[发明专利]基于增强型ADC的DSP+FPGA双基前视SAR成像方法及成像装置

说明书

本发明公开了一种基于增强型ADC的DSP+FPGA双基前视SAR成像方法。包括如下步骤；步骤1.利用增强型ADC对回波中频模拟信号进行采样和数字下变频后得到复基带数据，传送到FPGA；步骤2.将复基带数据进行距离向压缩、距离走动与FDC校正、弯曲校正和残余徙动校正，得到距离向处理数据，传送到DSP；步骤3.依次进行高阶多项式拟合、方位向非线性变标、方位向高次相位滤波、方位向去斜和几何校正处理；形成地距图。本发明还公开了一种基于增强型ADC的DSP+FPGA的双基前视SAR成像装置，包括增强型模数转换器、FPGA和DSP，还包括网口芯片。本发明充分发挥模数转换器的数字下变频功能、FPGA的高效并行特点及DSP对大数据量的强大浮点运算能力，实现双基前视SAR高分辨率成像。

技术领域

本发明属于通信术领域，涉及双基前视SAR成像技术，具体涉及一种基于增强型ADC的DSP+FPGA的双基前视SAR成像方法及成像装置。

背景技术

SAR（合成孔径雷达）工作原理是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成较大的等效天线孔径的雷达。合成孔径雷达的特点是分辨率高，能全天候工作，能有效地识别伪装和穿透掩盖物。双基合成孔径雷达采用了分离发射器和接收器，飞行在不同平台上实现雷达成像，利用飞行平台的特殊飞行轨迹，获得前视SAR图像。

上世纪70年代末，美国率先开展进行了双基SAR系统的研究工作，通过理论研究和一系列机载和星载双基SAR实验，初步解决了诸多双基SAR系统难题，并验证了双基SAR技术的可行性。进入新世纪以来，随着机载和星载技术的不断进步，全球范围内掀起了双基SAR研究热潮，尤其是欧洲地区，近10年来，德国应用科学研究所和德国宇航局陆续开展了一系列机载、星载和星地等几何配置下的双基SAR实验，得到了非常好的实验结果。英国各大科研机构，如UCL、UOB等大学，开展了机载、基于非雷达外辐射源等几何配置下的双基SAR实验；西班牙加泰罗尼亚理工大学实现了基于干涉应用的静止接收双基SAR实验。此外，意大利、法国等国家的科研机构也积极开展了双基SAR系统的科研工作。与此同时，在上述双基SAR实验的推动下，双基SAR成像算法也不断深入、不断完善，如基于Smile算子，LBF算子、级数反转算子等思想的成像算法。

国内的电子科技大学、国防科技大学、北京理工大学、中国科学院电子所等科研院所在双基前视SAR成像算法方面也开展了相关探索研究。电子科技大学经过十多年的技术攻关，系统地解决了双基前视SAR的系统体制、理论方法和关键技术等问题，于2009年首次全面系统地对双基前视SAR成像理论和存在的问题进行了讨论，并对双机前视SAR分辨理论和最优工作模式进行了研究；针对移变/移不变等成像模式，提出了四阶RNLCS、Keystone-NLCS、2D-ωk等系列频域成像算法，有效解决了双基前视SAR大徙动、强耦合、二维空变等问题。在试验验证方面，电子科技大学于2007年验证了双基侧视SAR成像机理，得到了国内第一幅机载双基SAR图像，分辨率达到1.5米（方位）×3米（距离）。在双基侧视SAR理论和试验研究的基础上，电子科技大学于2012年成功实现了国际首次机载双基正前视SAR成像试验，全面系统地验证了双基前视SAR成像机理，从而使我国在该领域的研究走在了国际前列。

目前，双基前视SAR成像方法已经较为成熟，必须推进双基前视SAR成像方法的工程化研究，使得双基前视SAR成像方法能够真正的用于国防科技，最终利惠利民。在使用双基前视SAR成像方法对感兴趣的目标区域进行成像时，除要求飞行平台的飞行轨迹满足成像要求外，还要求雷达在前视时有很好的横向距离分辨力，该要求使得雷达方位向必须积累足够大的数据量。所以，双基前视SAR高分辨率成像方法工程化的主要困难在于对大数据量的实时化处理。

发明内容

为克服双基前视SAR工程化的困难，本发明公开了一种基于增强型ADC的DSP+FPGA的双基前视SAR成像方法及成像装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种基于增强型ADC的DSP+FPGA的双基前视SAR成像方法，包括如下步骤；