[发明专利]一种近前视合成孔径雷达(SAR)信号处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达成像技术领域，具体涉及一种近前视合成孔径雷达(SAR)信号处理系统和成像方法。

背景技术

合成孔径雷达(syntheticapertureradar，SAR)具有全天时、全天候、远距离成像等特点，可以大大提高雷达对目标信息的捕获能力，因而成为雷达技术的热门研究领域。用于战场侦察、资源勘探、地形测绘的SAR一般都采用正侧视成像模式，然而许多应用场合需要进行斜视观测，如战斗机、轰炸机、导弹精确末制导等，需提前观测斜前方情况。而且斜视SAR具有区外探测能力，即可以不直接飞越某一地区而能对该区域的地物目标进行观测，提高了载机平台的安全性与隐蔽性，这对于现代条件下局部战争的战场侦察具有重要意义。

随着大容量、高速并行计算技术的迅速发展，成像雷达信号处理的实时性得到很大提高，SAR导引头既可用于中制导的弹道修正，又可用于末制导阶段的精确打击。特别是在强杂波背景下，SAR导引头可实现对地面固定目标、伪装或隐蔽目标、地面和海上运动目标群等的检测、识别与跟踪等，并能进一步提高雷达导引头识别目标要害部位的能力。

导弹对地的攻击过程中雷达成像导引头工作模式可以分为三个阶段：雷达导引头天线对地面目标进行侧视成像，确定感兴趣的地面目标处理区间；根据指定的地面目标区间，雷达导引头转为大斜视，对确定的地面目标区间进行高分辨率成像；最后确定最佳的攻击路线，使其逐步转入攻击方向(前视)对目标实施攻击。

SAR的斜视工作模式是指雷达的飞行方向并不与距离向垂直，而是成一定角度的工作模式，并定义斜视角为天线指向与垂直于航线方向的法线之间的夹角。对斜视SAR，一般将斜视角小于45的情形称为小斜视SAR，正侧视SAR的斜视角为0，而斜视角大于45的情形称为大斜视SAR。斜视成像在实际应用中具有很高的灵活性，它可以通过改变波束的斜视角，可以对前方的目标预先成像、对后方的目标再次成像。它具有许多正侧视SAR无法实现的功能，如对热点地区的多次重访，军事上的实时侦察和打击等。但是，超大斜视角的SAR存在较为复杂的成像几何模型，回波数据的方位向和距离向的耦合较为严重，因此，超大斜视角的SAR成像是雷达信号处理中一个重大的挑战。

希望借助一些国外的研发经验成果，对现有的合成孔径雷达信号处理系统进行二次开发，研发一种近前视合成孔径雷达(SAR)信号处理系统，并对其进行提升斜视角的算法研究。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出一种近前视合成孔径雷达(SAR)信号处理系统和成像方法。

所述系统包括：

上位PC机，CPCI机箱、MIC3392CPU板、以及2块4片TMS320C6455数字信号处理板；

其中，所述信号处理板共两块。信号处理板1的FPGA主要完成对采集回放板的基带数据及定时同步板的控制数据的接收，并转发给信号处理板的DSP作进一步处理。接收模块采用SERDES接口进行接收，经FIFO缓存后，由EMIF接口发送给信号处理板上DSP芯片。信号处理板2的FPGA程序主要功能为接收DSPD的数据及定时同步板的控制数据，并转发给定时同步板做进一步处理。接收模块采用EMIF接口，发送模块采用SERDES接口。

一种基于所述系统的近前视成像方法，包括：

(1)系统上电工作后，对所述信号处理系统执行初始化，具体包括：选择回放模式，设置脉宽、重频、基本延迟这些公共参数；

(2)系统进入所选工作模式，等待用户选择回放记录；

(3)两块信号处理板共有八片DSP，其中板1的DSPA程序、板2DSPD与其他六片DSP程序略有不同。板1DSPA需要与FPGA进行通信，而且板1DSPA作为其他DSP的数据输出者，没有其他DSP向其输入数据。程序中包含EMIF接口、向板1DSPB输出数据、根据上位机需求通过PCI上传数据；

(4)板2DSPD中只有接收来自板2DSPC的数据，以及根据上位机需求通过PCI上传数据。其他六片DSP的功能相同，程序也相同，程序包含接收其他DSP传送数据，向其他DSP传送数据以及根据上位机需求通过PCI上传数据。。

(5)对于接收到的回波记录，采用近前视弹载SAR的改进后向投影成像方法进行处理。

本发明提出的系统能够使得用户通过上位PC机对信号处理系统的工作模式进行控制，并能够通过近前视弹载SAR的改进后向投影成像方法对斜视角度进行提升。

附图说明

附图1为本发明提出的一种近前视合成孔径雷达(SAR)信号处理系统结构图。