ISAR实时成像处理实验系统的设计与实现
发布时间：2021-06-19 18:36
针对空间目标逆合成孔径雷达（ISAR）成像技术这一前沿学科方向的培养需求,给出了一种空间目标ISAR实时成像处理实验系统的总体设计方案。利用GPU和磁盘阵列以及商用服务器搭建了一套空间目标ISAR成像处理系统,并在此基础上设计和实现了相应的成像处理软件。对硬件系统的接口带宽、成像处理实时性指标参数的验证表明,该硬件系统符合设计要求。最后,实验结果分析给出了整个空间目标ISAR成像处理实验的关键步骤结果以及对成像处理结果的分析方法。
【文章来源】：实验技术与管理. 2020,37(04)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
ISAR实时成像处理系统
空间目标ISAR成像系统通过宽带回波信号的脉冲压缩实现目标的距离向分辨，通过一维距离像序列慢时间维的傅里叶分析实现目标的方位向分辨[2]。在上述处理步骤中，存在大量的矩阵相乘、矩阵转置、插值以及FFT等密集型计算，且不同数据点间的运算相对独立，因此可使用GPU实现成像处理模块的运动参数补偿、一维距离像成像以及二维ISAR像计算处理。GeForce GTX1080 GPU是英伟达公司针对高性能计算需求推出的通用计算GPU，具有9 Teraflops的单精度浮点计算能力和8 GB DDR5X显存[11]，如图3所示。运动参数补偿以及一维距离像成像计算的处理对象均为单次回波信号；而目标二维ISAR像计算则是对一维距离像序列中各距离单元慢时间维进行傅里叶分析，需等成像积累时间内的多个一维距离像处理完毕后方可进行处理。因此，可采用两个GeForce GTX1080 GPU构建成像处理模块，完成一维距离像成像以及二维ISAR像计算：GPU 1实现空间目标的运动参数补偿以及一维距离像成像计算，并将处理结果缓存至内存；GPU 2则在获得一个成像积累时间内的所有一维距离像后进行方位向成像处理。
GeForce GTX1080 GPU是英伟达公司针对高性能计算需求推出的通用计算GPU，具有9 Teraflops的单精度浮点计算能力和8 GB DDR5X显存[11]，如图3所示。运动参数补偿以及一维距离像成像计算的处理对象均为单次回波信号；而目标二维ISAR像计算则是对一维距离像序列中各距离单元慢时间维进行傅里叶分析，需等成像积累时间内的多个一维距离像处理完毕后方可进行处理。因此，可采用两个GeForce GTX1080 GPU构建成像处理模块，完成一维距离像成像以及二维ISAR像计算：GPU 1实现空间目标的运动参数补偿以及一维距离像成像计算，并将处理结果缓存至内存；GPU 2则在获得一个成像积累时间内的所有一维距离像后进行方位向成像处理。显控处理模块需解析出回波数据帧头信息、目标轨道根数以及雷达系统参数，然后计算出成像处理模块所需的空间目标轨道信息，并将系统参数配置传递给成像处理模块。该模块整体运算量较小，且逻辑运算相对复杂，主要由服务器的两个CPU来完成。整个服务器可采用超微的服务器解决方案实现。
【参考文献】：
期刊论文
[1]High Resolution Radar Real-Time Signal and Information Processing[J]. Teng Long,Tao Zeng,Cheng Hu,Xichao Dong,Liang Chen,Quanhua Liu,Yizhuang Xie,Zegang Ding,Yang Li,Yanhua Wang,Yan Wang. 中国通信. 2019(02)
[2]基于GPU的图像增强实验设计与实现[J]. 傅志中,赵宇飞,徐进. 实验技术与管理. 2017(05)
[3]False-target image synthesizer for countering ISAR via inverse dechirping[J]. Xizhang Wei,Shaokun Xu,Bo Peng,Zhen Liu. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2016(01)
[4]新体制雷达教学实验平台构建[J]. 丁泽刚,刘海波. 实验技术与管理. 2012(01)
硕士论文
[1]基于VPX平台的ISAR成像实时信号处理系统研究[D]. 张俊力.西安电子科技大学 2017
本文编号：3238328
【文章来源】：实验技术与管理. 2020,37(04)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
ISAR实时成像处理系统
空间目标ISAR成像系统通过宽带回波信号的脉冲压缩实现目标的距离向分辨，通过一维距离像序列慢时间维的傅里叶分析实现目标的方位向分辨[2]。在上述处理步骤中，存在大量的矩阵相乘、矩阵转置、插值以及FFT等密集型计算，且不同数据点间的运算相对独立，因此可使用GPU实现成像处理模块的运动参数补偿、一维距离像成像以及二维ISAR像计算处理。GeForce GTX1080 GPU是英伟达公司针对高性能计算需求推出的通用计算GPU，具有9 Teraflops的单精度浮点计算能力和8 GB DDR5X显存[11]，如图3所示。运动参数补偿以及一维距离像成像计算的处理对象均为单次回波信号；而目标二维ISAR像计算则是对一维距离像序列中各距离单元慢时间维进行傅里叶分析，需等成像积累时间内的多个一维距离像处理完毕后方可进行处理。因此，可采用两个GeForce GTX1080 GPU构建成像处理模块，完成一维距离像成像以及二维ISAR像计算：GPU 1实现空间目标的运动参数补偿以及一维距离像成像计算，并将处理结果缓存至内存；GPU 2则在获得一个成像积累时间内的所有一维距离像后进行方位向成像处理。
GeForce GTX1080 GPU是英伟达公司针对高性能计算需求推出的通用计算GPU，具有9 Teraflops的单精度浮点计算能力和8 GB DDR5X显存[11]，如图3所示。运动参数补偿以及一维距离像成像计算的处理对象均为单次回波信号；而目标二维ISAR像计算则是对一维距离像序列中各距离单元慢时间维进行傅里叶分析，需等成像积累时间内的多个一维距离像处理完毕后方可进行处理。因此，可采用两个GeForce GTX1080 GPU构建成像处理模块，完成一维距离像成像以及二维ISAR像计算：GPU 1实现空间目标的运动参数补偿以及一维距离像成像计算，并将处理结果缓存至内存；GPU 2则在获得一个成像积累时间内的所有一维距离像后进行方位向成像处理。显控处理模块需解析出回波数据帧头信息、目标轨道根数以及雷达系统参数，然后计算出成像处理模块所需的空间目标轨道信息，并将系统参数配置传递给成像处理模块。该模块整体运算量较小，且逻辑运算相对复杂，主要由服务器的两个CPU来完成。整个服务器可采用超微的服务器解决方案实现。
【参考文献】：
期刊论文
[1]High Resolution Radar Real-Time Signal and Information Processing[J]. Teng Long,Tao Zeng,Cheng Hu,Xichao Dong,Liang Chen,Quanhua Liu,Yizhuang Xie,Zegang Ding,Yang Li,Yanhua Wang,Yan Wang. 中国通信. 2019(02)
[2]基于GPU的图像增强实验设计与实现[J]. 傅志中,赵宇飞,徐进. 实验技术与管理. 2017(05)
[3]False-target image synthesizer for countering ISAR via inverse dechirping[J]. Xizhang Wei,Shaokun Xu,Bo Peng,Zhen Liu. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2016(01)
[4]新体制雷达教学实验平台构建[J]. 丁泽刚,刘海波. 实验技术与管理. 2012(01)
硕士论文
[1]基于VPX平台的ISAR成像实时信号处理系统研究[D]. 张俊力.西安电子科技大学 2017
本文编号：3238328
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/3238328.html
