接收其他 DSP傳送數(shù)據(jù)，向其他DSP傳送數(shù)據(jù)以及根據(jù)上位機(jī)需求通過(guò)PCI上傳數(shù)據(jù)。
[0031] 參見(jiàn)圖2,本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提出了一種基于上述系統(tǒng)的彈載SAR的改進(jìn)后向 投影成像方法，包括如下步驟：
[0032] 系統(tǒng)開(kāi)始工作后首先對(duì)信號(hào)處理板進(jìn)行初始化，使信號(hào)處理板的各項(xiàng)工作狀態(tài)達(dá) 到需要的狀態(tài)。
[0033] 本發(fā)明提出的近前視彈載改進(jìn)BP算法在距離向?qū)夭〝?shù)據(jù)的處理與傳統(tǒng)BP算法 是一樣的，不同的是方位向的處理。首先在距離方向上對(duì)彈載SAR掃描場(chǎng)景進(jìn)行等間隔分 害J，在合并子孔徑的同時(shí)分裂圖像，達(dá)到所需圖像精度時(shí)停止合并和分裂，再相干疊加反向 投影到掃描場(chǎng)景的分割小區(qū)域內(nèi)的回波，這樣就會(huì)得到掃描區(qū)域的彈載SAR圖像。分割后 的小區(qū)域條可以單獨(dú)成像，因此比較適合并行處理。
[0034] 在實(shí)際操作中，我們不用把所有天線掃描過(guò)的場(chǎng)景的回波數(shù)據(jù)都一一對(duì)應(yīng)于彈載 SAR圖像，采用一個(gè)小正方形區(qū)域塊來(lái)解釋，將其放大。導(dǎo)彈沿著彈道AB進(jìn)行飛行，掃描過(guò) 的場(chǎng)景發(fā)射的回波信號(hào)再反向投影到掃描場(chǎng)景CD區(qū)域，顯然該區(qū)域不存在誤差。導(dǎo)彈飛行 到A點(diǎn)時(shí)，反映在掃面區(qū)域中的實(shí)際位置是P 1A，經(jīng)過(guò)反向投影到掃描區(qū)域的目標(biāo)的位置 近似為匕點(diǎn)。如果P i點(diǎn)和P 2點(diǎn)都在相同的小正方形區(qū)域內(nèi)，那么我們認(rèn)為這樣的近似是 合理的。
[0035] 后向投影產(chǎn)生誤差的原因是，導(dǎo)彈在飛行過(guò)程中由于高機(jī)動(dòng)而導(dǎo)致真實(shí)彈道與設(shè) 定彈道不是完全吻合。設(shè)彈道AB間距離為r，根據(jù)余弦定理可得
[0036] [L(a)]2= I 2+r2-21rcos a (I)
[0037] 近似推導(dǎo)出距離向誤差為
[0039] 我們假定距離向誤差比距離要小的多，即AL<<L(a)，則（2)式變?yōu)?br>[0041] 當(dāng)角度誤差Δ a << 1時(shí)，設(shè)隊(duì)為孔徑的長(zhǎng)度，可以得到
[0043] 假定彈載SAR掃描場(chǎng)景大小為I\XDa，其中1為方位向長(zhǎng)度，L為距離向合成孔 徑長(zhǎng)度。α增大，距離向誤差也會(huì)跟著變大。從公式（4)我們很容易看出距離向的近似誤 差最大值為
[0045] 其中L_是彈載SAR到掃描場(chǎng)景的最短距離。從公式（5)可以看出，當(dāng)D J)a的值 恒定時(shí)，AL就會(huì)保持在合理的范圍。如果IV變大，那么Da相應(yīng)地變小，AL即可維持不變。 為了使公式（5)中的AL保持不變，我們采取對(duì)子孔徑進(jìn)行分級(jí)合并同時(shí)相應(yīng)地對(duì)SAR圖 像進(jìn)行分級(jí)分裂的方法，以此來(lái)分級(jí)疊加成像。子孔徑以2為冪級(jí)數(shù)按照16、8、4、2、1進(jìn)行 分級(jí)合并，在這個(gè)過(guò)程中波束寬度緩慢變小，從而能夠成像的場(chǎng)景也會(huì)變小，為了使距離向 誤差保持不變，同時(shí)會(huì)以2為冪級(jí)數(shù)按照1、2、4、8、16對(duì)區(qū)域條進(jìn)行細(xì)等分成次級(jí)區(qū)域塊， 當(dāng)方位向分辨率達(dá)到所需要求時(shí)，就不再繼續(xù)合并子孔徑和細(xì)分區(qū)域條。你的地址還是那 個(gè)郵政服務(wù)的吧
[0046] 由于每個(gè)區(qū)域條內(nèi)的成像算法一致，因此可以選取單個(gè)區(qū)域條為例進(jìn)行算法描 述。首先計(jì)算初始孔徑到初始圖像中心間的距離，其中，為第一級(jí)的第i個(gè) 子孔徑，為第一級(jí)的第k個(gè)子圖像中心，并從距離向聚焦后的圖像中尋找成像數(shù)據(jù) 。每一級(jí)的孔徑到對(duì)應(yīng)的圖像的距離為φ?,(4 ?'>Γ],通過(guò)上一級(jí)的成像數(shù)據(jù) 得出當(dāng)前級(jí)的成像數(shù)據(jù)丨?)，其中
[0048] 繼續(xù)進(jìn)行下一級(jí)的子孔徑合并和圖像細(xì)分，當(dāng)圖像分辨率達(dá)到所需要求時(shí)，不再 往下合并和細(xì)分。累加每一級(jí)的成像數(shù)據(jù)就可以得這個(gè)區(qū)域條的圖像。最后把所有區(qū)域條 的圖像整合到一起就成為完整的SAR圖像。
[0049] 在信號(hào)處理板中，我們將算法分別分配到每一個(gè)DSP中進(jìn)行并行處理，最后可以 在上位PC機(jī)中得到成像結(jié)果。
[0050] 當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變 形都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種近前視合成孔徑雷達(dá)（SAR)信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括： 上位PC機(jī)，CPCI機(jī)箱、MIC3392CPU板、以及2塊4片TMS320C6455數(shù)字信號(hào)處理板； 其中，所述信號(hào)處理板共兩塊。信號(hào)處理板1的FPGA主要完成對(duì)采集回放板的基帶數(shù) 據(jù)及定時(shí)同步板的控制數(shù)據(jù)的接收，并轉(zhuǎn)發(fā)給信號(hào)處理板的DSP作進(jìn)一步處理。接收模塊 采用SERDES接口進(jìn)行接收，經(jīng)FIFO緩存后，由EMIF接口發(fā)送給信號(hào)處理板上DSP芯片。信 號(hào)處理板2的FPGA程序主要功能為接收DSH)的數(shù)據(jù)及定時(shí)同步板的控制數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)發(fā)給 定時(shí)同步板做進(jìn)一步處理。接收模塊采用EMIF接口，發(fā)送模塊采用SERDES接口。2. -種基于權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的近前視成像方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 系統(tǒng)上電工作后，對(duì)所述信號(hào)處理系統(tǒng)執(zhí)行初始化，具體包括：選擇回放模式，設(shè) 置脈寬、重頻、基本延遲這些公共參數(shù)； (2) 系統(tǒng)進(jìn)入所選工作模式，等待用戶選擇回放記錄； (3) 兩塊信號(hào)處理板共有八片DSP，其中板1的DSPA程序、板2DSH)與其他六片DSP程 序略有不同。板IDSPA需要與FPGA進(jìn)行通信，而且板IDSPA作為其他DSP的數(shù)據(jù)輸出者， 沒(méi)有其他DSP向其輸入數(shù)據(jù)。程序中包含EMIF接口、向板IDSPB輸出數(shù)據(jù)、根據(jù)上位機(jī)需 求通過(guò)PCI上傳數(shù)據(jù)； (4) 板2的DSH)中只有接收來(lái)自板2DSPC的數(shù)據(jù)，以及根據(jù)上位機(jī)需求通過(guò)PCI上傳 數(shù)據(jù)。其他六片DSP的功能相同，程序也相同，程序包含接收其他DSP傳送數(shù)據(jù)，向其他DSP 傳送數(shù)據(jù)以及根據(jù)上位機(jī)需求通過(guò)PCI上傳數(shù)據(jù)。3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括步驟： (5) 對(duì)于接收到的回波記錄，采用近前視彈載SAR的改進(jìn)后向投影成像方法進(jìn)行處理。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種近前視合成孔徑雷達(dá)(SAR)信號(hào)處理系統(tǒng)和成像方法，對(duì)已有的SAR信號(hào)處理系統(tǒng)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，使得系統(tǒng)可以在模擬彈道的平飛階段和下壓階段時(shí)正確地成像，且成像的指標(biāo)達(dá)到預(yù)定的要求。本發(fā)明提出的技術(shù)方案可以解決合成孔徑雷達(dá)在高速運(yùn)動(dòng)的平臺(tái)上進(jìn)行斜視成像。針對(duì)現(xiàn)有的彈載合成孔徑雷達(dá)(SAR)大斜視算法所處理的斜視角度受限、傳統(tǒng)的后向投影算法運(yùn)算量大以及已有的快速后向投影算法不能進(jìn)行并行處理等問(wèn)題，本發(fā)明研究出一種適于并行處理的近前視彈載改進(jìn)后向投影算法。
【IPC分類】G01S13/90
【公開(kāi)號(hào)】CN105044715
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510271623
【發(fā)明人】胡曉光, 葉曉明, 張國(guó)峰
【申請(qǐng)人】北京航空航天大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年5月25日