基于GPU的非均匀杂波快速仿真

发布时间：2021-04-18 21:04

　　由于滨海地区的地形地貌复杂,其杂波模型与传统的统计模型差别较大,因此对滨海地区杂波准确快速地仿真成为一大难点。首先阐述了基于数字高程模型、机载雷达参数和载机位置计算散射单元相关参数的方法,之后介绍如何运用这些参数仿真功率谱:判断散射单元所属距离-多普勒单元,叠加同一距离-多普勒单元中散射单元杂波功率,完成非均匀杂波功率谱仿真。然而计算杂波功率谱的过程中数据量庞大,因此还提出了采用GPU并行计算提高仿真速度的方法。仿真结果证明,仿真出的滨海地区杂波功率谱与实际地形状况相符,具有准确有效性。对于仿真速度,经过GPU加速与传统方法相比有了很大的提升,增加了工程实用性。 

【文章来源】：电光与控制. 2016,23(12)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

距离多普勒单元Fig．1Range-Dopplercells

示雷达距离分辨率，Δf表示雷达多普勒频率分辨率。ΔR和Δf取决于采样频率fs、脉冲重复频率fr、脉冲串的脉冲数目N和光速c，即ΔR=c/2fsΔf=fr{/N。(1)某个距离－多普勒单元只对应雷达回波信号中的某一部分，且该部分存在于接收机的第i个距离门和第j个滤波器中，图1给出了等距离多普勒划分法中距离－多普勒单元的示意图。图1距离多普勒单元Fig．1Range-Dopplercells杂波散射单元的划分是将每个数字高程模型点看作一个散射单元，本文选取范围为N32°～N33°，E130°～E131°的数字高程模型，如图2所示(数字高程模型分辨率ds为30m，数据来源于地理空间数据云)，图中还包括了仿真中使用的载机位置与飞行方向。图2数字高程模型图Fig．2Digitalelevationmodel最大不模糊距离、不模糊频率可以分别表示为Ru=c/2frfu=f{r(2)属于同一距离门的散射单元距离序列表达式为Ri=R0i+kRRu(3)式中:i=1，2，…，Nm;kR=0，1，…，NR－1;Ri表示第i个距离门对应的距离序列;R0i=i·ΔR;Nm=int(Ru/ΔR)为距离门数;NR=int(Rmax/Ru)为距离向上的模糊次数，Rmax为雷达最大直视距离。同理，属于同一多普勒带宽的散射单元多普勒序列表达式为fj=f0j+kffr(4)式中:j=1，2，…，N;kf=0，1，…，Nf－1;fj为第j个滤波器对应的多普勒频率序列;f0j=i·Δf;N为FFT点数或滤波器个数;fr为脉冲重复频率;Nf=int(fmax/fr)为多普勒频移上的模糊次数，fmax为最大多普勒频移。因此，在第m个距离门，第n个距离－多普勒单元内的功率为Pmn=Ptλ2(4π)3LΣNf－1kf=0

?6)法向量u与向量?→AB和?→AC垂直，于是u可以通过下式解得x(xb－xa)+y(yb－ya)+1·(zb－za)=0x(xc－xa)+y(yc－ya)+1·(zc－za){=0。(7)根据载机坐标(Xp，Yp，Zp)与散射单元坐标(Xt，Yt，Zt)得到散射单元视线向量为w=(Xp－Xt，Yp－Yt，Zp－Zt)。(8)散射单元视线向量w与地形单元法向量u的关系为cosε=u·w/‖u‖‖w‖(9)式中，ε为雷达波束入射角，从而可以得到地形单元擦地角为Φ=π/2－ε。图3为散射单元擦地角情况。图3散射单元擦地角Fig．3Grazingangleofscatteringcells第12期37

【参考文献】：
期刊论文
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[2]基于起伏RCS模型的机载PD雷达相干视频杂波模拟[J]. 张宏伟,张树平.  电子科技. 2007(03)
[3]地(海)杂波反射率模型研究[J]. 彭世蕤,汤子跃.  空军雷达学院学报. 2000(04)
[4]中国地势起伏度研究[J]. 涂汉明,刘振东.  测绘学报. 1991(04)



本文编号：3146169