不同參數(shù)指標的小型化SAR雷達產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于軍事和民用的多個領(lǐng)域。美國楊百翰大學(xué)的微波遙感實驗室(BYU-MERS)在2004年研制成功的一款LFM連續(xù)波小型化SAR雷達(uSAR)[7],整個系統(tǒng)包括T/R射頻前端、采集存儲控制板卡、以及PC上位機三大部分。包括天線在內(nèi)的整套雷達系統(tǒng)重量不超過2kg，系統(tǒng)總功耗為18w，發(fā)射信號帶寬為80-160MHz，可工作在X波段和C波段兩個頻段。該系統(tǒng)成功完成了有人機載和無人機載實驗測試。在該平臺的基礎(chǔ)上，實驗室又開發(fā)出了用于對中短距離目標成像的C波段微型SAR系統(tǒng)（MicroSAR），如圖1-1所示，其發(fā)射帶寬為80-200MHz，距離向和方位像分辨率分別可達到1m和0.2m。圖1-1MicroSAR系統(tǒng)德國EADS公司在2006年研制成功的一套FMCW連續(xù)調(diào)頻波體制的微型SAR雷達(MiSAR)[8]，其工作頻段為Ka波段，作用距離為2-4km，可對500-100m的寬度成像。系統(tǒng)成功裝載在Luma無人機上試飛，并獲得大量SAR實測數(shù)據(jù)，“MiSAR”系統(tǒng)效果圖（裝載于Luma無人機）如圖1-2所示。圖1-2MiSAR系統(tǒng)（載于Luma無人機）

第一章緒論3美國ImSAR公司與Institu無人機公司在2008年聯(lián)合成功研制了當時世界上最小的SAR雷達系統(tǒng)（NanoSAR）[9]。區(qū)別于采用金屬波導(dǎo)管設(shè)計的傳統(tǒng)SAR雷達，系統(tǒng)采用了印制電路板的設(shè)計使整個系統(tǒng)重量低于1kg。系統(tǒng)的工作頻段為X波段，最大作用距離超過1km，距離向和方位向分辨率均為1m。德國弗勞恩霍夫雷達技術(shù)研究中心在2014年成功研制出了一套發(fā)射頻率為35GHz的FMCW連續(xù)調(diào)頻波體制SAR雷達（MIRANDA35）[10]，系統(tǒng)（載于輕型有人駕駛飛機）如圖1-3所示，該系統(tǒng)可搭載在輕型有人駕駛飛機和無人機平臺上進行成像實驗。系統(tǒng)具備原始數(shù)據(jù)采集和實時成像處理兩種工作方式，在掛機實驗時，雷達可通過高速數(shù)據(jù)鏈將回波數(shù)據(jù)傳回地面上位進行存儲或進行簡單的實時處理，距離向和方位向分辨率可達到2m和0.25m。圖1-3MIRAND35系統(tǒng)（載于輕型有人駕駛飛機）近年來，包括中國科學(xué)院電子所、中國電子科技集團、電子科技大學(xué)等多家科研機構(gòu)也對微型SAR設(shè)計技術(shù)開展了研究，并取得了一定的成果，具有代表性的產(chǎn)品包括：中科院在2012年研制的CARMSAR，系統(tǒng)主要應(yīng)用于交通監(jiān)控、地形偵測、災(zāi)害預(yù)警等[11]；中電38所在2014年研制出的一套機載微型SAR實時成像系統(tǒng)[12]，機載平臺飛行高度超過2km，時速180km/h，通過改進的RD算法，可使成像分辨率達到0.5mx0.5m。1.3本文主要工作與結(jié)構(gòu)安排本文在國家自然基金等重大科技專項項目的支持下，對一套帶寬500MHz的微型SAR實時成像雷達的硬件系統(tǒng)開展設(shè)計研究工作，全文根據(jù)LFM脈沖體制雷達信號的特點以及微型SAR成像場景的應(yīng)用需求，重點對系統(tǒng)的數(shù)字收發(fā)部分進

【參考文獻】：
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本文編號：2947330