专利名称：Sar雷达回波实时模拟方法
技术领域：
本发明涉及雷达技术领域，特别涉及一种SAR雷达回波实时模拟方法。
背景技术：
目前获得回波信号普遍采用大规模FPGA阵列作为硬件平台。第一种方式是采用多级流水节拍在延迟若干脉冲重复周期后得到回波信号。第二种方式是根据数据格式采用定点、相位计算精度和大点数卷积的方式得到回波信号，但是这种方式所得出的计算精度较差，并且以泰勒展开方式获取开方值，因此占用的硬件资源极其庞大。另外，为满足强实时性要求，即当前脉冲重复周期雷达发射信号的回波在当前脉冲重复周期内产生，只能采用并行度高延迟小的运算架构，而不能采用多节拍流水方式以减小对硬件资源的消耗量，同时为了满足对回波相位计算精度的要求及大点数卷积中数据动态范围及计算精度要求，数据及计算格式需要采用双精度浮点进行运算，降低了硬件资源消耗，但增加了系统实现复杂度。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。为达到上述目的，本发明的实施例提出一种SAR雷达回波实时模拟方法，包括以下步骤:S1:在脉冲重复周期时刻获得雷达的坐标和障碍物散射点的坐标；S2:根据所述雷达坐标和所述散射点坐标计算所述雷达与所述散射点的距离；S3:根据所述距离计算延迟值、相位值和幅度值；S4:根据所述距离计算延迟值、相位值和幅度值得到每个散射点的冲激响应；以及S5:根据每个散射点的所述冲激响应获得响应函数并通过对所述响应函数进行卷积获得回波信号。`根据本发明实施例的方法，通过FPGA硬件平台的高性能计算能力，按照雷达实际工作的脉冲重复周期和回波延时，为闭环仿真系统中的SAR雷达提供体目标或面目标的回波信号，同时采用高并行度运算架构实现了强实时和低延时，并且计算过程中每个运算单元内部采用可编程串行方式，从而提高了灵活性。在本发明的一个实施例中，所述雷达的坐标和障碍物散射点距离通过如下公式计
(na,nr)个散射点的三维坐标，(x0, y0, z0)表示所述雷达的坐标,Rna,表示第(na, nr)个散射点到所述雷达的距离。在本发明的一个实施例中，所述延迟值dbin通过如下公式计算，dbin=Rna,m/fsnin,其中，f Snin表不一个米样点所代表的距离。在本发明的一个实施例中，所述相位值(P；通过如下公式计算，
权利要求
1.一种SAR雷达回波实时模拟方法，其特征在于，包括以下步骤: 51:在脉冲重复周期时刻获得雷达的坐标和障碍物散射点的坐标；52:根据所述雷达坐标和所述散射点坐标计算所述雷达与所述散射点的距离； 53:根据所述距离计算延迟值、相位值和幅度值；54:根据所述距离计算延迟值、相位值和幅度值得到每个散射点的冲激响应；以及 55:根据每个散射点的所述冲激响应获得响应函数并通过对所述响应函数进行卷积获得回波信号。
2.如权利要求1所述的SAR雷达回波实时模拟方法，其特征在于，所述雷达的坐标和障碍物散射点距离通过如下公式计算，
3.如权利要求1所述的SAR雷达回波实时模拟方法，其特征在于，所述延迟值dbin通过如下公式计算，
4.如权利要求1所述的SAR雷达回波实时模拟方法，其特征在于，所述相位值W通过如下公式计算，
5.如权利要求1所述的SAR雷达回波实时模拟方法，其特征在于，所述复数值ona, 由FPGA实时从片外存储器中取出，并采用随机化以去相关。
6.如权利要求1所述的SAR雷达回波实时模拟方法，其特征在于，所述冲激响应，
7.如权利要求1所述的SAR雷达回波实时模拟方法，其特征在于，所述冲激响应通过如下公式计算，
8.如权利要求1所述的SAR雷达回波实时模拟方法，其特征在于，所述运算采用高端FPGA作为计算平台。
全文摘要
本发明提出一种SAR雷达回波实时模拟方法。该方法包括以下步骤在脉冲重复周期时刻获得雷达的坐标和障碍物散射点的坐标；根据雷达坐标和散射点坐标计算雷达与散射点的距离；根据距离计算延迟值、相位值和幅度值；根据距离计算延迟值、相位值和幅度值得到每个散射点的冲激响应；以及根据每个散射点的冲激响应获得响应函数并通过对响应函数进行卷积获得回波信号。根据本发明实施例的方法，通过FPGA硬件平台的高性能计算能力，按照雷达实际工作的脉冲重复周期和回波延时，为闭环仿真系统中的SAR雷达提供体目标或面目标的回波信号，同时采用高并行度运算架构实现了强实时和低延时，并且计算过程中每个运算单元内部采用可编程串行方式，从而提高了灵活性。
文档编号G01S7/41GK103176179SQ20131005744
公开日2013年6月26日 申请日期2013年2月22日 优先权日2013年2月22日
发明者陶青长, 梁志恒, 袁昊 申请人:清华大学