前视超分辨雷达在精确制导、飞行侦查和物资空投等领域具有广阔的应用空间和价值,但是普遍存在超分辨图像分辨率低、运算量大,所以开展基于FPGA的超分辨处理对于雷达实时成像具有很重大的意义。本文针对前视扫描雷达超分辨成像,开展全变差超分辨成像处理算法研究,设计了超分辨成像的FPGA架构信号处理机,完成了全变差超分辨算法的移植和系统设计,具体工作内容如下:(1)根据前视扫描雷达的空间运动构型,推导点目标距离历史,建立成像场景回波模型,通过回波预处理然后确定方位向的卷积模型,在正则化约束条件下引入目标的梯度信息,推导全变差超分辨成像算法,并且进行了理论仿真和实测数据处理。(2)针对全变差超分辨雷达信号处理机需求,设计了超分辨成像系统的硬件结构,回波采集板、数据处理板和数据传输背板,以及千兆以太网、高速通信接口和时钟等重要电路,完成了数据的采集缓存、SRIO板间数据传输以及回波信号预处理程序设计。(3)对于全变差超分辨算法中涉及的大量矩阵运算,设计了矩阵脉动阵列乘法器结构,针对超分辨算法中的迭代计算,设计数据处理板卡阵列和流水线,实现了硬件电路的加速。(4)针对设计的超分辨FPGA成像系统完成硬件接口、预处理模块和超分辨算法的调试,利用场外真实场景数据实现超分辨成像结果测试验证。