快速極坐標(biāo)格式算法及FPGA實現(xiàn).pdf

1、合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)是現(xiàn)代遙感領(lǐng)域的一項重要技術(shù),而極坐標(biāo)格式算法(Polar Format Algorithm,PFA)因其在成像效率高和處理流程簡單等特性而被廣泛應(yīng)用于聚束SAR成像中。經(jīng)典PFA受到插值處理的效率與精度的限制,但是利用Chirp Scaling原理(Principle of Chirp Scaling,PCS)可以用快速傅里葉變換來代替插值過程,從而降低計算復(fù)雜度

2、。另一方面,可編程器件的飛速發(fā)展使FPGA比DSP擁有更靈活的應(yīng)用,已經(jīng)實現(xiàn)雷達(dá)成像處理是必然的發(fā)展趨勢,因此本文研究了基于FPGA的快速極坐標(biāo)格式算法。
　　本文首先介紹了傳統(tǒng)極坐標(biāo)格式算法的原理。并從距離方位二維信號耦合的角度出發(fā),揭示了從極坐標(biāo)格式到直角坐標(biāo)格式的轉(zhuǎn)換過程為尺度變換的本質(zhì),從而引入并詳細(xì)介紹了PCS及其相應(yīng)的變形。并通過在點目標(biāo)響應(yīng)來驗證基于PCS的極坐標(biāo)格式算法的可行性。為了實現(xiàn)片內(nèi)處理,提出了算法處理流程

3、中需要的相應(yīng)功能子模塊片內(nèi)設(shè)計方案:通過算法處理子模塊實現(xiàn)FPGA對數(shù)據(jù)的兩維壓縮成像處理;利用DDR3讀寫子模塊實現(xiàn)了兩維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)置及連續(xù)地址的高速讀寫;設(shè)計了以太網(wǎng)通信子模塊實現(xiàn)PFGA與上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。并詳細(xì)分析了各子模塊的功能和處理效率,處理誤差等指標(biāo)。接著本文給出了完整的片內(nèi)設(shè)計方案,包括流程控制模塊的設(shè)計方案以及特殊的并行結(jié)構(gòu)。最后在KC705開發(fā)板上驗證了系統(tǒng)的可行性并給出了成像處理效果。本文最后對論文的研究內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)