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视频合成孔径雷达(Video Synthetic Aperture Radar,VideoSAR)是一种新型微波观测系统,可以全天时、全天候、高精度的对地面目标区域进行视频成像。与光学、红外传感设备相比,VideoSAR具有在退化视觉环境(如恶劣天气、云雾、爆炸烟尘和烟幕等)下高分辨成像的优势;与传统SAR相比,VideoSAR扩展了信息获取的时间维度,具有更强的动态信息获取能力。VideoSAR具有成像帧率高、数据吞吐率大的特点,对信号处理系统的处理能力、传输带宽和实时性等提出了较高的要求。本文在对高帧率VideoSAR成像算法研究的基础上,针对VideoSAR的特点和性能需求,基于标准化、模块化和数字化的设计理念,设计了一个高度并行可扩展的实时信号处理系统。本文主要完成内容如下:1、研究了高帧率VideoSAR成像方法。介绍了VideoSAR成像原理、工作模式以及相比于传统SAR的特点和优势;分析了VideoSAR的分辨率和帧率特性,并给出了相关公式的推导过程;针对频域成像算法脉冲积累时间较长且对数据重叠部分进行重复计算的问题,传统BP算法计算量大、耗时长的问题,研究了一种基于子图像融合的并行化视频成像方法;详细介绍了该方法的具体实现过程,分析了算法运算量,并通过点目标仿真验证了该方法的有效性。2、完成了高帧率VideoSAR实时信号处理系统总体设计。分析了高帧率视频SAR实时信号处理系统的设计需求,给出了系统技术指标;采取标准化、模块化设计方法,设计了一种遵循Open VPX标准的高度并行可扩展的系统架构,采用高速串行互联技术和高速串行交换技术实现各板卡之间的高速数据传输;分别说明了高速多通道信号采集板、高速大容量存储板和多功能交换板的设计,简要介绍了系统板。3、完成了高性能异构信号处理板的设计和调试工作。完成了信号处理板的硬件电路设计,单板内集成了两片各外挂8GB DDR3 SDRAM的DSP、FPGA、SRIO交换芯片以及千兆以太网交换芯片等;总结高速电路PCB设计中常见的信号完整性问题,在此基础上完成了处理板的PCB设计;基于设计的信号处理板完成了各高速串行总线的应用开发与性能评估,Hyperlink总线的传输速率达到了28.45Gbps,SRIO总线的传输速率达到了12.50Gbps,千兆以太网的传输速率达到了376Mbps。