高超声速平台载雷达信号处理系统仿真

摘要

高超声速技术是航空航天领域的一个重要研究方向，具有极其诱人的应用前景。高超声速平台的特性使得搭载的雷达在进行目标探测时面临重大挑战，现有的雷达目标探测技术会出现性能下降，甚至失效的可能。因此，开展高超声速平台载雷达目标探测技术研究具有重大意义。目前，高超声速飞行器（HyperSonic Vehicle，HSV）还处于论证试验阶段，难以在高超声速平台上直接验证雷达的信号处理性能，为了进行雷达信号处理方法的仿真演示和验证工作，开发一套高超声速平台载雷达（HyperSonic Vehicle-borne Radar，HSV-R）信号处理仿真系统具有现实意义。
　　1.介绍了高超声速平台载雷达信号处理仿真系统的总体方案设计。该仿真系统的任务主要包括对HSV-R信号环境的模拟、HSV-R信号处理过程的模拟、提供良好的人机交互环境和提供简洁的系统维护与扩展途径四方面。依据仿真系统的任务制定系统设计思想。该仿真系统的功能模块分为演示导引、雷达回波信号仿真、雷达信号处理三部分，并对每一部分进行了更细致的功能划分。最后，介绍了仿真系统中各功能模块在公用参数、结果数据流动和软件功能操作上的联系。
　　2.对高超声速平台载雷达信号处理仿真系统并行处理方法进行了研究。针对系统因运算量大而出现的执行速度问题，在对高超声速平台载雷达杂波模型分析的基础上，开展了并行处理方法研究，包括基于CPU的多核并行计算和基于GPU的众核并行计算，文中给出了并行计算效果并进行了分析。在基于CPU的多核并行计算中，介绍了基于parfor的并行计算方法和基于MDCS的并行计算方法。在基于GPU的众核并行计算中，对现有GPU技术和产品进行了介绍，将GPU和CPU进行了对比，并着重讲述了基于GPU的HSV-R杂波仿真方法。
　　3.详细介绍了高超声速平台载雷达信号处理仿真系统的开发环境和开发过程中的关键技术，其中主要包括动态链接库的设计、数据可视化技术、公共数据类的设计、数据传递方式的设计和系统路径的索引方法。最后，展示了系统登录、主界面、飞行轨道演示、回波生成、杂波特性分析、空中高速目标检测与跟踪、地面动目标检测与定位、地面高分辨场景成像和用户设置共九个功能模块的实现情况。

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第一章 绪论

1.1 论文研究的背景及意义

1.2 国内外研究发展现状

1.3 论文内容和结构安排

第二章 HSV-R信号处理仿真系统总体方案设计

2.1 引言

2.2信号处理仿真系统任务

2.3 信号处理仿真系统设计思想

2.4 信号处理仿真系统功能模块划分

2.5 信号处理仿真系统功能模块间的关系

2.6 本章小结

第三章 HSV-R信号处理仿真系统并行处理方法研究

3.1 引言

3.2 高超声速平台载雷达杂波模型分析

3.3 基于CPU的多核并行计算

3.4 基于GPU的众核并行计算

3.5 本章小结

第四章 HSV-R信号处理仿真系统软件开发

4.1 引言

4.2 系统开发环境

4.3 系统软件开发中的主要技术

4.4 信号处理仿真系统各模块的功能介绍与测试

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 研究结论

5.2 研究展望

参考文献

致谢

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