脉冲压缩多普勒雷达信号处理系统仿真

通过Matlab软件,在数字信号处理理论的基础上对二相编码的脉冲压缩多普勒雷达信号处理系统进行了分析,并研制出相应的仿真模型,对该系统中出现的杂波、噪音、雷达信号及信号动态处理等内容进行了模拟。本研究将某一雷达系统作为参考,建立仿真系统,结果发现基于Matlab软件的信号处理系统具有明显的优势,取得了较好的仿真效果。     

脉冲多普勒雷达信号处理仿真系统研究

为了提高雷达信号处理系统性能,研究信号处理系统模型算法,构建了一个雷达信号处理系统仿真模型.在对雷达信号处理模型算法详细分析的基础上,利用Matlab工具实现对该算法模型的仿真验证.通过对仿真结果的分析,可以看出该算法能够准确提取目标的距离、速度信息,对杂波和噪声的抑制能力较强,验证了信号处理仿真系统模型的可行性和算法的可靠性.     

GPU上的kD-tree雷达模拟加速

为了加速对雷达系统的计算机仿真模拟,提出一种基于kD-tree的GPU并行加速算法.采用CUDA实现了多种kD-tree的并行遍历算法,并对这些遍历算法性能进行比较分析,从中筛选出了最适合在GPU上进行雷达模拟加速的Shortstack-kD算法.实验结果表明,Shortstack-kD算法不仅对不同种类的场景都能带来明显的效率提升,还可以根据场景的不同情况控制Shortstack-kD的栈长度,以达到算法的最高性能和最大灵活性;在CPU上进行建树的过程中还针对雷达模拟的应用需求进行了优化.     

机载脉冲多普勒雷达DBS成像实验研究

脉冲多普勒雷达是现代战斗机普遍采用的一种典型雷达体制。多普勒波束锐化（DBS）已成为机载脉冲多普勒雷达在空／地工作模式中对地面进行高分辨成像的有效途径,因而受到了国内外广泛的重视。本文首先分析了DBS技术的基本原理及其实现步骤,针对载机惯导参数误差较大的实际情况,应用本文提出的新的多普勒质心估计算法－－“曲线拟合相位较正叠代算法”,对某型脉冲多普勒雷达的实测数据进行了成像处理实验研究,给出了实测数据的DBS成像结果,证明了处理过程的有效性。     

混沌复合信号的脉冲多普勒雷达系统性能分析

面对复杂的电磁环境,现代战场要求雷达具有强的抗干扰特性,为在有效的距离内提高分辨率和测量精度,混沌信号是一种类随机性信号,具有良好的抗干扰和低截获概率特性.研究了一种混沌脉位和相位复合调制的脉冲压缩信号,其模糊函数是理想的图钉型,具有良好的距离和速度分辨力.提出了新型脉冲多普勒雷达系统处理方案,并基于SPW系统仿真平台,建立了新型脉冲多普勒雷达系统的仿真模型,对系统的抗干扰能力进行了理论分析和仿真,仿真结果表明,采用混沌脉位和相位复合调制脉冲压缩信号的脉冲多普勒雷达系统具有较强的抗干扰性能,混沌信号在雷达系统中有良好的应用前景.     

基于GPU多流并发并行模型的NDVI提取算法

利用GPU进行加速的归一化差分植被指数(Normalized Differential Vegetation Index,NDVI)提取算法通常采用GPU多线程并行模型,存在弱相关计算之间以及CPU与GPU之间数据传输耗时较多等问题,影响了加速效果的进一步提升。针对上述问题,根据NDVI提取算法的特性,文中提出了一种基于GPU多流并发并行模型的NDVI提取算法。通过CUDA流和Hyper-Q特性,GPU多流并发并行模型可以使数据传输与弱相关计算、弱相关计算与弱相关计算之间达到重叠,从而进一步提高算法并行度及GPU资源利用率。文中首先通过GPU多线程并行模型对NDVI提取算法进行优化,并对优化后的计算过程进行分解,找出包含数据传输及弱相关性计算的部分;其次,对数据传输和弱相关计算部分进行重构,并利用GPU多流并发并行模型进行优化,使弱相关计算之间、弱相关计算和数据传输之间达到重叠的效果;最后,以高分一号卫星拍摄的遥感影像作为实验数据,对两种基于GPU实现的NDVI提取算法进行实验验证。实验结果表明,与传统基于GPU多线程并行模型的NDVI提取算法相比,所提算法在影像大于12000*12000像素时平均取得了约1.5倍的加速,与串行提取算法相比取得了约260倍的加速,具有更好的加速效果和并行性。     

基于非结构网格隐式算法的GPU加速研究

针对非结构网格隐式算法在GPU上的加速效果不佳的问题,通过分析GPU的架构及并行模式,研究并实现了基于非结构网格格点格式的隐式LU-SGS算法的GPU并行加速.通过采用RCM和Metis网格重排序（重组）方法,优化非结构网格的数据局部性,改善非结构网格的隐式算法在GPU上的并行加速效果.通过三维机翼算例验证了本文实现的正确性及效率.结果表明两种网格重排序（重组）方法分别得到了63%和69%的加速效果提高.优化后的LU-SGS隐式GPU并行算法获得了相较于CPU串行算法27倍的加速比,充分说明了本文方法的高效性.     

基于Vega的机载脉冲多普勒雷达图像仿真设计

基于Vega开发了机载脉冲多普勒雷达仿真系统,对雷达地物回波图像仿真的五种实现方式进行了比较,详细论述了Radar-Works模块在PD雷达图像仿真中的应用,重点分析了RadarWorks模块在应用中出现的图像无法叠加的原因,提出了双窗口机制的解决方案;有效的解决了基于各种技术下的图像叠加问题,为雷达图像仿真提供了一种新方法.     

一种脉冲多普勒雷达数字信号处理机的设计

针对某型脉冲对多普勒雷达的信号处理要求,设计了一种全数字化信号处理机。该信号处理机采用"ADC+FPGA+DSP+存储器"结构,具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高等优点。重点讨论了信号处理中数据采集、脉冲积累及目标检测的方法和实现。     

HPRF pulse Doppler stepped frequency radar

Stepped frequency radar is a well known scheme to generate high range resolution profile (HRRP) of targets. Through appropriate radar parameter design, the radar enables both unambiguous velocity measurement and high resolution ranging within a single dwell in a high pulse repetition frequency (HPRF) mode. This paper analyzes in detail the design principle of the HPRF stepped frequency radar system, the solution to its ambiguity issue, as well as its signal processing method. Both theoretical analysis and simulation results demonstrate that the proposed radar scheme can work independently to solve the problem of motion compensation, and is therefore highly applicable to many new types of radar. Supported by the fund of National Defense Industry Innovative Team     

基于多核DSP的MIMO雷达信号处理的实现

针对MIMO雷达多通道回波信号处理的同步性和实时性需求,在分析MIMO雷达信号处理的特点及多核DSP硬件结构的基础上,提出了一种基于多核处理器TMS320C6678的并行实现方法,并解决了使用过程中的诸多关键技术。该方法实现了多任务并行处理和高效通信。实验结果表明,该方法在较小规模的硬件平台上实现了较低功耗且高实时性的应用。     

Parallel simulation for a fish schooling model on a general‐purpose graphics processing unit

We consider an individual‐based model for fish schooling, which incorporates a tendency for each fish to align its position and orientation with an appropriate average of its neighbors' positions and orientations, in addition to a tendency for each fish to avoid collisions. To accurately determine the statistical properties of the collective motion of fish whose dynamics are described by such a model, many realizations are typically required. This carries a very high computational cost. The current generation of graphics processing units is well suited to this task. We describe our implementation and present computational experiments illustrating the power of this technology for this important and challenging class of problems. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种基于FPGA的通用雷达回波实时模拟器

提出了一种基于FPGA的雷达回波实时模拟器的实现方法。该模拟器采用cPCI标准总线,以FPGA为核心计算单元,配有高速数模、模数转换模块,可实现雷达回波信号实时在线注入模拟。该模拟器可实现多种体制下复杂回波的模拟,具有很好的工程应用价值。     

基于OpenCL的雷达外推算法改进与优化

基于雷达资料的外推是临近预报中重要的方法之一,随着全国气象雷达网络建设规模的不断提高以及观测资料精细化程度的提升,基于区域乃至全国雷达拼图的外推预报,每次计算都需花费大量时间,甚至滞后于每6分钟一次的资料观测频次。为解决传统外推算法运算复杂度高,实时性差的问题,运用OpenCL构建基于GPU的异构计算模型对外推算法进行并行化改进。然后逐步分析影响算法性能的瓶颈,并通过改进和测试数据比对,阐述算法优化的过程。其中,内存与线程的映射优化、合理利用局部存储器作为高速缓存以及隐藏CPU执行时间等方法不仅对本算法的执行效率带来显著提升,也可为其他基于OpenCL异构计算的优化提供参考。以AMD Graphic Core Next和Northern Islands二代GPU架构作为测试平台,并以Intel CPU并行计算作为测试参考,测试结果表明,改进后的算法在硬件同等功耗的情况下,计算性能提升15~22倍。     

The signal selection and processing method for polarization measurement radar

Based on the ambiguity function, a novel signal processing method for the polarization measurement radar is developed. One advantage of this method is that the two orthogonal polarized signals do not have to be perpendicular to each other, which is required by traditional methods. The error due to the correlation of the two transmitting signals in the traditional method, can be reduced by this new approach. A concept called ambiguity function matrix (AFM) is introduced based on this method. AFM is a promisi...     

激光雷达窄脉冲回波信号采集系统设计

激光雷达发射出窄脉冲激光信号,在照射到目标物体后产生回波,由雪崩型光电传感器将其转换为电脉冲信号。针对该ns级电脉冲,提出8GSPS高速并行采样方案与通道校正方案。仿真与实验结果表明：雪崩型光电传感器具备良好的窄脉冲响应能力,高速并行采样可以实现窄脉冲信号采集重构,通道校正方案减少了通道失配对系统的影响。系统完成对4 ns窄脉冲回波信号的实时采样。