合成孔径雷达(SAR)是高分辨率成像雷达,具有传统光学成像与红外遥感没有的全天候与全天时工作的特点,并且能够穿透遮蔽物,改变了传统雷达单纯探测目标位置的方式,并具有获取目标图像的能力,从而能够获得更多的目标信息,有利于进行目标识别,在战场侦察,环境监测、应急救援等领域具有重要作用。SAR主要搭载在卫星与较大型的飞机上,该系统不但组成复杂、成本高,而且重量与体积都较大,成为在小型飞行平台上应用的瓶颈。而随着国内外轻小型飞机、无人飞行器的快速发展,在其上搭载微型SAR成像处理系统逐渐受到广泛关注,而小型飞行平台的SAR成像处理系统迫切需要解决体积、重量、功耗、实时处理等问题。要搭建微型SAR成像处理系统,需要选择处理流程简洁且适合硬件实现的算法。极坐标格式算法(PFA)在正侧视情况下可以采用基于PCS的尺度变换方式,以简单的复数运算与FFT变换取代两维插值运算,简化了算法。FPGA硬件可编程、高度并行处理等特点,使得它在高速率、大数据量处理的场合中被广泛使用,因此选择FPGA实现SAR算法成为目前微型SAR成像处理系统研究的热点。本文一共有五章,各章节主要内容如下所述:论文第一章首先介绍了SAR的背景知识,然后回顾了国内外微型SAR研究的历程,介绍了FPGA器件的相关技术。阐述了在微型SAR成像处理系统中,利用FPGA实现极坐标格式算法的意义。最后给出了文章的主要内容与文章结构。论文第二章首先介绍了去斜率信号的特点,然后分别介绍了利用插值方式与基于PCS的尺度变换方式实现极坐标格式算法的原理,并给出了各自点目标的仿真结果。最后指出在硬件实现极坐标格式算法过程中,从处理效率角度出发,基于PCS的极坐标格式算法更适合硬件实现。论文第三章从SAR信号实时处理的角度出发,结合PFA处理流程与FPGA硬件技术进行考虑,为节省硬件资源与提升数据处理效率,系统设计了PFA算法处理模块、DDR3读写转置模块、PCIe传输模块。然后给出各个模块的具体设计,相应的模块还对处理效率、处理误差进行了分析。论文第四章是系统的整体设计与数据分析,采用VC707评估板作为硬件开发平台,结合上位机、DDR3 SDRAM等软硬件资源,编写算法的控制逻辑。输入8192*8192大小的去斜率信号到设计的系统中,通过比对FPGA与MATLAB的处理结果验证设计的可行性。论文第五章对文中研究的内容进行总结说明,并提出设计需要改进的地方与接下来的研究方向。