基于GPU的多功能相控陣?yán)走_(dá)信號(hào)處理及實(shí)現(xiàn)

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1、碩士學(xué)位論文Ｉ基于ＧＰＵ的多功能相控陣?yán)走_(dá)信號(hào)處理及實(shí)現(xiàn)作者姓名孫林指導(dǎo)教師姓名、職稱(chēng)趙永波教授３申請(qǐng)學(xué)位類(lèi)別工學(xué)碩士學(xué)校代碼10701學(xué)號(hào)1502121090分類(lèi)號(hào)TN958密級(jí)公開(kāi)西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文基于GPU的多功能相控陣?yán)走_(dá)信號(hào)處理及實(shí)現(xiàn)作者姓名：孫林一級(jí)學(xué)科：信息與通信工程二級(jí)學(xué)科：信號(hào)與信息處理學(xué)位類(lèi)別：工學(xué)碩士指導(dǎo)教師姓名、職稱(chēng)：趙永波教授學(xué)院：電子工程學(xué)院提交日期：2018年6月Multi-functionphasedarrayradarsignalprocessingandimplementationbasedonGPUAthe

2、sissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinSignalandInformationProcessingBySunLinSupervisor:ZhaoYongboTitle:ProfessorJune2018西安電子科技大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性（或創(chuàng)新性）聲明秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和優(yōu)良的科學(xué)道德，本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研宄工作及取得的研宄成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包含

3、其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研宄成果；也不包含一為獲得西安電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我同工作的同事對(duì)本研宄所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。一學(xué)位論文若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)切法律責(zé)任。２０，孫休曰期Ｋ．尸本人簽名：：西安電子科技大學(xué)關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明本人完全了解西安電子科技大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬于西安電子科技大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許査閱、借閱論文，；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容允許采用影。印、縮印或其它復(fù)

4、制手段保存論文同時(shí)本人保證，結(jié)合學(xué)位論文研宄成果完成的論文、發(fā)明專(zhuān)利等成果，署名單位為西安電子科技大學(xué)。保密的學(xué)位論文在年解密后適用本授權(quán)書(shū)。＿本人簽名：別旅導(dǎo)師簽名：。，么丨飛６丨、１日日期：：期摘要摘要隨著戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的不斷變化，雷達(dá)在功能和性能上也要不斷完善才能滿足復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。在功能上面要求雷達(dá)具有搜索，跟蹤等功能，在性能上面則要求雷達(dá)具有更快的數(shù)據(jù)率，更大的運(yùn)算量和更高的實(shí)時(shí)性。相控陣?yán)走_(dá)由于其通過(guò)改變天線通道的相位來(lái)靈活的改變天線波束的指向，這使得其具有傳統(tǒng)的機(jī)械掃描雷達(dá)所不具備的波束捷變性，比傳統(tǒng)的機(jī)械掃描雷達(dá)更加靈活，能夠?qū)崿F(xiàn)搜索

5、波束與跟蹤波束的獨(dú)立。這使得相控陣?yán)走_(dá)得到了廣泛的應(yīng)用。所以研究具有多功能和更高實(shí)時(shí)性的相控陣?yán)走_(dá)的信號(hào)處理手段是未來(lái)相控陣?yán)走_(dá)的研究趨勢(shì)。針對(duì)上述背景下，通過(guò)對(duì)多功能相控陣?yán)走_(dá)的信號(hào)處理流程分析發(fā)現(xiàn)，其信號(hào)處理過(guò)程中存在大量可以進(jìn)行并行計(jì)算的部分，而圖形處理器（GPU）硬件平臺(tái)對(duì)于在處理并行計(jì)算方面具有很高的加速比。所以本文將采用新的信號(hào)處理形式即中央處理器（CPU）加上圖形處理器（GPU）的協(xié)同處理方法來(lái)實(shí)現(xiàn)多功能相控陣?yán)走_(dá)信號(hào)處理中的關(guān)鍵技術(shù)。本文首先介紹了用GPU來(lái)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。然后，簡(jiǎn)單介紹了多功能相控陣?yán)走_(dá)，對(duì)多功能相控陣?yán)走_(dá)在對(duì)搜索回

6、波進(jìn)行信號(hào)處理過(guò)程中的數(shù)字波束形成（DBF），脈沖壓縮（PC）和動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)（MTD）關(guān)鍵技術(shù)的基本理論原理進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。在介紹動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)（MTD）時(shí)本文提出了一種基于先驗(yàn)信息的變凹口寬度MTD濾波器的設(shè)計(jì)方法，并實(shí)現(xiàn)了與其相關(guān)的仿真分析，仿真結(jié)果表明該濾波器具有很好的雜波抑制效果。接著，討論了多功能相控陣?yán)走_(dá)在跟蹤過(guò)程中重要的兩點(diǎn)，即目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)模型和跟蹤濾波器。常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)模型有CV，CA和Singer模型，常見(jiàn)的跟蹤濾波器中有線性的卡爾曼濾波，Alpha-Beta濾波和非線性的擴(kuò)展卡爾曼濾波算法，并實(shí)現(xiàn)了最后的仿真分析結(jié)果。最后詳細(xì)介紹了GPU的硬件架構(gòu)和CUDA語(yǔ)言，

7、并實(shí)現(xiàn)了多功能相控陣?yán)走_(dá)中關(guān)鍵信號(hào)處理技術(shù)的GPU實(shí)現(xiàn)過(guò)程，提出了用GPU來(lái)實(shí)現(xiàn)Alpha-Beta濾波算法的整體過(guò)程。關(guān)鍵詞：多功能相控陣?yán)走_(dá)，DBF，PC，MTD，目標(biāo)跟蹤，GPU，CUDAIABSTRACTABSTRACTWiththebattlefieldenvironmentchanges,radarmustbeimprovedinfunctionandperformancetomeetthecomplexbattlefieldenvironment.Intermsoffunctionality,rada