多频点全向外辐射源雷达比幅测向CPU实现方法

摘要

本发明公开了一种基于多频点全向外辐射源雷达比幅测向的CPU实现方法，采用CPU+GPU异构硬件平台，并行性强的处理模块和逻辑性强的处理模块分别在GPU和CPU上实现，平台简单且利用率高，对系统进行扩展时操作简单，灵活性强。凝聚和测角处理在CPU中进行的，具体采用边凝聚边比幅的测角方法，将点迹凝聚和比幅测角相结合，省去了凝聚之后对数据的重组时间，凝聚和测角过程嵌入在多线程中进行进一步节省时间，将包含角度信息的目标点传终端显控平台。本发明解决了单个频点外辐射源雷达探测系统目标定位效果差，及多频点精度高但计算量大耗时长的问题。处理速度快，测角精度高，测角范围广可用于外辐射源雷达的目标检测与定位中。

主权项

一种基于多频点全向外辐射源雷达比幅测向的CPU实现方法，该实现方法在外辐射源雷达处理系统中使用，适用环境是：设整个外辐射源雷达处理系统采用8阵元天线同时接收8个调频广播信号，将8阵元天线信号与设定的18组8*1维的权值分别进行DBF即数字波束形成，得到18路波束信号，其中1路为参考信号ref，另外17路为目标回波信号echo_i，i=1，2，…，17；其特征在于：整个外辐射源雷达处理系统采用CPU+GPU并行处理系统架构，数字波束形成处理模块、杂波相消处理模块、脉压处理模块、恒虚警检测处理模块放在GPU上实现，比幅测角模块放在CPU上进行，外辐射源雷达比幅测向的CPU实现方法包括有：步骤1：雷达信号处理系统启动，系统进行开机初始化，输入预置参数，包括信号处理中杂波相消的阶数，用于滤除虚警点的恒虚警门限值；步骤2：根据调频广播基站的位置信息，雷达信号处理系统计算数字波束形成权值；步骤3：雷达信号处理系统中的数据采集模块依次对八阵元天线输出的8路调频信号同步进行放大，带通采样，数字化，数字化下变频处理得到8路数字基带信号I、Q信号；数字信道化接收模块再对这8路基带I、Q信号进行数字信道化处理，每一路得到8个频点信号，即得到8*8=64路信号，该64路信号经网线送到信号处理机；步骤4：信号处理机接收前端传入的64路数据，并全部传给信号处理机的GPU显存，在GPU中接着依据计算的数字波束形成权值进行数字波束形成，即DBF，得到18*8路波速信号，即每个频点18个波束，对波束信号进行杂波相消，再进行距离‑多普勒二维相关运算和恒虚警检测处理，恒虚警之后幅度过门限值得点为过门限的点，一个频点得到了17组过门限的目标点，8个频点得到了8*17=136组过门限的点，每个目标点包含距离信息，多普勒信息和幅度信息；步骤5：经恒虚警检测后过门限的点由信号处理机的GPU显存导入信号处理机的CPU内存中，在CPU中进行雷达信号的比幅测角处理；步骤6：将比幅测角处理中用到的测向表和参考波束的偏北角参数读入信号处理机的CPU内存中；步骤7：在比幅测角之前要做点迹凝聚处理，确定凝聚处理要用的矩形框大小，其中矩形框的长度为可能属同一目标的距离跨度，宽度为多普勒跨度，以某一过门限的点为中心点，所有的在距离方向上小于等于矩形框长度并且在多普勒方向上小于等于矩形框宽度的过门限点都认为与中心点同属一个目标，将所有这些点凝聚为一个目标点；步骤8：使用边凝聚边比幅的测角方法获得目标角度信息，在单波速内做点迹凝聚，每凝聚出一个点，就在其它波束中凝聚并寻找跟该点属于同一目标的点，若没找到，则舍弃该点，继续凝聚下一点，若找到了，则对所有找到的点进行比幅，若其中两个幅度最大的点在相邻波束中，则根据相邻两天线的幅度方位特性图估计目标的方位信息；最后根据参考波束的偏北角计算出目标角度，并将角度信息暂存，若两个幅度最大的点不在相邻波束中，则不做比幅，继续凝聚下一目标点，当所有波束的过门限点都被凝聚过之后就完成了一个频点的比幅测角，得到了1个频点的1组目标点；步骤9：对同一线程的下一频点做边凝聚边比幅的测角处理，得到该频点的一组目标点，继而完成一个线程的比幅测角；。步骤10：所有线程都处理完毕后，得到了8组目标点，每一组对应1个频点，每一个目标点包括距离信息，多普勒信息和方位信息，再将这些信息以数据结构的标准形式传送给终端显示模块。一