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基于TS101的SAR回波信號(hào)模擬器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[圖]

摘要： 針對(duì)SAR系統(tǒng)的測(cè)試要求,，設(shè)計(jì)了一套基于DSP處理器TS101的SAR回波模擬器,。該模擬器采用標(biāo)準(zhǔn)的CPCI 6U板,。利用CPCI總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，能夠根據(jù)目標(biāo)回波參數(shù)生成所需的SAR回波數(shù)據(jù),，并通過DSP的鏈路口輸出兩路正交回波信號(hào),。測(cè)試結(jié)果表明,，該模擬器生成的回波信號(hào)質(zhì)量高,，實(shí)時(shí)性強(qiáng),，能夠滿足SAR系統(tǒng)測(cè)試的需求，具有很高的工程應(yīng)用價(jià)值,。

關(guān)鍵詞： 接口IC SAR 回波信號(hào)模擬器 TS101 CPCI總線

Abstract：

Key words :

0 引言

合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,，SAR)是一種高分辨率微波成像雷達(dá)，可以全天候,、全天時(shí)的利用微波照射獲得地面目標(biāo)的散射信息,，是獲取地面信息的重要手段，因而在軍用和民用領(lǐng)域中都獲得了廣泛的應(yīng)用,。合成孔徑雷達(dá)模擬技術(shù)是一種用模擬的方法來研究SAR的技術(shù),，在SAR的研究和研制工作中具有十分重要的作用。該技術(shù)能模擬出SAR的回波,，用于SAR系統(tǒng)性能的檢驗(yàn)以及測(cè)試,，并能評(píng)估各種成像算法，分析出建立在不同模型上的算法的有效性,。近年來，國(guó)內(nèi)外許多院校和科研機(jī)構(gòu)都投入了大量的人力和物力進(jìn)行合成孔徑雷達(dá)模擬技術(shù)的研究,。伴隨著SAR的研究與發(fā)展,，與之相應(yīng)的模擬器研制也取得了豐碩成果。其中,，在硬件上實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)處理是其關(guān)鍵技術(shù)之一,。對(duì)于高分辨率,、大測(cè)繪帶合成孔徑雷達(dá)模擬器來說，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量也是要面臨的另一個(gè)問題,。針對(duì)合成孔徑雷達(dá)實(shí)時(shí)信號(hào)處理所要求的大數(shù)據(jù)吞吐能量,、強(qiáng)數(shù)據(jù)計(jì)算能力，需要尋求一種基于高速數(shù)字電路的解決途徑,。

TS101是美國(guó)AD公司最新推出的TigerSHARC系列DSP芯片,，采用DMA引擎，主要針對(duì)嵌入式實(shí)時(shí)應(yīng)用,。TigerSHARC DSP有兩個(gè)獨(dú)立的32位處理器核,，或者多指令多數(shù)據(jù)流(MIMD)結(jié)構(gòu)。每個(gè)處理單元都能在單周期執(zhí)行一次乘法,，以及加法,，對(duì)于300 MHz的ADSP TS101S，每個(gè)周期能產(chǎn)生6個(gè)FLOP,，峰值處理器能力達(dá)到1800 MFLOPs,。TigerSHARC為多種信號(hào)處理設(shè)計(jì)，提供了64位的共享系統(tǒng)總線和4個(gè)鏈路口,。數(shù)據(jù)在外部總線上的傳輸率可以達(dá)到800 MB/s,。此外，數(shù)據(jù)也可以通過鏈路口傳輸,，每個(gè)鏈路口的傳輸率達(dá)到250 MB/s,。整個(gè)TigerSHARC芯片的I/O帶寬達(dá)到1 800 MB/s。選用的實(shí)時(shí)信號(hào)處理板基于標(biāo)準(zhǔn)的CPCI總線,，由4片TS101構(gòu)成共享總線的并行處理器,，DSP之間采用鏈路口通信。板上內(nèi)存擴(kuò)展到了2 GB,，滿足了SAR信號(hào)模擬器要求的大存儲(chǔ)容量和強(qiáng)計(jì)算能力,。

1 SAR回波模擬器的原理及實(shí)現(xiàn)

1.1 SAR回波信號(hào)模擬器的原理

從上述高分辨率SAR模擬系統(tǒng)的技術(shù)分析可以看出，高分辨率模擬器設(shè)計(jì)必須解決速度和容量的問題,。本文提出基于DSP的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法,，SAR回波模擬器的原理框圖如圖1所示。從原理框圖可以看出,，本系統(tǒng)可分為四大部分：回波信號(hào)產(chǎn)生,、D/A轉(zhuǎn)換、正交調(diào)制,、上變頻,。其中SAR回波信號(hào)產(chǎn)生是該系統(tǒng)的重要組成部分，利用CPU主板,，可以通過連接顯示設(shè)備,，利用人機(jī)界面,，對(duì)各種場(chǎng)景參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)設(shè)置，通過CPCI總線傳送至通用信號(hào)處理板上的DSP處理器,，由DSP實(shí)時(shí)計(jì)算SAR回波脈沖,，然后經(jīng)過D/A變換、正交調(diào)制和上變頻到接收機(jī),。