基于TS101的SAR回波信號模擬器設計

1.3 SAR回波信號模擬器的算法流程

　　實時SAR回波產生算法不同于事后處理算法，它必須在滿足指標要求的情況下，充分滿足實時性的問題。算法的設計同時需要考慮到硬件的結構，充分利用硬件平臺的結構設計算法。對于實時SAR回波產生算法還需要根據不同的平臺環境，要求合理選擇，簡化和優化算法，以便達到實時性的要求。在兼顧性能的基礎上，選擇了最合適的二維卷積回波產生算法，避免了繁雜的循環迭代。該算法流程圖如圖3所示。

　　2 SAR回波模擬器的系統仿真試驗

　　2.1 應用性能要求估算及系統運算速度測試

　　選定通用可編程實時信號處理機仿真了SAR回波信號產生算法。在1 m×1 m分辨率下，場景取8 192×4 096點，距離向取16 384點，方位向取4 096點。從雷達參數計算可以得到，方位向需處理的數據為2×4×8 192×4 096=256 MB。由此可以得到應用對系統內存的要求為：原始數據存儲256 MB。選擇的通用可編程實時信號處理機單板內存為2 GB，完全滿足需要。

　　在明確了系統滿足性能要求后，需要驗證系統是否滿足實時性的運算速度要求。SAR雷達信號產生算法主要運算是進行FFT運算，同肘在評估不同板卡性能的時候，FFT速度的比較也是衡量系統性能的主要指標之一。其速度如表1所示。運行速度均為讀取程序運行前后TS101片內CCNT時鐘寄存器的差值，運行3次，取均值的結果。對300 MHzTS101芯片來說，實際運行時間為：周期數×3.3ns。

　　為了驗證本系統對SAR信號產生算法整體運算時間性能的評估，測試了一次完成的時間。SAR回波產生算法主要內容：先距離向卷積、存儲，再方位向卷積。距離向按16 384點處理，方位向按4 096點處理，測試單板處理共花費的時間為2.146 963 s。從試驗結果可以看出，采用由一塊處理板卡組成的通用可編程實時信號處理機系統可以實現0.524 ms產生一個模擬回波脈沖，達到實時處理要求(要求1 ms產生一個模擬回波脈沖)。

　　2.2 實際試驗結果

　　采用本套系統對兩幅圖片進行了反演測試。圖4，圖5是對模擬的回波進行SAR成像的結果。

　　3 結語

　　SAR回波信號模擬器采用的板卡是標準CPCI 6U板，可裁減性和可擴充性好;而且單板內存已經擴展到了2 GB，大的內存意味著可以模擬更加復雜的場景，得到更好的模擬效果。采用基于DSP的通用處理板來實現模擬器，使得模擬器能夠實時、靈活、方便地產生所需的各種回波信號。該模擬器在對SAR信號處理機的調試過程中取得了良好的效果。