基于GPU的机载共形阵仿真系统的设计与实现

发布时间：2021-05-17 16:26

　　机载相控阵雷达通过改变阵元的馈电相位控制波束指向,克服了传统机械扫描的缺点,使得阵列无需转动,即可实现波束扫描。相控阵雷达的优点主要包括波束捷变,易于形成多个波束,可同时跟踪多个高速运动目标,方向图可控。目前研究较多,应用也较为广泛的相控阵多为线阵或平面阵。然而,随着波束扫描角的增大,线阵和平面阵的波束增益逐渐下降,阵列的有效孔径也随之减少,最终导致雷达的角度分辨率与测角精度变差。此外,线阵和平面阵与载机外形难以吻合,会对载机的空气动力学性能和隐身性能产生影响。随着对作战飞机的有效载荷和隐身性能的需求不断提高,人们想到沿着载体表面安装天线单元,使得天线阵列和载机外形保持一致,人们将这种天线阵列称为共形阵。机载共形阵天线与平面阵天线相比,提供了平面阵不具备的波束覆盖能力,大幅度减少了天线阵列对载机空气动力学性能的影响,降低机身的雷达截面积,改善隐身性能,提高载机在复杂电磁环境中的探测性能和存活能力。在新体制机载相控阵雷达的论证、设计、研发的过程中,通常会利用计算机对雷达系统进行仿真建模。随着共形阵的引入,已有的针对线阵或平面阵设计的仿真系统,不能满足机载共形阵的仿真需求。因此,针对共形阵... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 共形天线阵列的研究及应用
        1.2.2 GPU通用计算技术在科学计算领域的应用
    1.3 本文的主要工作
第二章 知识辅助机载共形阵杂波建模方法
    2.1 引言
    2.2 机载共形阵阵列模型
    2.3 先验知识
        2.3.1 数字高程数据
        2.3.2 地表覆盖分类数据
    2.4 机载共形阵杂波模型
        2.4.1 坐标系转换方法
        2.4.2 杂波散射单元划分方法
        2.4.3 杂波散射单元遮挡判断方法
        2.4.4 后向散射系数计算方法
        2.4.5 杂波协方差矩阵计算方法
    2.5 仿真分析
        2.5.1 圆环阵
        2.5.2 圆柱阵
    2.6 本章小结
第三章 机载共形阵杂波抑制、运动目标检测及跟踪方法
    3.1 引言
    3.2 杂波抑制
        3.2.1 全空时自适应处理
        3.2.2 降维空时自适应处理
    3.3 运动目标检测
        3.3.1 恒虚警检测
        3.3.2 目标点迹凝聚
        3.3.3 机载共形阵目标角度估计方法
    3.4 运动目标跟踪
    3.5 本章小结
第四章 基于GPU的机载共形阵仿真系统的设计与实现
    4.1 引言
    4.2 NVIDIA GPU通用计算技术
        4.2.1 Kepler体系结构
        4.2.2 CUDA编程模型
        4.2.3 CUDA存储模型
        4.2.4 MATLAB GPU并行计算工具箱
    4.3 仿真系统的设计与实现
        4.3.1 总体设计
        4.3.2 软件介绍
        4.3.3 性能分析
    4.4 本章小结
第五章 工作总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]共形阵机载雷达杂波非平稳特性及抑制方法研究[J]. 段克清,谢文冲,王永良.  中国科学:信息科学. 2011(12)
[2]基于CUDA和DEM数据的地杂波快速仿真[J]. 范国忠,黄志强,张先义,杨正龙.  现代雷达. 2010(09)
[3]一种圆柱共形阵天线的仿真与设计[J]. 郑治泰,孙从武,张小苗,鄢泽洪.  空间电子技术. 2007(02)
[4]新一代预警飞机“费尔康”[J]. 许峰,赵玉洁.  电子对抗技术. 1994(01)

硕士论文
[1]圆柱共形阵列天线的研究与设计[D]. 韦佳.桂林电子科技大学 2017
[2]基于知识辅助的机载雷达杂波仿真与抑制方法研究[D]. 陈华彬.西安电子科技大学 2014
[3]机载雷达非均匀杂波的建模与仿真[D]. 王爱国.电子科技大学 2013
[4]基于GPU的连续波雷达频谱分析与谱峰搜索技术研究[D]. 熊超.国防科学技术大学 2011



本文编号：3192078