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接口,总线,驱动相关技术文章R-D SAR信号处理机的特点及如何实现成像系统的设计

R-D算法是SAR成像中应用最广的一种算法,因其具有原理直观、实现方便等优点在实际中有广泛的应用。

R-D算法的基本特点是运动补偿、参数估计比较灵活,距离向处理和方位向处理分开,运算既是并发的、又是流水的,同时他又具有SAR成像本身的大运算量、大存储量等特点,故R-D SAR信号处理机在系统结构上有其自身的特点。本文在分析R-D SAR信号处理特点的基础上探讨R-D SAR成像系统的设计,整个系统利用当前流行的PCI Express总线进行数据通信,提高了数据传输能力。

1 、R-D算法流程及特点

距离-多普勒成像雷达虽然有多种参数估计方法,各自的成像算法又有很大的差异,但基本运算和算法流程差别不大,如图1所示。

其中,(2)~(6)表示成像处理。在(2)中一般采用dechirp或者匹配滤波的方法。如果采用dechirp方法,要生成一幅8 192×8 192点的图像,需要在距离向处理中进行8 192次8 192点FFT运算;而同样大小的图像如果采用匹配滤波的方法则需要16 383×8 192点FFT运算,这还没有包括运动补偿和乘以解调频函数(dechirp方法)或乘以脉压匹配函数(匹配滤波方法)中的乘法运算。

图中(3)就是专门进行距离向处理所必需的参数估计、运动补偿因子计算以及解调频函数或脉压匹配函数的计算。这个过程往往需要用到预处理完成后的部分数据甚至全部数据,有时还要用到中间结果的部分数据甚至全部数据。完成距离向处理后,为了在方位向处理时数据能够在存储器中按方位向连续存放以加快存取速度,要将数据转置

(4)(这里原始数据按距离向连续存放)。方位向处理与距离向处理类似,但方位压缩

(5)一般采用匹配滤波的方法,因为方位回波的带宽比较宽。而这期间也要由(6)来专门估计方位向参数,计算相位校正函数和方位向脉压匹配函数。

由此总结R-D SAR成像雷达信号处理的特点如下:

巨大的存储量 显然,仅存一幅8 192×8 192点复图像所需要的存储量约为512 MB,如果乒乓工作,那么处理器的存储能力需要超过1 GB,显然应该用SDRAM。