一种基于CUDA的高性能ISAR信号处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于CUDA的高性能ISAR信号处理装置，其特征是，包括主控管理单元、实时控制单元、信号处理单元、数据处理单元、天线单元、频综单元、下变频器、多普勒参数估计单元、距离校正函数计算单元和显示输出单元。本实用新型专利技术所达到的有益效果：在工作的整个过程中，主控管理单元只进行流程逻辑控制和硬件协调工作，以及控制数据的传输和各个处理单元的协同工作，这样就大大减轻了主控管理单元的负担，提高了运算效率。整个装置将传统ISAR成像结合目前的研究热点CUDA，通过采用流水线并行处理的思想，将ISAR信号处理过程模块化，并分解为多通道并行处理，放到CUDA运算平台上执行，并通过高速数据传输通道传输计算结果，大大地提高了处理速度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CUDA的高性能ISAR信号处理装置
本技术涉及一种基于CUDA的高性能ISAR信号处理装置，属于成像雷达信号处理
。
技术介绍
ISAR是SAR雷达的一种工作模式，其原理与SAR相同，但ISAR可以对运动目标成像，雷达本身即可以是静止的也可以装载在飞机或导弹上，是对SAR雷达的一种强有力的扩充，因此ISAR信号处理也备受人们关注。传统SAR雷达信号处理算法已经有许多较为高效的算法，针对这些算法的SAR信号处理平台也已有了广泛的应用。然而ISAR信号处理涉及比SAR更复杂的数学运算，特别是雷达与目标都处于运动状态的时候，雷达相对于目标的运动轨迹更为复杂，所以ISAR成像算法对于雷达信号处理平台也提出了更高的要求。即使目前已经针对不同用途的SAR雷达信号开发了许多基于FPGA和DSP的高效计算平台，但是其运算速度还未达到高精度实时成像，图像处理与分析等仍需要后续处理。因此高效快速的ISAR信号处理平台成为了 SAR雷达应用领域里亟需提高的部分。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种基于CUDA的高性能ISAR信号处理装置，可以减轻SAR信号主处理控制系统的负担，降低SAR信号处理系统的处理难度，有效解决SAR信号处理实时性与高精度需求的矛盾。 为了实现上述目标，本技术采用如下的技术方案: 一种基于CUDA的高性能ISAR信号处理装置，其特征是，包括实时控制单元、参数管理单元以及依次连接的天线单元、频综单元、下变频器、信号处理单元、数据处理单元、主控管理单元和显示输出单元；所述信号处理单元内部包括有多普勒参数估计单元和距离校正函数计算单元；所述主控管理单元通过光纤网络与其他模块均相连接；所述主控管理单元用于进行流程逻辑控制和硬件协调，以及控制数据的传输和各个处理单元的协同；所述实时控制单元用于接收主控管理单元的信号以及控制数据处理单元和信号处理单元的协同工作；所述参数管理单元用于单独提供运动参数。 前述的一种基于CUDA的高性能ISAR信号处理装置，其特征是，所述信号处理单元包括快时间维距离压缩单元、距离徒动校正单元、慢时间维FFT处理单元和轴映射单元；所述快时间维处理单元包含一个FFT处理单元，用于完成距离像压缩；所述距离徒动校正单元包含一组矢量乘法单元，用于完成SAR信号方位向的距离补偿；所述慢时间维FFT处理单元包含一组FFT处理单元，用于完成方位向压缩处理；所述轴映射单元用于将处理完成的SAR信号散射点映射到对应的场景的距离和方位中。 前述的一种基于CUDA的高性能ISAR信号处理装置，其特征是，所述数据处理单元用于接收信号处理单元的结果并进行合成分析，将分析结果返回实时控制单元；所述数据处理单元包括距离脉冲压缩单元、距离插值单元、方位向压缩处理单元、2DFFT共轭处理单元和2DIFFT处理单元；所述距离脉冲压缩单元由一组FFT处理单元组成，用于方位向频域变换；所述距离插值单元由一组矢量乘法器组成，用于完成距离维德线性相位数乘或者移位操作；所述方位向压缩处理单元由一组FFT单元组成，用于完成方位向脉冲压缩；所述2DFFT共轭处理单元用于完成点散射相应数据的二维傅里叶变换，并对变换后的数据取共轭；所述2DIFFT处理单元包含一组矢量乘法器、两组共轭处理单元和一组2DFFT处理单元，用于将方位向压缩后的数据与点散射相应的2DFFT后的数据相乘，并对相乘后的数据完成2DIFFT处理，得到场景的距离方位数据。 前述的一种基于CUDA的高性能ISAR信号处理装置，其特征是，所述天线单元采用喇叭天线，用于接收ISAR回波信号。 前述的一种基于CUDA的高性能ISAR信号处理装置，其特征是，所述频综单元包括锁相环电路、晶振器、时钟源和分路器；所述分路器将稳定的本振信号传送到各个工作单 J L.ο 前述的一种基于CUDA的高性能ISAR信号处理装置，其特征是，所述下变频器用于将ISAR信号源或天线接收到的ISAR信号下变频到中频，传送给信号处理单元。 前述的一种基于CUDA的高性能ISAR信号处理装置，其特征是，所述多普勒参数估计单元包括一个数乘器和一个加法器，通过参数管理单元提供的相关运动参数计算相应的多普勒频移。 前述的一种基于CUDA的高性能ISAR信号处理装置，其特征是，所述距离校正函数计算单元由一个ROM存储器和一个延时控制单元组成，通过参数管理单元提供的运动参数，生成各个方位角度上的距离校正函数。 前述的一种基于CUDA的高性能ISAR信号处理装置，其特征是，所述显示输出单元接收最终成像结果信号并显示为场景雷达图像。 本技术所达到的有益效果:在工作的整个过程中，主控管理单元只进行流程逻辑控制和硬件协调工作，以及控制数据的传输和各个处理单元的协同工作，这样就大大减轻了主控管理单元的负担，提高了运算效率。整个装置将传统ISAR成像结合目前的研宄热点CUDA，通过采用流水线并行处理的思想，将ISAR信号处理过程模块化，并分解为多通道并行处理，放到CUDA运算平台上执行，并通过高速数据传输通道传输计算结果，大大地提高了处理速度。 【附图说明】 图1是本技术的连接关系示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图对本技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。 本技术涉及的一种基于CUDA的高性能ISAR信号处理装置，包括实时控制单元、参数管理单元以及依次连接的天线单元、频综单元、下变频器、信号处理单元、数据处理单元、主控管理单元和显示输出单元。参数管理单元用于单独提供运动参数。 主控管理单元与其他模块均相连接。 主控管理单元用于进行流程逻辑控制和硬件协调，以及控制数据的传输和各个处理单元的协同。 实时控制单元用于接收主控管理单元的信号以及控制数据处理单元和信号处理单元的协同工作。 信号处理单元包括快时间维距离压缩单元、距离徒动校正单元、慢时间维FFT处理单元和轴映射单元。快时间维处理单元包含一个FFT处理单元，用于完成距离像压缩。距离徒动校正单元包含一组矢量乘法单元，用于完成SAR信号方位向的距离补偿。慢时间维FFT处理单元包含一组FFT处理单元，用于完成方位向压缩处理。轴映射单元用于将处理完成的SAR信号散射点映射到对应的场景的距离和方位中。 数据处理单元用于接收信号处理单元的结果并进行合成分析，将分析结果返回实时控制单元。数据处理单元包括距离脉冲压缩单元、距离插值单元、方位向压缩处理单元、2DFFT共轭处理单元和2DIFFT处理单元。距离脉冲压缩单元由一组FFT处理单元组成，用于方位向频域变换。距离插值单元由一组矢量乘法器组成，用于完成距离维德线性相位数乘或者移位操作。方位向压缩处理单元由一组FFT单元组成，用于完成方位向脉冲压缩。2DFFT共轭处理单元用于完成点散射相应数据的二维傅里叶变换，并对变换后的数据取共轭。2DIFFT处理单元包含一组矢量乘法器、两组共轭处理单元和一组2DFFT处理单元，用于将方位向压缩后的数据与点散射相应的2DFFT后的数据相乘，并对相乘后的数据完成2DIFFT处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CUDA的高性能ISAR信号处理装置，其特征是，包括实时控制单元、参数管理单元以及依次连接的天线单元、频综单元、下变频器、信号处理单元、数据处理单元、主控管理单元和显示输出单元；所述信号处理单元内部包括有多普勒参数估计单元和距离校正函数计算单元；所述主控管理单元通过光纤网络与其他模块均相连接；所述主控管理单元用于进行流程逻辑控制和硬件协调，以及控制数据的传输和各个处理单元的协同；所述实时控制单元用于接收主控管理单元的信号以及控制数据处理单元和信号处理单元的协同工作；所述参数管理单元用于单独提供运动参数。

【技术特征摘要】
1.一种基于CUDA的高性能ISAR信号处理装置，其特征是，包括实时控制单元、参数管理单元以及依次连接的天线单元、频综单元、下变频器、信号处理单元、数据处理单元、主控管理单元和显示输出单元；所述信号处理单元内部包括有多普勒参数估计单元和距离校正函数计算单元；所述主控管理单元通过光纤网络与其他模块均相连接；所述主控管理单元用于进行流程逻辑控制和硬件协调，以及控制数据的传输和各个处理单元的协同；所述实时控制单元用于接收主控管理单元的信号以及控制数据处理单元和信号处理单元的协同工作；所述参数管理单元用于单独提供运动参数。2.根据权利要求1所述的一种基于CUDA的高性能ISAR信号处理装置，其特征是，所述信号处理单元包括快时间维距离压缩单元、距离徒动校正单元、慢时间维FFT处理单元和轴映射单元；所述快时间维处理单元包含一个FFT处理单元，用于完成距离像压缩；所述距离徒动校正单元包含一组矢量乘法单元，用于完成SAR信号方位向的距离补偿；所述慢时间维FFT处理单元包含一组FFT处理单元，用于完成方位向压缩处理；所述轴映射单元用于将处理完成的SAR信号散射点映射到对应的场景的距离和方位中。3.根据权利要求1所述的一种基于CUDA的高性能ISAR信号处理装置，其特征是，所述数据处理单元用于接收信号处理单元的结果并进行合成分析，将分析结果返回实时控制单元；所述数据处理单元包括距离脉冲压缩单元、距离插值单元、方位向压缩处理单元、2DFFT共轭处理单元和2DIFFT处理单元；所述距离脉冲压缩单元由一组FFT处理单元组成，用于方位向频域变换；所述距离插值单元由一组矢量乘法器组成，用于完成距离维德线性相位数乘...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱海洋，尹光，王娟，
申请(专利权)人：南京长峰航天电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32