基于GPU的外辐射源雷达信号实时处理系统及处理方法

摘要

本发明公开了一种基于GPU的外辐射源雷达信号实时处理系统及处理方法，主要解决传统技术处理速度慢，开发费用高的问题。本系统包括八阵元天线、数据采集单元、数字信道化接收单元、数据传输单元、数据处理单元和终端显控单元。数据采集单元对八阵元天线接收的8个调频广播基站信号进行放大、采样、A/D变换和下变频处理，并经数字信道化接收单元进行数字化接收；再将接收的信号由数据传输单元通过以太网卡传输至数据处理单元进行数字波束形成、杂波对消、距离-多普勒二维相关、恒虚警检测和比幅测角，后端显控单元对该处理结果进行目标融合和航迹处理，得到目标位置。本发明数据处理速度快，可用较低的成本实现外辐射源雷达信号的实时处理。

主权项

一种基于GPU的外辐射源雷达信号实时处理系统，其特征在于它包括： 八阵元天线，用于同时接收8个调频广播基站的信号，得到8路输出信号； 数据采集单元，用于接收八阵元天线输出的8路信号，并对这8路信号依次进行宽带放大、带通采样、A/D变换和数字下变频处理，获得8路数字基带信号，输出给数字信道化接收单元； 数字信道化接收单元，用于对数据采集单元输出的8路数字基带信号进行数字化接收，将每路数字基带信号送入FPGA做数字信道化处理，在FPGA中经过抽取、多相滤波后选择输出8个频点的信号，这8个频点的信号分别对应于8个调频广播基站的信号发射频率f1，f2,…,f8，即整个数字信道化接收单元共输出8*8=64路数字基带信号给数据传输单元； 数据传输单元，用于将数字信道化接收单元获得的64路数字基带信号进行打包处理，并通过2块千兆网卡写入到工作站中进行信号处理； 数据处理单元，采用插有4块GPU显卡的工作站，用于读取从数据传输单元传输的64路数字基带信号，并对这64路数字基带信号先进行数字波束形成，得到8个频点的参考信号和目标回波信号，继而依次对获得的8个频点的参考信号和目标回波信号进行自适应杂波对消、距离‑多普勒二维相关运算、恒虚警检测以及对目标的比幅测角处理，每块GPU显卡负责2个频点的信号处理，4块GPU并行完成8个频点的信号处理，处理结果通过网线传输给终端显控单元； 终端显控单元，它包括控制子模块和显示子模块两部分，该控制子模块，用于向数据处理单元发送控制命令并设置初始参数，该显示子模块，用于对数据处理单元获得的8个频点的目标信息进行目标融合和航迹处理，通过点迹凝聚，航迹起始、点迹与航迹的关联、航迹消亡的处理，得到目标距离‑多普勒航迹信息，并根据目标角度信息解算出目标的位置，显示出目标的真实航迹。