SAR回波信號模擬快速并行算法與工程實(shí)現(xiàn)方法.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一種能實(shí)現(xiàn)高分辨、遠(yuǎn)距離、廣范圍的成像雷達(dá)，具有很高的軍事應(yīng)用價(jià)值，是近些年來雷達(dá)研究的熱點(diǎn)。SAR回波數(shù)據(jù)多用來評估系統(tǒng)設(shè)計(jì)、成像和參數(shù)指標(biāo)。實(shí)測SAR回波數(shù)據(jù)多需要飛機(jī)（機(jī)載）或衛(wèi)星（星載）運(yùn)載雷達(dá)獲得對地回波。然而，高飛行成本使得雷達(dá)系統(tǒng)的測試成本較高。所以，為了降低成本，研制出一種SAR回波信號模擬源來模擬獲得所需的回波數(shù)據(jù)是一種有效的途徑。傳統(tǒng)的SAR應(yīng)

2、用于偵查領(lǐng)域，回波數(shù)據(jù)只需要在單次仿真任務(wù)確定后生成即可，對回波仿真的時間沒有嚴(yán)格的要求，目前存在的SAR回波模擬器主要有SARSIM和SARAS等。大多數(shù)的回波模擬器都是基于PC平臺的模擬，雖然能保證回波模擬的精度，但是回波模擬的時間遠(yuǎn)不能滿足實(shí)時性的要求。隨著SAR應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，SAR開始被應(yīng)用于組合導(dǎo)航控制中，SAR仿真參與閉環(huán)仿真實(shí)驗(yàn)中，SAR模擬器需要根據(jù)實(shí)時提供的雷達(dá)飛行航跡，實(shí)時的提供回波信號，以供閉環(huán)仿真中的反饋控

3、制使用[1]。很顯然，傳統(tǒng)的PC機(jī)和工作站平臺的SAR模擬系統(tǒng)，由于其在模擬效率、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)形式上的劣勢，無法應(yīng)用在實(shí)時仿真的環(huán)境中。因此，本文致力于提出快速并行SAR回波信號模擬算法與工程實(shí)現(xiàn)方法。
　　高重頻彈載SAR回波信號模擬的數(shù)據(jù)量大，對處理的實(shí)時性要求很高。以此為背景，本文研究實(shí)時性要求極高的回波模擬方案設(shè)計(jì)。以減少運(yùn)算量和提高工程化并行度為目的，本文又完成了一系列算法改進(jìn)及工程優(yōu)化工作。首先，為減少計(jì)算量，研究計(jì)

4、算量較少且模擬精度足夠高的同心圓算法，給出其基本原理并分析工程化實(shí)現(xiàn)流程。其次，為實(shí)現(xiàn)并行工作，研究雷達(dá)工作在不同模式時合理有效的對地面場景的分塊方法及數(shù)據(jù)組織存儲方法。再次，合理選取芯片實(shí)現(xiàn)芯片間并行對各子場景回波模擬，本文選用FPGA芯片及DSP芯片，給出各芯片的各個工作步驟時序、計(jì)算量并分析芯片的實(shí)時運(yùn)算能力。為定量分析本文方法的實(shí)時模擬能力，本文以實(shí)際的SAR系統(tǒng)工作參數(shù)為例，分析了10KHz重頻下的天線照射地面場景的回波模擬所