[发明专利]基于CPU和GPU架构的二次雷达信息处理系统

说明书

本发明公开了一种基于CPU和GPU架构的二次雷达信息处理系统，它包括：系统硬件包括：射频信号采集模块、计算机、GPU计算卡和通讯网络；系统软件包括：操作系统、通讯中间件、雷达信号处理软件、雷达数据处理软件和管理软件；信息处理总体流程包括：二次雷达信号采样、二次雷达信号处理、二次雷达数据处理，各过程输入、输出、处理和控制。采用本系统，雷达系统硬件基础通用，功能和性能由软件定义，解决了传统雷达在扩展性、多样性和可靠性方面的不足和缺点，同时带来了使用灵活、可靠性更高、使用成本更低、能耗更低、可升级、可扩展等诸多优势，系统使用效能得到提升。

技术领域

本发明涉及一种基于CPU和GPU架构的二次雷达信息处理系统。

背景技术

从雷达系统的应用需求背景来看，存在3个特点：

第一、探测环境逐渐趋于复杂化，无线电频谱资源紧张，复杂的电磁环境要求雷达系统具备可根据实际背景、通过学习和自适应处理等手段来提高目标探测性能的能力；

第二、探测模式逐渐趋于多样化，气象探测，传统飞行器的监视探测，无人机的监视探测等，多种探测对象和任务需求要求雷达系统能够灵活地配置资源、扩展功能和工作模式；

第三、多种功能逐渐趋于一体化，在地基、舰载、空基、天基等各种平台上，都要求雷达系统能够实现主/被动探测、多源信号/信息融合等多功能的一体化。

应用需求决定了未来雷达系统的变化：硬件以通用化、标准化和开放的计算平台为依托，雷达信号处理的各种功能和过程由软件完成，雷达功能、性能需具备可重构、可扩展、多功能和多模式的特点。

依托电子信息技术的发展和应用需求的演变，决定了雷达系统也必将由最初的模拟系统，数字化系统，演变为软件化系统，智能化系统。当前，雷达信息处理技术正处在由数字化系统向软件化系统转变的时期。

现有技术的缺点：

目前雷达装备是面向功能而设计，功能单一固定、专用，随着应用需求的演变，传统雷达系统逐渐凸显出以下方面的不足和缺点：

a)可扩展性不好：以硬件技术为核心，软件随硬件定制，软硬件紧密耦合，系统研制完成后功能、性能固化，可扩展性不好，使用不灵活；

b)系统复杂，可靠性低：目前雷达装备的核心功能组件由专用芯片和硬件电路来实现，设备量大，系统固有可靠性低；

C)种类繁多，成本高：雷达担负的任务多种多样，气象雷达、航管雷达、监视雷达、二次雷达等，雷达型号众多，功能组件不通用，装备的研制、生产、使用和维护难度高，成本极高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种摆脱传统二次雷达系统设计依赖于专用芯片和固定电路的思想，改由通用计算机的CPU和GPU为运算平台，利用软件来完成雷达核心功能：雷达信号处理和数据处理；解决传统雷达在扩展性、多样性和可靠性方面的不足和缺点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于CPU和GPU架构的二次雷达信息处理系统，它包括：

系统硬件包括：射频信号采集模块、计算机、GPU计算卡和通讯网络；

系统软件包括：操作系统、通讯中间件、雷达信号处理软件、雷达数据处理软件和管理软件；

信息处理总体流程包括：二次雷达信号采样、二次雷达信号处理、二次雷达数据处理，各过程输入、输出、处理和控制。

作为优选方式，计算机包括多台，其中包括信号/数据处理计算机、数据处理计算机、信号处理计算机、显控终端和业务终端；

信号/数据处理计算机内设置射频信号采集模块、GPU计算卡和通讯中间件；数据处理计算机、信号处理计算机、显控终端和业务终端内均设置有通讯中间件；