基于TS101的SAR回波信号模拟器设计（2） 模拟器, 流程图, 硬件

yuyang911220

实时SAR回波产生算法不同于事后处理算法，它必须在满足指标要求的情况下，充分满足实时性的问题。算法的设计同时需要考虑到硬件的结构，充分利用硬件平台的结构设计算法。对于实时SAR回波产生算法还需要根据不同的平台环境，要求合理选择，简化和优化算法，以便达到实时性的要求。在兼顾性能的基础上，选择了最合适的二维卷积回波产生算法，避免了繁杂的循环迭代。该算法流程图如图3所示。
　　

　　2 SAR回波模拟器的系统仿真试验
　　2.1 应用性能要求估算及系统运算速度测试
　　选定通用可编程实时信号处理机仿真了SAR回波信号产生算法。在1 m×1 m分辨率下，场景取8 192×4 096点，距离向取16 384点，方位向取4 096点。从雷达参数计算可以得到，方位向需处理的数据为2×4×8 192×4 096=256 MB。由此可以得到应用对系统内存的要求为：原始数据存储256 MB。选择的通用可编程实时信号处理机单板内存为2 GB，完全满足需要。
　　在明确了系统满足性能要求后，需要验证系统是否满足实时性的运算速度要求。SAR雷达信号产生算法主要运算是进行FFT运算，同肘在评估不同板卡性能的时候，FFT速度的比较也是衡量系统性能的主要指标之一。其速度如表1所示。运行速度均为读取程序运行前后TS101片内CCNT时钟寄存器的差值，运行3次，取均值的结果。对300 MHzTS101芯片来说，实际运行时间为：周期数×3.3ns。
　　

　　为了验证本系统对SAR信号产生算法整体运算时间性能的评估，测试了一次完成的时间。SAR回波产生算法主要内容：先距离向卷积、存储，再方位向卷积。距离向按16 384点处理，方位向按4 096点处理，测试单板处理共花费的时间为2.146 963 s。从试验结果可以看出，采用由一块处理板卡组成的通用可编程实时信号处理机系统可以实现0.524 ms产生一个模拟回波脉冲，达到实时处理要求(要求1 ms产生一个模拟回波脉冲)。
　　2.2 实际试验结果
　　采用本套系统对两幅图片进行了反演测试。图4，图5是对模拟的回波进行SAR成像的结果。
　　

　　3 结语
　　SAR回波信号模拟器采用的板卡是标准CPCI 6U板，可裁减性和可扩充性好;而且单板内存已经扩展到了2 GB，大的内存意味着可以模拟更加复杂的场景，得到更好的模拟效果。采用基于DSP的通用处理板来实现模拟器，使得模拟器能够实时、灵活、方便地产生所需的各种回波信号。该模拟器在对SAR信号处理机的调试过程中取得了良好的效果。