基于FPGA的SAR成像方法

摘要

本发明公开了一种基于FPGA的SAR成像方法，主要解决现有系统结构复杂、数据处理速度慢的问题。其实现方法是，调用FPGA中乘法器，将每列距离向数据与量化后的hamming窗数据相乘后进行FFT运算，完成距离脉压；由惯导参数计算距离向场景中心位置，进行距离向数据截取；将截取得到的数据转置，实现子孔径数据按方位向存储；根据惯性导航参数估计出多普勒中心值和多普勒调频率；根据估计出的多普勒中心值和多普勒调频率构造多普勒频移函数、多普勒调频率函数和方位hamming窗函数；将做完距离脉压后的每行方位向数据与上述三个函数相乘后进行FFT运算，得到最终成像数据。本发明简化了SAR成像系统结构，提高了处理速度，可用于在弹载模式下的SAR成像。

主权项

一种基于FPGA的SAR成像方法，包括如下步骤：（1）用Matlab软件产生16384点的hamming窗，并将其量化成9bit有符号定点数存入ROM中，将雷达回波距离向数据与ROM中的hamming窗相乘，以实现对距离向数据的加窗；（2）对加窗后的距离向数据进行FFT运算，完成距离脉压；（3）根据雷达前端惯导的斜距、斜视角、飞行速度，计算成像场景中心所在位置，并以此为中点左右各截取1024点共2048点数据作为成像数据，当产生地址越界时从特殊点0或14337开始截取；（4）对雷达回波数据在方位向上按雷达发射脉冲的重频积累512个脉冲，得到512列数据作为一个子孔径数据，将子孔径数据转置后存储；（5）分别对步骤（4）中子孔径数据的每行方位向数据计算，得到2048个多普勒中心值，将得到的2048个方位向多普勒中心值求和取平均作为该子孔径的多普勒中心；（6）根据雷达前端惯导的载机速度、斜视角和斜距计算多普勒调频率；（7）根据步骤（5）得到的多普勒中心，得到多普勒频移函数，根据步骤（6）得到的多普勒调频率，得到多普勒调频率函数；用Matlab软件产生512点的hamming窗，并将其量化成16bit有符号定点数存入ROM中；（8）将步骤（4）中子孔径数据的每行方位向数据分别与步骤（7）中的多普勒频移函数、多普勒调频率函数、hamming窗数据相乘，完成方位Dechirp前期处理；（9）对经过步骤（8）处理后的子孔径数据按其方位向作FFT运算，得到子孔径数据的的方位频域，对方位频域的每个数据求模值，得到最终成像数据。