Parallel Computing Models with MATLAB for Radar Digital Twins using Multiple CUDA GPUs

Рассмотрены вопросы создания параллельных вычислительных моделей различных элементов радиолокационных систем (РЛС) в MATLAB, рассчитываемых на множестве графических ускорителей NVIDIA (CUDAGPU), и предназначенных для использования в составе цифровых двойников РЛС. Кратко описаны принципы построения цифровых двойников РЛС. Рассмотрен ряд решённых авторами вычислительных задач и соответствующих вычислительных моделей в MATLAB, которые могут быть использованы при создании цифровых двойников РЛС: - расчёт диаграмм направленности (ДН) антенных решёток; - расчёт многолучевых передающих ДН MultipleInputMultipleOutput (MIMO) антенных решёток; - расчёт функции неопределённости (ФН) зондирующего радиосигнала; - расчёт цифровой радиоголограммы (ЦРГ) отражённого радиосигнала; - синтез радиолокационного изображения (РЛИ) в однопозиционном картографическом радиолокаторе с синтезированной апертурой антенны (РСА); - синтез РЛИ при покадровой съёмке длинной полосы; - синтез РЛИ в режиме автофокусировки; - синтез РЛИ в режиме селекции движущихся целей (СДЦ); - обнаружение движущихся целей при помощи алгоритма с постоянным уровнем ложных тревог (ConstantFalseAlarmRate - CFAR); - синтез РЛИ в моностатическом MIMO-РСА. Представлены пути деления перечисленных вычислительных задач по GPU. Показан выигрыш во времени вычисления при использовании множества GPU в сравнении с вычислениями на одном GPU и на центральном процессоре (CPU).