離脈沖壓縮單元由一組FFT處理單元組成，用于方位向頻域變換。距離插值單元由一組矢量乘法器組成，用于完成距離維德線性相位數(shù)乘或者移位操作。方位向壓縮處理單元由一組FFT單元組成，用于完成方位向脈沖壓縮。2DFFT共軛處理單元用于完成點散射相應數(shù)據(jù)的二維傅里葉變換，并對變換后的數(shù)據(jù)取共軛。2DIFFT處理單元包含一組矢量乘法器、兩組共軛處理單元和一組2DFFT處理單元，用于將方位向壓縮后的數(shù)據(jù)與點散射相應的2DFFT后的數(shù)據(jù)相乘，并對相乘后的數(shù)據(jù)完成2DIFFT處理，得到場景的距離方位數(shù)據(jù)。
[0023]天線單元采用喇叭天線，用于接收ISAR回波信號。
[0024]頻綜單元包括鎖相環(huán)電路、晶振器、時鐘源和分路器。分路器將穩(wěn)定的本振信號傳送到各個工作單元。
[0025]下變頻器用于將ISAR信號源或天線接收到的ISAR信號下變頻到中頻，傳送給信號處理單元。
[0026]信號處理單元內部包括有多普勒參數(shù)估計單元和距離校正函數(shù)計算單元。多普勒參數(shù)估計單元包括一個數(shù)乘器和一個加法器，通過參數(shù)管理單元提供的相關運動參數(shù)計算相應的多普勒頻移。距離校正函數(shù)計算單元由一個ROM存儲器和一個延時控制單元組成，通過參數(shù)管理單元提供的運動參數(shù)，生成各個方位角度上的距離校正函數(shù)。
[0027]顯示輸出單元接收最終成像結果信號并顯示為場景雷達圖像。
[0028]整個裝置接收信號時的流程如下:信號從天線單元接收后經(jīng)過頻綜單元和下變頻器后進入信號處理單元，在信號處理單元內部通過多普勒參數(shù)估計單元和距離校正函數(shù)計算單元計算后輸出到數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元分析后將最后結果發(fā)送給主控管理單元，最后顯示在顯示輸出單元。
[0029]在工作的整個過程中，本裝置只進行流程邏輯控制和硬件協(xié)調工作，以及控制數(shù)據(jù)的傳輸和各個處理單元的協(xié)同工作，這樣就大大減輕了主控管理單元的負擔，提高了運算效率。整個裝置將傳統(tǒng)ISAR成像結合目前的研宄熱點CUDA，通過采用流水線并行處理的思想，將ISAR信號處理過程模塊化，并分解為多通道并行處理，放到CUDA運算平臺上執(zhí)行，并通過高速數(shù)據(jù)傳輸通道傳輸計算結果，大大地提高了處理速度。
[0030]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于CUDA的高性能ISAR信號處理裝置，其特征是，包括實時控制單元、參數(shù)管理單元以及依次連接的天線單元、頻綜單元、下變頻器、信號處理單元、數(shù)據(jù)處理單元、主控管理單元和顯示輸出單元；所述信號處理單元內部包括有多普勒參數(shù)估計單元和距離校正函數(shù)計算單元；所述主控管理單元通過光纖網(wǎng)絡與其他模塊均相連接；所述主控管理單元用于進行流程邏輯控制和硬件協(xié)調，以及控制數(shù)據(jù)的傳輸和各個處理單元的協(xié)同；所述實時控制單元用于接收主控管理單元的信號以及控制數(shù)據(jù)處理單元和信號處理單元的協(xié)同工作；所述參數(shù)管理單元用于單獨提供運動參數(shù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于CUDA的高性能ISAR信號處理裝置，其特征是，所述信號處理單元包括快時間維距離壓縮單元、距離徒動校正單元、慢時間維FFT處理單元和軸映射單元；所述快時間維處理單元包含一個FFT處理單元，用于完成距離像壓縮；所述距離徒動校正單元包含一組矢量乘法單元，用于完成SAR信號方位向的距離補償；所述慢時間維FFT處理單元包含一組FFT處理單元，用于完成方位向壓縮處理；所述軸映射單元用于將處理完成的SAR信號散射點映射到對應的場景的距離和方位中。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于CUDA的高性能ISAR信號處理裝置，其特征是，所述數(shù)據(jù)處理單元用于接收信號處理單元的結果并進行合成分析，將分析結果返回實時控制單元；所述數(shù)據(jù)處理單元包括距離脈沖壓縮單元、距離插值單元、方位向壓縮處理單元、2DFFT共軛處理單元和2DIFFT處理單元；所述距離脈沖壓縮單元由一組FFT處理單元組成，用于方位向頻域變換；所述距離插值單元由一組矢量乘法器組成，用于完成距離維德線性相位數(shù)乘或者移位操作；所述方位向壓縮處理單元由一組FFT單元組成，用于完成方位向脈沖壓縮；所述2DFFT共軛處理單元用于完成點散射相應數(shù)據(jù)的二維傅里葉變換，并對變換后的數(shù)據(jù)取共軛；所述2DIFFT處理單元包含一組矢量乘法器、兩組共軛處理單元和一組2DFFT處理單元，用于將方位向壓縮后的數(shù)據(jù)與點散射相應的2DFFT后的數(shù)據(jù)相乘，并對相乘后的數(shù)據(jù)完成2DIFFT處理，得到場景的距離方位數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于CUDA的高性能ISAR信號處理裝置，其特征是，所述天線單元采用喇叭天線，用于接收ISAR回波信號。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于CUDA的高性能ISAR信號處理裝置，其特征是，所述頻綜單元包括鎖相環(huán)電路、晶振器、時鐘源和分路器；所述分路器將穩(wěn)定的本振信號傳送到各個工作單元。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于CUDA的高性能ISAR信號處理裝置，其特征是，所述下變頻器用于將ISAR信號源或天線接收到的ISAR信號下變頻到中頻，傳送給信號處理單J L.ο
7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于CUDA的高性能ISAR信號處理裝置，其特征是，所述多普勒參數(shù)估計單元包括一個數(shù)乘器和一個加法器，通過參數(shù)管理單元提供的相關運動參數(shù)計算相應的多普勒頻移。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種基于CUDA的高性能ISAR信號處理裝置，其特征是，所述距離校正函數(shù)計算單元由一個ROM存儲器和一個延時控制單元組成，通過參數(shù)管理單元提供的運動參數(shù)，生成各個方位角度上的距離校正函數(shù)。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種基于CUDA的高性能ISAR信號處理裝置，其特征是，所述顯示輸出單元接收最終成像結果信號并顯示為場景雷達圖像。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于CUDA的高性能ISAR信號處理裝置，其特征是，包括主控管理單元、實時控制單元、信號處理單元、數(shù)據(jù)處理單元、天線單元、頻綜單元、下變頻器、多普勒參數(shù)估計單元、距離校正函數(shù)計算單元和顯示輸出單元。本實用新型所達到的有益效果：在工作的整個過程中，主控管理單元只進行流程邏輯控制和硬件協(xié)調工作，以及控制數(shù)據(jù)的傳輸和各個處理單元的協(xié)同工作，這樣就大大減輕了主控管理單元的負擔，提高了運算效率。整個裝置將傳統(tǒng)ISAR成像結合目前的研究熱點CUDA，通過采用流水線并行處理的思想，將ISAR信號處理過程模塊化，并分解為多通道并行處理，放到CUDA運算平臺上執(zhí)行，并通過高速數(shù)據(jù)傳輸通道傳輸計算結果，大大地提高了處理速度。
【IPC分類】G01S7-41, G01S15-50
【公開號】CN204269820
【申請?zhí)枴緾N201420781086
【發(fā)明人】朱海洋, 尹光, 王娟
【申請人】南京長峰航天電子科技有限公司
【公開日】2015年4月15日
【申請日】2014年12月12日