針對空間目標(biāo)逆合成孔徑雷達（ISAR）成像技術(shù)這一前沿學(xué)科方向的培養(yǎng)需求,給出了一種空間目標(biāo)ISAR實時成像處理實驗系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。利用GPU和磁盤陣列以及商用服務(wù)器搭建了一套空間目標(biāo)ISAR成像處理系統(tǒng),并在此基礎(chǔ)上設(shè)計和實現(xiàn)了相應(yīng)的成像處理軟件。對硬件系統(tǒng)的接口帶寬、成像處理實時性指標(biāo)參數(shù)的驗證表明,該硬件系統(tǒng)符合設(shè)計要求。最后,實驗結(jié)果分析給出了整個空間目標(biāo)ISAR成像處理實驗的關(guān)鍵步驟結(jié)果以及對成像處理結(jié)果的分析方法。 

【文章來源】：實驗技術(shù)與管理. 2020,37(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

ISAR實時成像處理系統(tǒng)

空間目標(biāo)ISAR成像系統(tǒng)通過寬帶回波信號的脈沖壓縮實現(xiàn)目標(biāo)的距離向分辨，通過一維距離像序列慢時間維的傅里葉分析實現(xiàn)目標(biāo)的方位向分辨[2]。在上述處理步驟中，存在大量的矩陣相乘、矩陣轉(zhuǎn)置、插值以及FFT等密集型計算，且不同數(shù)據(jù)點間的運算相對獨立，因此可使用GPU實現(xiàn)成像處理模塊的運動參數(shù)補償、一維距離像成像以及二維ISAR像計算處理。GeForce GTX1080 GPU是英偉達公司針對高性能計算需求推出的通用計算GPU，具有9 Teraflops的單精度浮點計算能力和8 GB DDR5X顯存[11]，如圖3所示。運動參數(shù)補償以及一維距離像成像計算的處理對象均為單次回波信號；而目標(biāo)二維ISAR像計算則是對一維距離像序列中各距離單元慢時間維進行傅里葉分析，需等成像積累時間內(nèi)的多個一維距離像處理完畢后方可進行處理。因此，可采用兩個GeForce GTX1080 GPU構(gòu)建成像處理模塊，完成一維距離像成像以及二維ISAR像計算：GPU 1實現(xiàn)空間目標(biāo)的運動參數(shù)補償以及一維距離像成像計算，并將處理結(jié)果緩存至內(nèi)存；GPU 2則在獲得一個成像積累時間內(nèi)的所有一維距離像后進行方位向成像處理。

GeForce GTX1080 GPU是英偉達公司針對高性能計算需求推出的通用計算GPU，具有9 Teraflops的單精度浮點計算能力和8 GB DDR5X顯存[11]，如圖3所示。運動參數(shù)補償以及一維距離像成像計算的處理對象均為單次回波信號；而目標(biāo)二維ISAR像計算則是對一維距離像序列中各距離單元慢時間維進行傅里葉分析，需等成像積累時間內(nèi)的多個一維距離像處理完畢后方可進行處理。因此，可采用兩個GeForce GTX1080 GPU構(gòu)建成像處理模塊，完成一維距離像成像以及二維ISAR像計算：GPU 1實現(xiàn)空間目標(biāo)的運動參數(shù)補償以及一維距離像成像計算，并將處理結(jié)果緩存至內(nèi)存；GPU 2則在獲得一個成像積累時間內(nèi)的所有一維距離像后進行方位向成像處理。顯控處理模塊需解析出回波數(shù)據(jù)幀頭信息、目標(biāo)軌道根數(shù)以及雷達系統(tǒng)參數(shù)，然后計算出成像處理模塊所需的空間目標(biāo)軌道信息，并將系統(tǒng)參數(shù)配置傳遞給成像處理模塊。該模塊整體運算量較小，且邏輯運算相對復(fù)雜，主要由服務(wù)器的兩個CPU來完成。整個服務(wù)器可采用超微的服務(wù)器解決方案實現(xiàn)。

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]基于GPU的圖像增強實驗設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 傅志中,趙宇飛,徐進.  實驗技術(shù)與管理. 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]新體制雷達教學(xué)實驗平臺構(gòu)建[J]. 丁澤剛,劉海波.  實驗技術(shù)與管理. 2012(01)

碩士論文
[1]基于VPX平臺的ISAR成像實時信號處理系統(tǒng)研究[D]. 張俊力.西安電子科技大學(xué) 2017



本文編號：3238328