机载雷达观测范围广,在检测或识别海上目标时,会收到大量的来自不同方向的较强的海杂波回波,影响雷达的检测精度。海杂波不同于地杂波,由于其具有波动性,因此需重点研究海杂波的时变及散射特性,建立精细的回波模型并有效模拟出海杂波的数据,可对杂波抑制算法及目标检测算法的优化、雷达系统设计、海洋环境监视提供有利依据。海杂波回波模型的精细程度越高,杂波模拟的数据量和运算量就越大,无法满足机载雷达海杂波模拟方法所需的实时性和准确性等要求。而随着GPU技术的发展,可将GPU的并行计算特性应用于雷达系统领域,提升仿真性能。针对以上问题,本文的研究内容如下:(1)在系统梳理海杂波建模仿真及CPU+GPU异构技术的基础上,针对传统的海杂波模型不准确和很难模拟出真实的杂波数据等问题,根据海杂波的时变和散射特性及雷达方程,建立了以线性调频信号为发射信号的基础下,机载多通道雷达海杂波时域及频域空时二维精细回波模型。接着对模型中所包含的平面相控阵天线模型,经典的Morchin、TSC及不同极化的双尺度平均后向散射系数模型进行具体推导及仿真分析。最后,从海浪及飞机运动的机理出发,详细推导出机载雷达海杂波的高斯功率谱模型,为海杂波时间相关特性的模拟提供理论支撑。(2)针对海杂波的模型给出具体的杂波仿真方法。首先给出不同适应性条件下的海杂波瞬时散射系数和杂波内部扰动的仿真方法,并通过仿真实验验证了方法的适用性。然后,设计了基于CPU的机载多通道雷达海杂波模拟总体方案,并给出具体的模拟步骤及流程。最后,对仿真出的海杂波数据进行处理并做特性分析,包括距离多普勒、空时二维谱、特征谱分布、通道间干涉及自适应处理的SCNR损失,并通过一级和三级海况的实验结果验证了建模仿真方法的有效性。(3)针对传统的海杂波模拟方法计算量大、模拟时间长难以满足新体制雷达系统实时性的问题,提出了CPU+GPU架构下的机载多通道雷达海杂波快速仿真方法。首先简要介绍了GPU的体系架构及CUDA编程基础。其次,对机载多通道雷达海杂波模拟算法进行并行性分析,给出内存分配及场景分块设计,并设计出基于CPU+GPU架构下的海杂波并行方案。然后,详细叙述了各个模块的编程思路及实现流程,并研制了基于CPU+GPU架构的机载多通道雷达海杂波快速仿真系统软件。最后,通过仿真实验对比分析基于CPU串行和基于CPU+GPU异构并行的两种平台下的模拟结果,并计算不同场景下的耗时及加速比,当距离单元为2400,脉冲数为300,通道数为4时,可达459倍的加速比,验证了海杂波快速仿真方法的可行性。