基于OpenCL的雷达信号自适应恒虚警率检测优化方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115951323A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202310080074.X(22)申请日2023.02.03(71)申请人西安工程大学地址710048陕西省西安市碑林区金花南路19号(72)发明人张晓滨火静斌(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214专利代理师燕肇琪(51)Int.Cl.G01S7/41(2006.01)权利要求书4页说明书11页附图3页(54)发明名称基于OpenCL的雷达信号自适应恒虚警率检测优化方法(57)摘要本发明公开的基于OpenCL的雷达信号自适应恒虚警率检测优化方法，步骤包括：步骤1，构建雷达回波信号；步骤2，数据预处理，填充序列；步骤3，使用步骤2构建的数据传输到设备端，进行平方率检波；步骤4，进行优化后的自适应恒虚警率检测，设计内核函数分别处理变化因子和MR统计量；步骤5，将恒虚警检测矩阵拷贝到CPU端并输出，即完成优化。本发明的方法，通过结合OpenCL异构模型实现了基于GPU的雷达信号恒虚警率检测，能够有效地减少处理数据的时间，提高系统的性能，有效地促进了软件化雷达的发展和后续国产GPU生态的发展。CN115951323ACN115951323A权利要求书1/4页1.基于OpenCL的雷达信号自适应恒虚警率检测优化方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、构建雷达回波信号，得到雷达回波仿真信号数据R；步骤2、对步骤1得到的雷达回波仿真信号数据R预处理、填充序列，得到处理后的雷达回波信号数据M2；步骤3、将步骤2得到的雷达回波信号数据M2传输到设备端，进行平方率检波，得到二维矩阵S2；步骤4、使用步骤3得到的二维矩阵S2作为输入，进行优化后的自适应恒虚警率检测，得到目标信号检测数据T；步骤5、将步骤4得到的目标信号检测数据T拷贝到CPU端并输出，完成变化指数恒虚警率检测处理流程。2.根据权利要求1所述的基于OpenCL的雷达信号自适应恒虚警率检测优化方法，其特征在于，所述步骤1具体为：步骤1.1、线性调频参数配置；设置采样频率为fs，雷达发射脉冲重复周期为PRT，则单个脉冲周期的采样点数为fs*PRT，再通过设置脉冲数量为n，则总的采样点数fs*PRT*n，模拟目标个数为targetNumber，并且给每个目标分配不同的目标功率；步骤1.2、信号选择；选择线性调频信号，具体表达式为：其中，f0表示信号的载波频率，T为脉冲宽度，t是时间变量，s(t)为线性调频信号，j表示虚数单位，e为欧拉数，μ为线性调频信号的调频斜率，式(1)线性调频信号的复包络u(t)则为：其中μ＝B/T称为线性调频信号的调频斜率，B是调频带宽，T为脉冲宽度；对复包络信号形式u(t)进行傅里叶变换(FFT)得到线性调频信号频谱的表达式，用U(f)表示：步骤1.3、简化线性调频信号频谱计算方式；按照菲涅尔积分的性质，当脉冲压缩比值(B*T)远大于1时，式(3)中线性调频信号频谱的表达式可以简化为：根据线性调频信号频谱计算方式分别模拟产生多个目标的回波数据，且模拟产生系统噪声信号，最终得到雷达回波仿真信号数据R。3.根据权利要求2所述的基于OpenCL的雷达信号自适应恒虚警率检测优化方法，其特2CN115951323A权利要求书2/4页征在于，所述的步骤2的具体过程是：步骤2.1、将雷达回波仿真信号数据R依次进行脉冲压缩、动目标检测和动目标显示的预处理，得到数据M1；步骤2.2、采用边界方式对步骤2.1得到的数据M1进行填充，得到填充后的雷达回波信号数据M2。4.根据权利要求3所述的基于OpenCL的雷达信号自适应恒虚警率检测优化方法，其特征在于，所述的步骤2.1的具体过程是：步骤2.1.1、对输入雷达回波仿真信号数据R进行一维傅里叶变换处理，得到频域数据S1，同时对匹配滤波器系数进行傅里叶变换处理，得到频域滤波系数C1；步骤2.1.2、对频域数据S1和频域滤波系数C1进行复数点乘，然后进行傅里叶逆变换得到频域脉冲压缩的结果R1；步骤2.1.3、采用动目标显示(MTI)处理对R1进行双延迟线对消滤波得到二维回波数据M，输出信号y(t)表示为：y(t)＝x(t)‑2x(t‑1)+x(t‑2)(5)；其中x(t)为经过脉冲压缩后的结果R1；步骤2.1.4、通过步骤2.1.3后，会减少两个脉冲，采用补零的方式填充到原来的脉冲数，然后采用傅里叶变换处理来实现动目标检测MTD滤波，对于动目标显示MTI处理后的二维回波数据M，在每个距离单元上进行傅里叶变换处理运算，得到一个相干处理时间内若干个脉冲相干积累后的结果M1。5.根据权利要求3所述的基于OpenCL的雷达信号自适应恒虚警率检测优化方法，其特征在于，所述步骤2.2具体为：在原距离维