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(chǎn)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(jié)構，充分利用硬件平臺的結(jié)構設計算法。對于實時SAR回波產(chǎn)生算法還需要根據(jù)不同的平臺環(huán)境，要求合理選擇，簡化和優(yōu)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(chǎn)生算法，避免了繁雜的循環(huán)迭代。該算法流程圖如圖3所示。

　　2 SAR回波模擬器的系統(tǒng)仿真試驗

　　2.1 應用性能要求估算及系統(tǒng)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(chǎn)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(shù)計算可以得到，方位向需處理的數(shù)據(jù)為2×4×8 192×4 096=256 MB。由此可以得到應用對系統(tǒng)內(nèi)存的要求為：原始數(shù)據(jù)存儲256 MB。選擇的通用可編程實時信號處理機單板內(nèi)存為2 GB，完全滿足需要。

　　在明確了系統(tǒng)滿足性能要求后，需要驗證系統(tǒng)是否滿足實時性的運算速度要求。SAR雷達信號產(chǎn)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，F(xiàn)FT速度的比較也是衡量系統(tǒng)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(nèi)CCNT時鐘寄存器的差值，運行3次，取均值的結(jié)果。對300 MHzTS101芯片來說，實際運行時間為：周期數(shù)×3.3ns。

　　為了驗證本系統(tǒng)對SAR信號產(chǎn)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(chǎn)生算法主要內(nèi)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(jié)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(tǒng)可以實現(xiàn)0.524 ms產(chǎn)生一個模擬回波脈沖，達到實時處理要求(要求1 ms產(chǎn)生一個模擬回波脈沖)。

　　2.2 實際試驗結(jié)果

　　采用本套系統(tǒng)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(jié)果。

　　3 結(jié)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(nèi)存已經(jīng)擴展到了2 GB，大的內(nèi)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(xiàn)模擬器，使得模擬器能夠?qū)崟r、靈活、方便地產(chǎn)生所需的各種回波信號。該模擬器在對SAR信號處理機的調(diào)試過程中取得了良好的效果。