论文摘要
采用合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar -SAR）技术能够获得全天候、全天时、远距离的高分辨雷达图像,因而具有广阔的应用前景。SAR成像的信号处理流程复杂,运算量大,特别是机载超宽带（Ultra Wide Band-UWB）合成孔径雷达的实时成像对处理机的性能指标要求很高,主要表现为大的数据处理能力,大的数据存储能力和传输能力。本文首先从SAR成像基本原理出发,分析了UWB-SAR实时信号处理的基本参数,比较了UWB-SAR的主要成像算法,并详细介绍了改进波数域（Modify Wavenumber Domain-MWD ）算法和非线性调频尺度变换（ Nonlinar Chirp Scaling-NCS）算法的原理,对两种算法用于UWB-SAR实时成像的可行性进行了对比分析。结合子带子孔径NCS算法分析了UWB-SAR的信号处理流程,并估算了机载UWB-SAR实时信号处理对运算量和存储量的需求。UWB-SAR实时处理板的结构设计和器件选型非常关键。论文分析比较了通用SAR实时信号处理板结构特点,根据UWB-SAR的处理需求,结合子带子孔径的NCS算法提出了一种多DSP+FPGA的实时信号处理板结构。信号处理板上同时具备多片高性能的DSP和FPGA,DSP开发简单,运算精度高,FPGA运算速率高;板上集成了2Gbit的DDR2SDRAM存储器,可以实现大容量数据矩阵的转置,解决了信号处理板对存储量的要求;DSP之间,DSP与FPGA间采用LINK协议互联,使得处理板的拓扑结构更为灵活,能够适应算法流程的变化。最后,论文完成了信号处理板的各功能模块设计以及PCB设计,并分析了高速数据线的信号完整性问题。信号处理板的调试工作取得了初步的成果:DSP各处理单元工作稳定,对DDR2 SDRAM数据访问正常,并实现了FPGA与DSP的LINK口通信。该处理板具有运算能力强,拓扑结构灵活的特点,能够较好的适应UWB-SAR实时成像处理的需求,以此为基础构建高性能机载UWB SAR信号处理机是可行的。