基于FPGA的微型SAR成像信号处理技术

来源：雷达科学与技术杂志2018年第2期北京时间：

作者：胡晓琛，李威，朱岱寅，崔爱欣

单位：南京航空航天大学电子信息工程学院， 江苏南京211106

摘要：微型SAR(MiniSAR)成像处理系统通过现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)设计并实现。该系统中成像处理流程以极坐标格式算法(Polar Format Algorithm, PFA)为基础，首先对回波数据进行参考距离补偿，再采用尺度变换原理(Principle of Chirp Scaling, PCS)代替插值过程实现距离向的重采样，能够在提升算法精度的同时，提高运算效率；方位向处理采用高精度的Sinc插值方法，流水线输出插值结果，运算效率进一步提高；最后，系统通过相位梯度自聚焦(Phase Gradient Autofocus，PGA)算法实现残留相位误差的估计和补偿。基于Xilinx公司的Virtex7-XC7VX6907开发板对系统进行了成像处理和验证，系统工作频率为200MHz，在5.10s时间内实现8192×4096个采样点的32位单精度浮点成像处理。实测数据处理结果验证了系统的有效性。

关键词：微型合成孔径雷达(MiniSAR),极坐标格式算法(PFA),现场可编程门阵列(FPGA),相位梯度自聚焦(PGA),

基金资助：国家自然科学基金(No.61671240)； 中央高校基本科研业务费(No.NZ2016105)； 江苏省普通高校专业学位研究生科研创新计划项目(No.SJZZ160057)； 南京航空航天大学研究生创新基地（实验室）开放基金资助项目(No.kfjj20170401)