摘 要: 微型 SAR(MiniSAR)成像处理系统通过现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)设计并实现。该系统中成像处理流程以极坐标格式算法(Polar Format Algorithm，PFA)为基础。首先对回波数据进行参考距离补偿,再采用尺度变换原理(Principle of Chirp Scaling，PCS)代替插值过程实现距离向的重采样,能够在提升算法精度的同时,提高运算效率;方位向处理采用高精度的 Sinc 插值方法,流水线输出插值结果,运算效率进一步提高;最后,系统通过相位梯度自聚焦(Phase GradientAutofocus,PGA)算法实现残留相位误差的估计和补偿。基于 Xilinx公司的 Virtex7-XC7VX6907 开发板对系统进行了成像处理和验证,系统工作频率为 200 MHz,在5.10s时间内实现8192X4096 个采样点的32 位单精度浮点成像处理。实测数据处理结果验证了系统的有效性。
关键词:微型合成孔径雷达(MiniSAR):极坐标格式算法(PFA):现场可编程门阵列(FPGA):相位梯度自聚焦(PGA)
0 引言
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)能够实现全天候,全天时和高分辨率对地成像,在军事侦察、环境监测、应急救援等领域均具有广泛应用,始终是雷达技术领域的研究热点。微型 SAR(MiniSAR)成像系统因其体积小、重量轻、功耗低等优势,已成为SAR 技术发展的重要方向。
我国 MiniSAR 系统的研制在 2010 年左右才开始进行,起