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　　合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一種高分辨率微波成像雷達，可以全天候、全天時的利用微波照射獲得地面目標的散射信息，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)性能的檢驗以及測試，并能評估各種成像算法，分析出建立在不同模型上的算法的有效性。近年來，國內(nèi)外許多院校和科研機構(gòu)都投入了大量的人力和物力進行合成孔徑雷達模擬技術(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，在硬件上實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)處理是其關(guān)鍵技術(shù)之一。對于高分辨率、大測繪帶合成孔徑雷達模擬器來說，數(shù)據(jù)存儲器容量也是要面臨的另一個問題。針對合成孔徑雷達實時信號處理所要求的大數(shù)據(jù)吞吐能量、強數(shù)據(jù)計算能力，需要尋求一種基于高速數(shù)字電路的解決途徑。

　　TS101是美國AD公司最新推出的TigerSHARC系列DSP芯片，采用DMA引擎，主要針對嵌入式實時應(yīng)用。TigerSHARC DSP有兩個獨立的32位處理器核，或者多指令多數(shù)據(jù)流(MIMD)結(jié)構(gòu)。每個處理單元都能在單周期執(zhí)行一次乘法，以及加法，對于300 MHz的ADSP TS101S，每個周期能產(chǎn)生6個FLOP，峰值處理器能力達到1800 MFLOPs。TigerSHARC為多種信號處理設(shè)計，提供了64位的共享系統(tǒng)總線和4個鏈路口。數(shù)據(jù)在外部總線上的傳輸率可以達到800 MB/s。此外，數(shù)據(jù)也可以通過鏈路口傳輸，每個鏈路口的傳輸率達到250 MB/s。整個TigerSHARC芯片的I/O帶寬達到1 800 MB/s。選用的實時信號處理板基于標準的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)存擴展到了2 GB，滿足了SAR信號模擬器要求的大存儲容量和強計算能力。

　　1 SAR回波模擬器的原理及實現(xiàn)

　　1.1 SAR回波信號模擬器的原理

　　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)計必須解決速度和容量的問題。本文提出基于DSP的系統(tǒng)實現(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：回波信號產(chǎn)生、D/A轉(zhuǎn)換、正交調(diào)制、上變頻。其中SAR回波信號產(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，利用人機界面，對各種場景參數(shù)進行實時設(shè)置，通過CPCI總線傳送至通用信號處理板上的DSP處理器，由DSP實時計算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。

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　　1.2 SAR回波信號模擬器的系統(tǒng)硬件組成

　　SAR回波信號實時產(chǎn)生的重點在于實時信號處理機，在實時信號處理系統(tǒng)設(shè)計選型中，必須根據(jù)系統(tǒng)要求選擇合適的高速DSP處理器完成系統(tǒng)要求的任務(wù)。實時信號處理機主要硬件由多塊DSP信號處理板卡、CPU主板、DAC板卡、標準CPCI機箱和電源、顯示監(jiān)視設(shè)備CRT等構(gòu)成。針對合成孔徑雷達實時信號處理所要求的大數(shù)據(jù)吞吐能量、強數(shù)據(jù)計算能力，決定選用美國AD公司的TS101芯片作為實時信號處理機的DSP處理芯片。綜合各種因素，最終選擇的DSP信號處理板卡如圖2所示。

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　　該板單板可以提供7.2 GFLOPs處理能力，2 GB的擴展內(nèi)存;板卡形式是標準的CPCI 6U板卡，完全滿足SAR實時回波處理對實時處理能力和大內(nèi)存的需求。