[發明專利]基于GPU的時分MIMO雷達信號處理方法

在審

• 申請號: 202010829638.1
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN111965617A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 劉高高;李鵬;王帥;蔡晶晶;鮑丹;秦國棟;武斌
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華

1.一種基于GPU的時分MIMO雷達信號處理方法，其特征在于，包括如下：

1)在CPU和GPU端分配內存；

2)將時分MIMO雷達信號的回波數據拷貝到GPU中；

3)在GPU中對時分MIMO雷達信號的回波數據進行距離維加窗處理；

4)在GPU中對距離維加窗后的數據進行動目標檢測和動目標顯示處理；

5)在GPU中對動目標檢測和動目標顯示處理后的數據進行MIMO波束處理；

6)在GPU中對MIMO波束處理后的數據進行恒虛警檢測處理；

7)將GPU中恒虛警檢測處理的數據拷貝到CPU端并輸出，完成對時分MIMO雷達信號的處理。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述3)在GPU中對時分MIMO雷達信號的回波數據進行距離維加窗處理，實現如下：

3a)設置逆傅里葉變換IFFT點數N，對GPU中的回波數據A進行一維IFFT處理，再進行歸一化，得到歸一化矩陣C：

其中，N的取值為正整數；

3b)選取T_a階的切比雪夫窗或泰勒窗或其它窗的系數矩陣H，根據下式，對歸一化矩陣C與所選窗系數矩陣H進行點乘，得到加窗處理矩陣：D＝C·H，其中，T_a的取值范圍為10至900；

3c)對加窗處理矩陣D做傅里葉變換FFT處理，得到加窗傅里葉變換矩陣：E＝FFT(D)。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述4)在GPU中對距離維加窗后的數據進行動目標檢測和動目標顯示處理，實現如下：

4a)選取T_b階的切比雪夫窗或泰勒窗或其它窗的系數矩陣F，將其與加窗傅里葉變換矩陣E進行點乘，得到動目標檢測矩陣：M＝F·E，其中，T_b的取值范圍為10至900；

4b)對動目標檢測矩陣M進行傅里葉變換FFT操作，得到動目標顯示傅里葉變換矩陣Q：

Q＝FFT(M)。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述5)在GPU中對動目標檢測和動目標顯示處理后的數據進行MIMO波束處理，實現如下：

5a).設置動目標顯示濾波器系數P、多普勒補償相位R，設置數據重排系數S，設置MIMO波束系數T，得到MIMO波束矩陣U：

U＝Q·P·R·S·T，

其中，Q為動目標顯示傅里葉變換矩陣：

5b)對MIMO波束矩陣U進行二維傅里葉變換，得到二維傅里葉變換矩陣W：

W＝FFT_y[FFT_x[U]]，

其中，FFT_y[·]為沿U的列向量做傅里葉變換，FFT_x[·]為沿U的行向量做傅里葉變換；

5c)設置逆重排系數V，對二維傅里葉維變換矩陣W與數據逆重排系數V進行點乘，得到逆重排系數矩陣J：

J＝V·W。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述6)對GPU中對MIMO波束處理后的數據進行恒虛警檢測處理，實現如下：

6a)對逆重排系數矩陣J進行取絕對值操作，得到取絕對值矩陣的I：

I＝abs(J)；

其中，abs(·)為取絕對值操作；

6b)設置被檢測數據個數n和門限乘積因子α，計算I的門限值：

sum(·)為求和操作，t_i表示第i個元素的門限值，i是從1到I的整數；

6c)設置恒虛警矩陣Z，其數值全為0，再將取絕對值矩陣I的第i個數據I_i與第i個檢測門限值t_i作比較：

若I_i＞t_i，則保留取絕對值后的數據I_i，并將I_i放入到恒虛警矩陣Z的第i個數據中；

否則，將0放入到恒虛警矩陣Z的第i個數據中。