逆合成孔徑雷達(dá)成像的并行方法研究.pdf

1、基于雷達(dá)全天候、全天時(shí)、遠(yuǎn)距離和寬廣觀測(cè)帶的特點(diǎn)以及易于從固定背景中區(qū)分運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的能力，雷達(dá)成像技術(shù)得到重視愈來(lái)愈多。在雷達(dá)成像領(lǐng)域，逆合成孔徑雷達(dá)（Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR）可以探測(cè)到更為豐富的目標(biāo)信息，在軍事學(xué)、雷達(dá)天文學(xué)中有及其重要的應(yīng)用價(jià)值。而ISAR應(yīng)用價(jià)值關(guān)鍵在于實(shí)時(shí)成像，然而由于ISAR成像數(shù)據(jù)規(guī)模龐大、程序執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)，阻礙原始脈沖回波實(shí)時(shí)成像。原始手段是研制高性能數(shù)字信

2、號(hào)處理機(jī)，但是研制時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高。而隨著高性能技術(shù)的繁榮成長(zhǎng)，并行計(jì)算成為ISAR實(shí)時(shí)處理的前進(jìn)方向。
　　針對(duì)ISAR一維成像，本文采用傅里葉變換（FFT）進(jìn)行原始回波距離向壓縮獲得一維距離像；然后采用加矩形窗積累互相關(guān)法和基于傅里葉（Fourier）變換頻移因子的最小熵法進(jìn)行一維距離像包絡(luò)對(duì)齊，即運(yùn)用積累互相關(guān)法獲得粗對(duì)齊包絡(luò)，而后以每次回波粗對(duì)齊包絡(luò)為中心求得多個(gè)偏移包絡(luò)，求解單脈沖偏移包絡(luò)的最小熵值，該熵值對(duì)應(yīng)包絡(luò)即為相應(yīng)

3、脈沖對(duì)齊后的一維像序列。
　　針對(duì)一維成像算法數(shù)據(jù)量大、復(fù)雜度高、運(yùn)算時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)，基于并行計(jì)算分解方式中的數(shù)據(jù)并行劃分原則，本文提出應(yīng)用于多線程處理器的ISAR一維成像數(shù)據(jù)并行方法。該數(shù)據(jù)并行法利用OpenMP編譯制導(dǎo)指令＃pragma omp for對(duì)距離向壓縮算法和包絡(luò)對(duì)齊算法中的最小熵運(yùn)算步驟進(jìn)行多線程并行優(yōu)化，理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)證明，該并行法提升算法的執(zhí)行效率，同時(shí)保證一維距離像質(zhì)量不下降。但是由于包絡(luò)對(duì)齊數(shù)據(jù)并行算法并

4、行效率低，因此本文基于并行處理技術(shù)的任務(wù)并行劃分原則，研究多核處理器上互相關(guān)任務(wù)并行方法，結(jié)合最小熵?cái)?shù)據(jù)并行法進(jìn)行包絡(luò)對(duì)齊混合并行處理，該并行方法利用OpenMP編譯制導(dǎo)指令＃pragma omp for和＃pragma omp section執(zhí)行并行優(yōu)化算法，實(shí)驗(yàn)表明，此方法并行效率較之前顯著提升。然而，本方法帶來(lái)新的問(wèn)題：一維距離像對(duì)齊質(zhì)量下降，為保證對(duì)齊質(zhì)量不受影響，本文研究依據(jù)任務(wù)劃分方式的最小熵任務(wù)并行方法，與互相關(guān)任務(wù)并行法