[发明专利]一种高帧率视频SAR实时成像处理装置及方法

权利要求书

1.一种高帧率视频SAR实时成像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，产生中频模拟信号，经混频、滤波、放大处理，得到发射信号并向观测区域发射；经反射的回波信号经下变频处理、信号采集预处理，得到零中频基带信号；

步骤S2，零中频基带信号分为两路相同数据，一路进行数据存储，另一路进行实时成像处理；

步骤S3，实时信号处理：零中频基带信号进行距离向FFT运算；输出的数据与距离向去斜函数进行复乘，进行距离向去斜处理；对经距离向去斜处理的数据流进行距离-多普勒算法处理；对经距离-多普勒算法处理得到的数据进行运动误差估计及补偿处理，得到实时成像结果；

步骤S4，实时成像结果传输至外部设备，或者进行存储。

2.根据权利要求1所述的一种高帧率视频SAR实时成像处理方法，其特征在于，步骤S1中，所述产生中频模拟信号的过程，具体为：将宽带线性调频信号分为并行的多路低频低带宽信号；并行的多路低频低带宽信号合成单路宽带信号；单路宽带信号通过单端转差分转换为低压差分信号；低压差分信号在数据时钟的驱动下，通过数模转换输出中频模拟信号。

3.根据权利要求1所述的一种高帧率视频SAR实时成像处理方法，其特征在于，步骤S1中，所述信号采集预处理的过程，具体为：经下变频处理的回波信号经模数转换，得到回波数字信号；回波数字信号与正交信号混频后得到I、Q两路正交的数字信号，再经FIR滤波器滤波，然后对滤波后的数据进行多倍抽取，多倍抽取完成后的数据根据上位机下发的距离门信息进行触发采集，得到零中频基带信号。

4.根据权利要求1所述的一种高帧率视频SAR实时成像处理方法，其特征在于，步骤S3中，所述进行距离-多普勒算法处理，具体为：

S31，经距离向去斜处理的数据流分段被截取，截取后的数据流首先经距离向FFT处理；

S32，经距离向FFT处理的数据流与计算好的距离走动矫正与惯导补偿因子进行复数浮点相乘，进行距离走动矫正惯导补偿；

S33，经距离走动矫正惯导补偿的数据流进行并行方位向FFT运算；

S34，经并行方位向FFT运算得到的数据流与计算好的二次距离脉压函数和距离弯曲矫正函数进行复数浮点相乘，进行二次距离脉压与距离弯曲校正；

S35，经二次距离脉压与距离弯曲校正得到的数据流进行距离向IFFT运算；

S36，经距离向IFFT运算得到的数据流与实时计算的根号转二次函数数据复乘，进行相位补偿；

S37，经相位补偿得到的数据流进行并行方位向IFFT运算；

S38，经并行方位向IFFT运算的数据流被分段截取，存入DDR3缓存，完成距离-多普勒算法。

5.根据权利要求4所述的一种高帧率视频SAR实时成像处理方法，其特征在于，在所述距离-多普勒算法处理过程中，每步运算均需要DDR3进行乒乓缓存。

6.根据权利要求1所述的一种高帧率视频SAR实时成像处理方法，其特征在于，步骤S3中，所述运动误差估计及补偿处理，具体为：经距离-多普勒算法处理得到的数据分为2路，其中一路作为原始数据，用于进行运动误差补偿，另一路用于运动误差拼接与估计；首先根据子块重叠法将用于运动误差估计的数据进行子块分割，各子块并行处理，估计出每组子块的调频率，各子块的调频率经拟合、拼接，得到一个运动误差数据块；运动误差数据对原始数据进行补偿，得到运动误差补偿后的数据；运动误差补偿后的数据，经方位向去斜处理，即得到实时成像结果。

7.根据权利要求6所述的一种高帧率视频SAR实时成像处理方法，其特征在于，所述子块处理，具体为：分割后的子块首先进行方位向去斜处理；然后去斜后的数据分割为两个大小相同的次子块数据；两个次子块数据分别经方位向FFT处理；两个经方位向FFT处理的次子块数据进行互相关处理，最后估计出每个子块调频率。