一种SAR雷达的小型实时处理装置及SAR雷达信号的RD算法实时处理方法[

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010659602.3
(22)申请日 2020.07.10
(71)申请人 国科北方电子科技（北京）有限公司
地址 100192 北京市海淀区后屯路28号院1
号楼3层301室
(72)发明人 刘默丹　王树超　李勇利　
(74)专利代理机构 北京劲创知识产权代理事务
所(普通合伙) 11589
代理人 曹玉清
(51)Int.Cl.
G01S 13/90(2006.01)
(54)发明名称
一种SAR雷达的小型实时处理装置及SAR雷
达信号的RD算法实时处理方法
(57)摘要
本发明公开了一种SAR雷达的小型实时处理
装置及SAR雷达信号的RD算法实时处理方法，属
于雷达技术领域，包括回波数据接收模块、信号
实时处理模块、图像数据发送模块、电源模块以
及初始化模块；所述回波数据接收模块用于接收
SAR天线发送的SAR回波数据；所述信号实时处理
模块用于对SAR回波数据进行实时处理产生SAR
图像数据。

本发明提出的SAR雷达的小型实时处
理装置，尺寸较小、重量轻，尤其适于小型无人机
平台使用，且规模小，所用芯片少，成本较低，本
发明提出的SAR雷达信号的RD算法实时处理方
法，可以解决目前由于小型无人机搭载能力的限
制的问题，可以对SAR雷达回波信号进行实时处
理，能够实时生成图像信息，以确保情报获取的
时效性。

权利要求书1页 说明书4页 附图3页CN 111650588 A 2020.09.11
C N 111650588
A
1.一种SAR雷达的小型实时处理装置，包括外壳(6)，其特征在于：还包括回波数据接收模块(1)、信号实时处理模块(2)、图像数据发送模块(3)、电源模块(4)以及初始化模块(5)；
所述回波数据接收模块(1)、所述信号实时处理模块(2)、所述图像数据发送模块(3)、所述电源模块(4)以及所述初始化模块(5)均固定安装在所述外壳(6)的内部；
所述回波数据接收模块用于接收SAR天线发送的SAR回波数据；
所述信号实时处理模块用于对SAR回波数据进行实时处理产生SAR图像数据；
所述图像数据发送模块用于向数据链或显示设备传输SAR图像数据；
所述电源模块用于给所述回波数据接收模块、所述信号实时处理模块、所述图像数据发送模块以及所述初始化模块提供相应电源；
所述初始化模块用于提供相应初始化时钟及配置相关芯片初始化状态。

2.根据权利要求1所述的一种SAR雷达的小型实时处理装置，其特征在于：所述回波数据接收模块(1)、所述信号实时处理模块(2)、所述图像数据发送模块(3)以及所述初始化模块(5)均与所述电源模块(4)电性连接，所述回波数据接收模块(1)、所述图像数据发送模块
(3)以及所述初始化模块(5)均与所述信号实时处理模块(2)电性连接。

3.一种SAR雷达信号的RD算法实时处理方法，其特征在于：采用权利要求1所述的SAR雷达的小型实时处理装置进行处理，具体包括以下步骤：
①乒区接收SAR回波数据；
②乓区接收SAR回波数据，同时乒区处理SAR回波数据，产生图像数据并发送；
③乒区接收SAR回波数据，同时乓区处理SAR回波数据，产生图像数据并发送；
④循环进行步骤②-③，否则结束。

4.根据权利要求3所述的一种SAR雷达信号的RD算法实时处理方法，其特征在于：所述步骤②及③中的SAR回波数据处理算法具体为：
I、从SAR回波数据的辅助数据中获取雷达运动信息，并进行过滤；
II、将SAR回波数据进行去直流；
III、将步骤II结果进行脉压；
IV、将步骤III结果进行多普勒中心估计；
V、将步骤III结果进行方位向FFT；
VI、将步骤V结果进行STOLT插值；
Ⅶ、将步骤VI结果进行量化。

5.根据权利要求3所述的一种SAR雷达信号的RD算法实时处理方法，其特征在于：所述步骤Ⅶ中的量化结果为8-16bit灰度值。

权　利　要　求　书1/1页CN 111650588 A
一种SAR雷达的小型实时处理装置及SAR雷达信号的RD算法实
时处理方法
技术领域
[0001]本发明涉及雷达技术领域，更具体地说，它涉及一种SAR雷达的小型实时处理装置及SAR雷达信号的RD算法实时处理方法。

背景技术
[0002]SAR(SyntheticApertureRadar),即合成孔径雷达，是一种全天候、全天时、主动式高分辨率的微波遥感成像雷达。

SAR成像技术在战略侦察、战场监视、情报搜集、攻击引导、打击效果评估等诸多方面有着广泛的应用。

无人机是一种有效的遥感、监视、侦察和环境监测手段，越来越频繁地用于军民科研领域。

小型无人机搭载的传感器载荷大多为光电/红外设备，易受云雾、烟尘等工作环境限制。

为了克服这些限制，大型无人机平台通常携带合成孔径雷达载荷，完成全天时、全天候的高分辨率成像任务。

不过，传统的SAR系统尺寸和重量较大，不适宜搭载在小型无人机平台。

[0003]目前大型无人机载SAR雷达实时处理装置大多采用VPX架构，其存在许多缺陷和不足：
[0004] 1.处理装置尺寸大、重量高，不适于小型无人机平台使用，且处理装置规模大，所用芯片多，成本较高；
[0005] 2.目前由于小型无人机搭载能力的限制，SAR雷达大多采用机上实时回波采集存储，地面后处理成像方式，该方式无法实时生成图像信息，影响情报获取的时效性。

[0006]为此，提出一种SAR雷达的小型实时处理装置及SAR雷达信号的RD算法实时处理方法。

发明内容
[0007]针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种SAR雷达的小型实时处理装置及SAR雷达信号的RD算法实时处理方法，其能接收SAR回波数据，进行实时处理后，向外发送SAR图像数据，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0008]为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
[0009]一种SAR雷达的小型实时处理装置，包括外壳6、回波数据接收模块1、信号实时处理模块2、图像数据发送模块3、电源模块4以及初始化模块5；
[0010]所述回波数据接收模块1、所述信号实时处理模块2、所述图像数据发送模块3、所述电源模块4以及所述初始化模块5均固定安装在所述外壳6的内部；
[0011]所述回波数据接收模块用于接收SAR天线发送的SAR回波数据；
[0012]所述信号实时处理模块用于对SAR回波数据进行实时处理产生SAR图像数据；[0013]所述图像数据发送模块用于向数据链或显示设备传输SAR图像数据；
[0014]所述电源模块用于给所述回波数据接收模块、所述信号实时处理模块、所述图像数据发送模块以及所述初始化模块提供相应电源；
[0015]所述初始化模块用于提供相应初始化时钟及配置相关芯片初始化状态。

[0016]进一步的，所述回波数据接收模块1、所述信号实时处理模块2、所述图像数据发送模块3以及所述初始化模块5均与所述电源模块4电性连接，所述回波数据接收模块1、所述图像数据发送模块3以及所述初始化模块5均与所述信号实时处理模块2电性连接。

[0017]本发明还提出一种SAR雷达信号的RD算法实时处理方法，采用上述所述的SAR雷达的小型实时处理装置进行处理，具体包括以下步骤：
[0018]①乒区接收SAR回波数据；
[0019]②乓区接收SAR回波数据，同时乒区处理SAR回波数据，产生图像数据并发送；[0020]③乒区接收SAR回波数据，同时乓区处理SAR回波数据，产生图像数据并发送；[0021]④循环进行步骤②-③，否则结束。

[0022]进一步的，所述步骤②及③中的SAR回波数据处理算法具体为：
[0023]I、从SAR回波数据的辅助数据中获取雷达运动信息，并进行过滤；
[0024]II、将SAR回波数据进行去直流；
[0025]III、将步骤II结果进行脉压；
[0026]IV、将步骤III结果进行多普勒中心估计；
[0027]V、将步骤III结果进行方位向FFT；
[0028]VI、将步骤V结果进行STOLT插值；
[0029]Ⅶ、将步骤VI结果进行量化。

[0030]进一步的，所述步骤Ⅶ中的量化结果为8-16bit灰度值。

[0031]综上所述，本发明主要具有以下有益效果：
[0032]1、本发明提出的SAR雷达的小型实时处理装置由外壳6、回波数据接收模块1、信号实时处理模块2、图像数据发送模块3、电源模块4以及初始化模块5构成，使得该处理装置尺寸较小、重量轻，尤其适于小型无人机平台使用，且规模小，所用芯片少，成本较低；[0033]2、本发明提出的SAR雷达信号的RD算法实时处理方法，采用本发明提出的SAR雷达的小型实时处理装置进行处理，可以解决目前由于小型无人机搭载能力的限制的问题，可以对SAR雷达回波信号进行实时处理，能够实时生成图像信息，以确保情报获取的时效性。

附图说明
[0034]图1为本发明SAR雷达的小型实时处理装置的结构示意图；
[0035]图2为本发明SAR雷达的小型实时处理装置的内部模块示意图之一；
[0036]图3为本发明SAR雷达的小型实时处理装置的内部模块示意图之二；
[0037]图4为本发明SAR雷达的小型实时处理装置的工作流程图；
[0038]图5为本发明SAR雷达的小型实时处理装置的RD算法实时处理的流程图；[0039]图6为本发明SAR雷达的小型实时处理装置方案原理框图。

[0040]附图1和附图2以及附图3中的标号为：回波数据接收模块1、信号实时处理模块2、图像数据发送模块3、电源模块4、初始化模块5、外壳6。

具体实施方式
[0041]以下结合附图1-6对本发明作进一步详细说明。

[0042]实施例
[0043]一种SAR雷达的小型实时处理装置，如图1-3所示，包括外壳6、回波数据接收模块1、信号实时处理模块2、图像数据发送模块3、电源模块4以及初始化模块5；
[0044]所述回波数据接收模块1、所述信号实时处理模块2、所述图像数据发送模块3、所述电源模块4以及所述初始化模块5均固定安装在所述外壳6的内部；
[0045]所述回波数据接收模块用于接收SAR天线发送的SAR回波数据；
[0046]所述信号实时处理模块用于对SAR回波数据进行实时处理产生SAR图像数据；[0047]所述图像数据发送模块用于向数据链或显示设备传输SAR图像数据；
[0048]所述电源模块用于给所述回波数据接收模块、所述信号实时处理模块、所述图像数据发送模块以及所述初始化模块提供相应电源；
[0049]所述初始化模块用于提供相应初始化时钟及配置相关芯片初始化状态。

[0050]较佳地，所述回波数据接收模块1、所述信号实时处理模块2、所述图像数据发送模块3以及所述初始化模块5均与所述电源模块4电性连接，所述回波数据接收模块1、所述图像数据发送模块3以及所述初始化模块5均与所述信号实时处理模块2电性连接。

[0051]如图4-6所示，本发明还提出一种SAR雷达信号的RD算法实时处理方法，采用上述所述的SAR雷达的小型实时处理装置进行处理，具体包括以下步骤：
[0052]①乒区接收SAR回波数据；
[0053]②乓区接收SAR回波数据，同时乒区处理SAR回波数据，产生图像数据并发送；[0054]③乒区接收SAR回波数据，同时乓区处理SAR回波数据，产生图像数据并发送；[0055]④循环进行步骤②-③，否则结束。

[0056]较佳地，所述步骤②及③中的SAR回波数据处理算法具体为：
[0057]I、从SAR回波数据的辅助数据中获取雷达运动信息，并进行过滤；
[0058]II、将SAR回波数据进行去直流；
[0059]III、将步骤II结果进行脉压；
[0060]IV、将步骤III结果进行多普勒中心估计；
[0061]V、将步骤III结果进行方位向FFT；
[0062]VI、将步骤V结果进行STOLT插值；
[0063]Ⅶ、将步骤VI结果进行量化。

[0064]较佳地，所述步骤Ⅶ中的量化结果为8-16bit灰度值。

[0065]值得说明的是，本实施例中各模块主要芯片信息如下表所示：
[0066]
[0067]需要说明的是外壳6的一端端部还设有回波数据接收模块输入接口、图像数据发送模块输出接口以及电源模块输入接口。

[0068]如图4所示，本实施例的工作流程包括以下步骤：
[0069]1、设备上电。

[0070]2、初始化后待机，等待接收SAR回波数据。

[0071]3、回波数据接收模块接收数据后转发至信号实时处理模块。

[0072]4、信号实时处理模块产生SAR图像数据后发送至图像数据发送模块。

[0073]5、图像数据发送模块将图像数据向外发送
[0074]如图5所示，SAR雷达信号的RD算法实时处理方法，包括以下步骤：
[0075]步骤一、接收SAR回波数据存至乒区。

[0076]步骤二、判断是否存满一帧可进行处理，如已存满进行下一步骤，如未存满返回步骤一。

[0077]步骤三、接收SAR回波数据存至乓区，并判断是否存满一帧；乒区进行数据处理，产生SAR图像数据，并向外发送。

[0078]步骤四、判断是否工作结束，如未结束进行下一步骤。

[0079]步骤五、接收SAR回波数据存至乒区，并判断是否存满一帧；乓区进行数据处理，产生SAR图像数据，并向外发送。

[0080]步骤六、判断是否工作结束，如未结束返回步骤三。

[0081]综上所述，本发明可以对SAR雷达回波信号进行实时处理，能够实时生成图像信息，以确保情报获取的时效性；本发明结构小型化、重量轻，可安装、运行在小型无人机上；本发明使用单片DSP进行处理，成本低；本发明可以在实验室通过网络接收记录器发送的回波数据，进行半实物仿真。

[0082]本发明中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

图1
图2
图3
图4
图5
图6。