【摘要】：相控陣雷達通過對陣面接收信號的相位幅值函數(shù)進行更改,達到完成區(qū)域波束掃描和篩選回波信號的目的。對于每個基陣天線的饋線單獨進行控制的機制,賦予了相控陣雷達良好的電子波束控制能力,便于形成指向不同空域方位的靶向波束。如果環(huán)境中含有未知發(fā)射源位置的高強度干擾信號,相比之下微弱的目標信號雖然會被波束主瓣重點接收,但是從波束旁瓣進入的殘余干擾強度仍然足夠遮蓋期望信號,影響雷達系統(tǒng)化對目標的參數(shù)提取。為了抵御這類干擾,自適應(yīng)旁瓣相消算法作為一種理論成熟,實踐效果可靠的工程手段,通過引入輔助對消通道來大幅度消減從旁瓣進入主接收通道中的干擾回波。隨著未來干擾環(huán)境的惡化和雷達功能的多樣化發(fā)展,天線的陣面數(shù)量和信號處理系統(tǒng)的任務(wù)量也不可避免地呈現(xiàn)上升趨勢,由此引發(fā)的數(shù)據(jù)激增會使結(jié)果的反饋發(fā)生降速,最終導致不同程度的結(jié)果信息延遲,使雷達的實時處理能力大打折扣。為了能適應(yīng)相控陣復雜化巨型化的發(fā)展趨勢,對于大型的雷達信息處理系統(tǒng),研發(fā)更加高速的自適應(yīng)旁瓣相消算法實現(xiàn)技術(shù)有著重大的研究意義和實用價值。本文首先在設(shè)定的信號類型下,從組成、最優(yōu)解等角度闡述了自適應(yīng)旁瓣相消算法的理論知識。仿真環(huán)境選用了接近真實空間測向情況的二元面陣模型。在此基礎(chǔ)上,分析了天線和信號的不同參數(shù)設(shè)置對抗干擾效果及處理時間的影響。在充分掌握了GPU的底層結(jié)構(gòu)特性和CUDA編譯平臺規(guī)則后,使用并行異構(gòu)計算的思想對旁瓣相消算法進行分析,實現(xiàn)了一種基于GPU多線程框架進行自適應(yīng)旁瓣相消的高速技術(shù)。它重點加速了計算過程中任務(wù)繁重的矩陣相乘過程和計算復雜度最大的矩陣求逆過程。通過多重分塊、數(shù)據(jù)與任務(wù)雙層面并行等多種手段優(yōu)化性能。把在CUDA平臺編譯運行后的結(jié)果和CPU串行運算的結(jié)果進行比較,在相消結(jié)果穩(wěn)定在一定誤差范圍情況下,顯示并行的計算得到了較好的加速,實現(xiàn)了運行時間的明顯縮減。經(jīng)實驗測試可得,高速實現(xiàn)技術(shù)相比于傳統(tǒng)的串行算法對于數(shù)據(jù)量的大幅度增長不敏感,反而隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的增長,能顯示出更加優(yōu)異的加速性能。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN957.51
【圖文】：

可以看出，MSNR原則下的方向圖成功的對消了干擾

MSNR 原則下的仿真方向圖由圖 2.5 可以看出，MSNR 原則下的方向圖成功的對消了干擾。但波束的整體發(fā)生了嚴重的畸變，柵瓣效應(yīng)格外嚴重，甚至出現(xiàn)了和主瓣幾乎平行的旁瓣。

相消前信號和目標信號對比最初，相控陣雷達的輔助天線是單獨建造的低增益天線，如今更傾向于從眾多的平面陣基陣天線內(nèi)挑選適量的基陣天線作為輔助天線，余下的組成主天線。除此之外還可以用多個基陣天線共同組成一個子陣輔助通道�，F(xiàn)選取 20 20 個的基陣點等間距排列的正方形陣面作為主天線。橫縱方向的基陣天線間距相等，均為 0.5 倍波長在主陣面內(nèi)選取矩陣的 4 個頂點陣元作為輔助天線，現(xiàn)截取進行旁瓣相消后的方向圖不同角度緯度的剖面圖如下：

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