彈載前側(cè)視SAR實時成像算法設(shè)計與系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、導彈末制導階段為實現(xiàn)精確制導運用了許多先進的技術(shù)，其中SAR(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像技術(shù)在其中的應(yīng)用已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點。彈載SAR前側(cè)視成像運用于導彈末制導階段的基本思路是：利用獲取到的超前地理位置地物地貌實時的SAR圖像將導彈引向感興趣的目標區(qū)域，從而獲得超高的命中率，同時這也是精確制導武器在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中不可替代的重要原因。
　　彈載平臺雷達天線波束掃描的軸向一般與彈軸一致，而常見的機

2、載SAR平臺天線掃描的軸向大多與飛行方向垂直，因此彈載SAR情況下的一些幾何量不能完全搬照機載情況下的定義。本文重新定義了針對彈載SAR斜視成像模式下的幾何量之間的關(guān)系，并稱之為彈載前側(cè)視SAR成像。另外，考慮到分辨率在距離向和方位向以及水平地面和斜距平面上劃分的多樣性，且目前大量的相關(guān)文獻和書籍對分辨率使用的不統(tǒng)一，本文詳細梳理了各個分辨率的定義以及相互間的關(guān)系。
　　本文介紹了在導引頭末制導不同階段下的幾種成像工作模式，然后針

3、對SAR在導彈末制導不同階段的工作模式（主要包括條帶模式和聚束模式）對前側(cè)視成像算法分別在上述兩種模式下進行成像算法設(shè)計和算法的仿真驗證。本文特別對彈載前側(cè)視條帶SAR成像模式在典型戰(zhàn)術(shù)彈道背景下進行了主要成像參數(shù)的選擇和設(shè)計以及該背景下運動補償技術(shù)的研究，考慮彈載平臺對實時性的高要求，選擇設(shè)計一種簡單成熟的RD_dechirp算法，該算法不僅原理簡單且計算量小，因此對彈載平臺的較高實時性要求十分滿足。然后設(shè)計出了考慮運動補償技術(shù)的彈載

4、前側(cè)視實時成像算法。本文對該前側(cè)視算法不僅利用仿真數(shù)據(jù)進行了算法驗證，而且還通過大斜視實測數(shù)據(jù)對該算法的可行性和運動補償?shù)挠行赃M行了驗證。由于彈載平臺對SAR成像處理系統(tǒng)的高實時性要求，以及對系統(tǒng)的小型化，低功耗和高可靠性的要求，有力的硬件平臺是其實現(xiàn)的重要保障。本彈載SAR實時成像信號處理硬件系統(tǒng)采用的是一片Virtex-6FPGA和三片TMS320C6678 DSP的多核多DSP硬件架構(gòu)。首先，本文對該信號處理系統(tǒng)的幾個主要部分包

5、括A/D采集模塊、FPGA主控模塊、DSP處理模塊、上位機接口模塊以及彈體接口模塊進行了簡要的介紹。然后，在FPGA+多個多核DSP架構(gòu)基礎(chǔ)上設(shè)計出了結(jié)合運動補償?shù)膹椵d前側(cè)視條帶SAR成像算法，以及該實時算法的在FPGA以及DSP的多核并行任務(wù)分配的處理方案和流程圖。最后，將上述的并行算法寫入DSP中通過仿真數(shù)據(jù)以及實測數(shù)據(jù)完成了對該算法在硬件平臺系統(tǒng)上的實現(xiàn)和驗證。另外，算法設(shè)計與選擇以及硬件系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計和選擇都是著重考慮彈載SAR