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SAR成像实时实现和组网雷达研究

刘俊超  
【摘要】:合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)具有全天候、全天时、远距离作用、大测绘带宽的特点,因此被广泛应用于军事和民用领域。SAR系统主要包括信号发射与采集、SAR数据处理两部分。其中,SAR数据的发射与采集分别由发射机和接收机两部分完成。这两部分均由多个较复杂的模块构成,SAR系统的设计需要根据总体技术指标,对不同模块进行分析与综合,考虑各模块间的协同与相互影响,从而保证SAR系统的总体性能。文中利用AWR软件对SAR发射机及接收机进行了仿真模拟。而SAR数据处理主要是指对所采集的SAR回波数据进行成像算法的处理,文中以成像处理算法为理论依据,综合考虑成像处理的速度与精度要求,对成像算法进行基于DSP硬件平台的实现。同时,随着实际需求的不断发展,对SAR系统及成像技术的研究也在不断的深入。受限于单部雷达的精度,实际工程中对组网技术的需求越来越迫切,对组网雷达的研究势必会成为雷达领域十分重要的课题之一。 本文的研究内容主要包括合成孔径雷达的系统设计、成像方法及其实时处理技术的实现、组网雷达的航迹形成。论文具体安排如下:首先,介绍了AWR软件及其内部各模块的具体应用,通过分析研究SAR系统各部分的作用及参数要求,利用该软件设计开发了X波段的SAR接收系统和发射系统,并通过仿真实验,验证了该SAR系统设计可以满足设计需求;其次,介绍了SAR成像算法,并对经典的RD算法进行了详细的推导,并基于ADI的TS201平台,采用以C语言编写顶层算法代码以汇编语言编写底层计算代码的混合编程模式,通过合理优化程序,提高程序的执行效率和稳健性,完成了SAR成像算法的DSP实时实现;再次,介绍了组网雷达的研究背景和现状,并进行了组网雷达仿真研究。在组网雷达仿真中,介绍雷达测量参数的由来,设计Kalman跟踪滤波器和相关波门,形成单部雷达的目标航迹,之后各部雷达形成的航迹送至融合中心进行融合得到最后的航迹,通过各雷达单独形成航迹的坐标误差与组网融合后航迹的坐标误差进行对比,充分说明了组网雷达对目标航迹的形成更加精确。最后论文讨论了研究过程中的不足之处以及今后的工作任务和改进方法。


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