星载SAR星上实时成像处理器的研究与实现

来源 :中国科学院电子学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bldhdh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
星载合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar,SAR)系统是近年来SAR领域的研究热点,西方发达国家相继发射了各自的星载SAR系统,并投入使用。 传统的星载SAR需要把原始数据经数传通道发送到地面,通过地面后处理来完成原始数据到图像的成像处理,这一方面是由于SAR成像的复杂性,另一方面更是由于星上环境对信号处理硬件的苛刻要求。近年来,随着数字集成电路和数字信号处理技术的迅猛发展,在星上完成SAR成像处理已成为可能,同时也成为未来星载SAR技术的一种发展趋势。星上实时成像处理器是未来先进星载合成孔径雷达(SAR)的重要组成部分,它以能满足星上环境要求的信号处理机为硬件平台,实现SAR原始数据实时成像,并作为图像压缩、目标识别及目标信息提取等其它星上数据处理步骤的基础,达到快速识别目标、减小数传压力、有效提取数据的目的。 针对两套典型系统,本文对星载SAR及其实时成像处理器参数和指标作了分析,确定了星上实时成像处理方案。针对星上环境对处理器器件的限制,提出了基于Xilinx公司高性能、抗辐照、可编程Virtex-Ⅱ系列FPGA器件的星上实时成像处理器实现方案。 方案采用最常用的距离-多普勒(R-D)成像算法,整个成像处理器由预处理器、距离压缩、转置存储器(CornerTurningMemory,CTM)、方位压缩四个模块组成,所有模块均以VirtexⅡ系列FPGA为主要处理器件。 本文第三章对星上实时成像处理器总体方案进行了分析和设计,第四章简要介绍了成像处理器系统的主要处理芯片-VirtexⅡ系列FPGA芯片的主要特性及其航天应用经验。第五章至第八章介绍实时成像处理器的各处理模块。其中,第五章详细介绍了预处理的实现方案,方案将距离向和方位向预处理在一片XC2V1000FPGA芯片内实现,有效减小了系统的体积和重量,增加了可靠性。第六章阐述了距离压缩的原理、实现方法、FPGA硬件实现方案。第七章从目的、功能、原理等方面对CTM论述,并给出了详细的硬件实现和测试结果。第八章给出了方位压缩模块的设计方案 另外,本文的前两章还对SAR的基本理论作了回顾,对SAR,尤其是空载SAR的发展历史、现状、趋势作了分析,文章的最后部分针对星上实时成像处理器的测试问题提出了基于Flash存储器的测试方案。
其他文献
基于载波检测多点接入/冲突避免机制(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance,CSMA/CA)的信道接入控制(Medium Access Control,MAC)协议已在短距离无线网络中得
本文提出了基于相位一致性的图像分类方法,主要涉及了室内和室外,建筑物和风景,白天和夜晚等典型场景的分类,完成了对落叶树的定位和识别。分析了基于梯度的图像特征检测方法
环视合成孔径雷达主要用于在导弹精确末制导中进行景象匹配,而雷达的运动参数是实现精确制导的关键因素之一。雷达运动参数可以由GPS和IMU直接测得,也可以通过从实测数据中估
无线自组网作为一种新型的无线通信网络,受到了学术界的广泛关注。由于其具有可靠性高、抗毁性强等特点,无线自组网在军事和民用领域得到了大规模应用。然而无线自组网中的节
本文首先对常规时域宽带波束形成器(阵元通道内采用抽头延迟线技术)的宽带性能进行了研究,分析了每个阵元通道采用的延迟个数、延迟间隔对阵列的宽带特性的影响情况,并在此基础
学位
在第三代移动通信系统中,无线资源管理起着越来越重要的作用。负载控制是无线资源管理中重要的一部分,它通过为不同业务选择合适的实时传输参数来达到合适的QoS和保持系统工作
随着多媒体业务和internet的普及,越来越多的应用需要高速无线接入。由于无线传输受到信号衰落和噪声的影响,为了实现高数据速率和高业务质量,要求采用新技术来提高频谱效率
AdHoc网络也称无线自组网,是一种多跳网络,网络中的各个节点都不需要直接相连,节点之间能够利用接力的方式,在两个相距很远而无法直接通信的节点之间传递信息,从而突破了网络节点
无源雷达是一种自身不发射电磁信号的雷达,它利用各种外部辐射源实现对目标的无源检测与成像,因此具有良好的电子对抗特性。随着科技的不断发展,近些年可用外部机会照射源的