高频空时回波信号半物理仿真关键技术
发布时间：2021-03-19 17:38
快速并可靠地检测海上目标,在军事和民用方面均有重大的意义。然而,面对复杂多变的工作环境,海面雷达所接收到的回波信号中除了有效的目标信号外,还会包括各类干扰、噪声、海杂波等。其中,海杂波的非高斯、非平稳特性明显,且功率水平较高使其成为首要限制检测性能的重要原因之一。因此,以目标检测为出发点,根据海杂波的特殊频谱特性建立动态海面的海杂波模型,由此丰富雷达信号模拟器的环境背景,为有效进行海面复合目标检测的研究提供基础。由于雷达实验的成本越来越高,且后续数据处理的实时性和可靠性要求也更加严格。传统的雷达信号模拟器会受到自身处理性能差和环境模拟形式单一等制约,很难达到研究人员预期的高运算精度和实时处理速度。因此本文提出利用（NURBS）曲线曲面建模方法精确建立空时变化的粗糙海面模型,利用电磁仿真计算时变海面的电磁散射系数;然后基于GPU的快速计算能力构造时变的粗糙海面回波和海上目标信号回波;最后利用相关信号处理算法验证回波构造和算法仿真的正确性。本文通过这种更可靠且实用性更强的方法建立具有时效性的以动态海面为检测背景的高频地波雷达信号模拟系统。首先,本文针对动态海面的模型建立问题,本文使用线性滤...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CPU与GPU结构比对
10c) 风速为 15m/s 的 PM 谱密度图 2-1 不同风速下的 PM 谱密度函数1 所示，能够发现 PM 谱是一个窄带能量谱。且粗糙海面上峰升的越高，随机起伏幅度越大，波长较长的大波浪在粗具体展示了二维PM谱的仿真模型。海况下的海谱仿真应不同风力等级对PM海浪谱进行仿真，结果如下图2-2所当风速极小时，海况状态为微浪模式，海谱能量极低，海风速较小时，对应海况为小浪或轻浪模式，海面的整体起波峰发生破裂。但是其局部变化相对较快，这表明此海况随着风速的持续增大，PM海浪谱的能量随之增大，粗糙海
下一节具体展示了二维PM谱的仿真模型。2.1.3 不同海况下的海谱仿真本文对应不同风力等级对PM海浪谱进行仿真，结果如下图2-2所示。通过分析能够看出：当风速极小时，海况状态为微浪模式，海谱能量极低，海表面只有轻微扰动。当风速较小时，对应海况为小浪或轻浪模式，海面的整体起伏并不大，波浪很小，波峰发生破裂。但是其局部变化相对较快，这表明此海况下的海面以短波居多。随着风速的持续增大，PM海浪谱的能量随之增大，粗糙海面整体起伏
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于GPU加速的双基地SAR回波快速仿真方法[J]. 陈麒,祝明波,邹小海,李相平. 计算机仿真. 2017(04)
[2]基于GPU的SAR回波仿真高效实现方法[J]. 景国彬,张云骥,李震宇,孙光才,邢孟道,保铮. 系统工程与电子技术. 2016(11)
[3]高分辨雷达目标回波信号模拟与分析[J]. 孟路稳,周沫,曾浩,察豪,张润哲. 电讯技术. 2014(10)
[4]基于文氏改进谱的二维粗糙海面模型及其电磁散射研究[J]. 吴庚坤,姬光荣,姬婷婷,任红霞. 物理学报. 2014(13)
[5]软件雷达信号处理的多GPU并行技术[J]. 秦华,周沫,察豪,左炜. 西安电子科技大学学报. 2013(03)
[6]基于GPU的海面场景SAR回波仿真[J]. 陈镜许,王桢霖,刘兴钊. 信息技术. 2011(04)
[7]NURBS-UTD方法的反射射线寻迹算法研究[J]. 王楠,张玉,梁昌洪. 电波科学学报. 2006(06)
[8]三维海浪场的数值模拟及其动态仿真[J]. 马杰,田金文,柳健,王长青,沈秩厥. 系统仿真学报. 2001(S2)
博士论文
[1]地球同步轨道卫星遥感图像舰船检测与运动监测[D]. 张志新.中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所) 2017
硕士论文
[1]基于真实航迹的回波模拟器关键技术研究[D]. 颜世博.哈尔滨工业大学 2016
[2]机载SAR/ISAR对舰船成像算法的研究[D]. 李增.哈尔滨工业大学 2016
[3]基于电磁仿真的海面雷达回波特性研究[D]. 韩超.电子科技大学 2016
[4]基于CUDA GPU平台的脉冲多普勒雷达信号模拟软件[D]. 王子潇.北京理工大学 2016
[5]基于后向投影的SAR成像算法与GPU加速研究[D]. 班阳阳.南京航空航天大学 2014
[6]基于CPU的SAR回波信号模拟的研究与实现[D]. 李博.西安电子科技大学 2014
本文编号：3089953
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CPU与GPU结构比对
10c) 风速为 15m/s 的 PM 谱密度图 2-1 不同风速下的 PM 谱密度函数1 所示，能够发现 PM 谱是一个窄带能量谱。且粗糙海面上峰升的越高，随机起伏幅度越大，波长较长的大波浪在粗具体展示了二维PM谱的仿真模型。海况下的海谱仿真应不同风力等级对PM海浪谱进行仿真，结果如下图2-2所当风速极小时，海况状态为微浪模式，海谱能量极低，海风速较小时，对应海况为小浪或轻浪模式，海面的整体起波峰发生破裂。但是其局部变化相对较快，这表明此海况随着风速的持续增大，PM海浪谱的能量随之增大，粗糙海
下一节具体展示了二维PM谱的仿真模型。2.1.3 不同海况下的海谱仿真本文对应不同风力等级对PM海浪谱进行仿真，结果如下图2-2所示。通过分析能够看出：当风速极小时，海况状态为微浪模式，海谱能量极低，海表面只有轻微扰动。当风速较小时，对应海况为小浪或轻浪模式，海面的整体起伏并不大，波浪很小，波峰发生破裂。但是其局部变化相对较快，这表明此海况下的海面以短波居多。随着风速的持续增大，PM海浪谱的能量随之增大，粗糙海面整体起伏
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于GPU加速的双基地SAR回波快速仿真方法[J]. 陈麒,祝明波,邹小海,李相平. 计算机仿真. 2017(04)
[2]基于GPU的SAR回波仿真高效实现方法[J]. 景国彬,张云骥,李震宇,孙光才,邢孟道,保铮. 系统工程与电子技术. 2016(11)
[3]高分辨雷达目标回波信号模拟与分析[J]. 孟路稳,周沫,曾浩,察豪,张润哲. 电讯技术. 2014(10)
[4]基于文氏改进谱的二维粗糙海面模型及其电磁散射研究[J]. 吴庚坤,姬光荣,姬婷婷,任红霞. 物理学报. 2014(13)
[5]软件雷达信号处理的多GPU并行技术[J]. 秦华,周沫,察豪,左炜. 西安电子科技大学学报. 2013(03)
[6]基于GPU的海面场景SAR回波仿真[J]. 陈镜许,王桢霖,刘兴钊. 信息技术. 2011(04)
[7]NURBS-UTD方法的反射射线寻迹算法研究[J]. 王楠,张玉,梁昌洪. 电波科学学报. 2006(06)
[8]三维海浪场的数值模拟及其动态仿真[J]. 马杰,田金文,柳健,王长青,沈秩厥. 系统仿真学报. 2001(S2)
博士论文
[1]地球同步轨道卫星遥感图像舰船检测与运动监测[D]. 张志新.中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所) 2017
硕士论文
[1]基于真实航迹的回波模拟器关键技术研究[D]. 颜世博.哈尔滨工业大学 2016
[2]机载SAR/ISAR对舰船成像算法的研究[D]. 李增.哈尔滨工业大学 2016
[3]基于电磁仿真的海面雷达回波特性研究[D]. 韩超.电子科技大学 2016
[4]基于CUDA GPU平台的脉冲多普勒雷达信号模拟软件[D]. 王子潇.北京理工大学 2016
[5]基于后向投影的SAR成像算法与GPU加速研究[D]. 班阳阳.南京航空航天大学 2014
[6]基于CPU的SAR回波信号模拟的研究与实现[D]. 李博.西安电子科技大学 2014
本文编号：3089953
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