【摘 要】
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毫米波雷达超分辨成像基于扫描雷达体制,利用超分辨算法来提高实波束图像在方位向的分辨率。其能够在复杂的环境和恶劣的天气工作,尤其是能够克服传统体制雷达的盲区,完成对正前方区域的成像,在物资空投、飞机自主着陆、对地精准打击、自动避障等军用和民用的众多领域有着迫切的需求。本文从超分辨成像卷积反演固有的病态性入手,针对现有扫描雷达回波数据量大、成像算法运算复杂的问题,研究了一种频域自相关迭代超分辨算法,设
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毫米波雷达超分辨成像基于扫描雷达体制,利用超分辨算法来提高实波束图像在方位向的分辨率。其能够在复杂的环境和恶劣的天气工作,尤其是能够克服传统体制雷达的盲区,完成对正前方区域的成像,在物资空投、飞机自主着陆、对地精准打击、自动避障等军用和民用的众多领域有着迫切的需求。本文从超分辨成像卷积反演固有的病态性入手,针对现有扫描雷达回波数据量大、成像算法运算复杂的问题,研究了一种频域自相关迭代超分辨算法,设计出3U VPX架构的信号处理机,完成算法移植,搭建起系统平台,进行外场实验验证,完成了超分辨实时处理,具体工作内容如下:（1）针对传统逆滤波方法存在的固有病态性,采用一种频率自相关迭代的方法进行解卷积,获得目标分布,实现方位向的超分辨,并利用自相关矩阵的Toeplitz结构特性,利用Levinson Durbin迭代代替矩阵求逆,降低运算复杂度。（2）针对毫米波雷达回波数据量大和超分辨成像实时性要求高的问题,分析超分辨成像算法的运算量,设计出3U VPX架构的超分辨信号处理机,完成芯片选型与板卡设计。通过设置流水线结构和乒乓操作,将超分辨迭代模块划分为15级流水线,最大限度发挥FPGA处理器的并行优势,提高了运算速率。（3）搭建起超分辨处理整机系统,对ADC采集、DDR3、SRIO等主要接口模块和各算法模块进行测试,并开展外场实验,验证成像系统超分辨性能与实时性。
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