[发明专利]基于GPU的外辐射源雷达信号实时处理系统及处理方法

权利要求书

1.一种基于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，用于向信号处理单元发送控制命令并设置初始参数，该显示子模块，用于对信号处理单元获得的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。

2.根据权利要求书1所述的基于GPU的外辐射源雷达信号实时处理系统，其特征在于八阵元天线，是由8根半波振子天线以相等的方位排列组成的圆阵阵列天线，天线阵中心高度距地面约7m，圆阵直径3.06m，方位间隔45°，天线阵总共覆盖范围为360°。

3.根据权利要求书1所述的基于GPU的外辐射源雷达信号实时处理系统，其特征在于八阵元天线的8路输出信号，包括调频广播基站的直达波信号，经运动目标反射的调频广播基站回波信号，以及多径杂波和噪声信号。

4.根据权利要求书1所述的基于GPU的外辐射源雷达信号实时处理系统，其特征在于数据采集单元，包括低噪声放大器、带通滤波器、A/D变换器和数字下变频处理模块，八阵元天线输出的8路信号通过低损耗电缆送入8路低噪声放大器进行宽带放大，经放大后的每路信号送入带通滤波器进行带通采样，得到8路模拟中频信号，再通过A/D变换器对模拟中频信号进行数字化，并将数字化后的中频信号通过数字下变频处理模块进行数字下变频处理，得到8路数字基带。

5.根据权利要求书1所述的基于GPU的外辐射源雷达信号实时处理系统，其特征在于数据传输单元，采用2块千兆以太网卡，利用WinPcap开源库将前端数据进行打包，通过网线将数据直接写入到工作站中分配的内存缓冲区中。

6.根据权利要求书1所述的基于GPU的外辐射源雷达信号实时处理系统，其特征在于数据处理单元，包括数字波束形成模块、杂波对消模块、距离-多普勒处理模块、恒虚警检测模块和比幅测角模块；数字波束形成模块对数据传输单元传输的64路信号进行数字波束形成，得到8个频点的参考信号和目标回波信号，每个频点的参考信号和目标回波信号通过杂波对消模块进行杂波对消处理，将杂波对消处理结果输入给距离-多普勒处理模块进行距离-多普勒二维相关运算，并将运算结果输入给恒虚警检测模块进行恒虚警检测处理，再通过比幅测角模块对恒虚警检测处理结果进行比幅测角处理，获得目标的距离、多普勒和方位信息。