多带宽合成孔径雷达接收系统数字处理技术研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong541
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合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)是一种高分辨率对地观测雷达。卫星或飞机沿航线飞行时,其所搭载SAR向正侧方发射调频脉冲信号,经地面目标反射后,回波数据被SAR接收机接收,经过信号处理后得到测绘带图像。当系统工作在不同模式下时,往往要求系统能处理不同带宽的多种信号,这就需要不同的采样时钟对数据进行采样。传统的多带宽合成孔径雷达系统信号接收处理单元存在两个缺点,一是接收机里的滤波器组采用模拟方式实现,数量越多设计及切换越复杂,二是多种采样时钟带来的时钟产生电路设计复杂和时钟同步困难等问题。   针对上述问题,本文提出一种新的多带宽SAR接收系统数字处理方案,该方案采用各带宽信号采样频率中的最高的一个作为系统采样时钟,通过sinc插值的方法产生其它各采样频率的信号的同时,还直接实现了数据的降采样;该方案中多带宽信号的滤波由数字滤波器来完成。这种新的多带宽SAR系统数字处理方案中仅采用一个模拟接收机滤波器和一个采样时钟,并且采样时钟频率也不比传统方法高。该方案中的插值运算会对数据实时处理提出较高要求,这可以通过选择适当的插值算法来实现。   本文的主要工作和创新点有:   (1)针对传统多带宽合成孔径雷达接收系统设计中存在的问题,提出了一种数字解决方案,简化了系统设计,解决了时钟产生电路设计复杂和多种采样时钟同步困难等问题;   (2)通过仿真分析,给出了数字方案中FIR滤波器和插值运算的算法和参数设计;   (3)在FPGA上实现了所提出的数字处理方案,测试结果与仿真结果具有较好的一致性。
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