论文部分内容阅读
双基SAR是SAR领域中的一个研究热点,与传统SAR系统相比双基SAR具有不可替代的优势。由于发射机与接收机的分置,双基SAR系统中出现了传统SAR中没有出现的问题,其中最关键的首先是解决双基SAR系统的同步问题。
目前有一些研究机构提出了解决双基SAR系统中时间同步的方式,其中一些方式能够有效解决时间同步问题,但是需要重新设计整个硬件系统,大大增加了双基SAR系统的实现成本和研发周期;另外一些同步方式基于现有系统实现,但是在信号特性变化较大或者干扰信号影响的情况下无法正常工作。针对双基SAR系统中出现的时间同步问题和现有解决方法的缺陷,本文提出并实现了一种改进的时间同步方式,具体工作和创新点如下:
(1)根据发射机和接收机分离的情况下接收机本振的相位噪声模型,分析现有的时间同步方式优缺点及使用条件,在此基础上提出了直接接收发射机脉冲信号并检测的方式实现时间同步。
(2)结合信号检测的基本理论和双基SAR系统脉冲信号的特点,建立了信号的检测模型,采用不同的方式对仿真信号进行检测并对检测效果进行比较和分析,在此基础上提出了一种能够有效的检测脉冲信号并可以在硬件系统中实现的算法流程。
(3)根据信号检测算法流程以及双基SAR系统接收机结构,在FPGA中实现了信号检测算法,完成了对采集信号的实时检测和同步。根据信号处理的流程,优化数字混频单元、高速数字滤波单元和降采样单元的设计,最终将信号处理流程在硬件系统中实现。
(4)设计了一种高速滤波器的并行实现方式,滤波器采用多个多相滤波并行的方式来实现,在信号检测中匹配滤波以及信号处理中低通滤波均可以采用此设计方式,仿真了滤波器的信号处理效果并最终在硬件系统中实现。
(5)使用双基SAR接收机进行双基实验,采集发射机脉冲信号原始数据并对原始数据进行分析,提出了改进的时间同步算法并最终在硬件系统中实现。经过模拟实验验证,此实现方式可以有效的检测脉冲信号实现时间同步。
综上可知,本文提出了能够准确、高效的实现双基SAR系统中时间同步的方法,并在硬件系统中实现了信号的实时采集、处理和存储,对于双基SAR接收机的设计有很大的指导意义和参考价值。