多通道外辐射源雷达通道数量日益增长,信号处理流程日趋复杂,为外辐射源雷达信号系统的数据传输、存储、处理、分析等工作的实时性带来了极大的挑战。FPGA+GPU架构平台由于其具有低廉的成本与快捷灵活的开发方式,在国内外逐渐成为了雷达系统工程实现的研究热点。本文针对目前多通道阵列雷达信号处理回波数据量大、实时性处理实现困难的问题,开展了外辐射源雷达系统设计研究与信号处理算法GPU并行化的研究。具体研究内容如下:1.针对目前多通道外辐射源雷达系统数据吞吐量大的问题,设计了一种通用的异构式外辐射源雷达系统架构。使用了用户态高性能网络报文处理框架DPDK与基于共享内存的环形消息队列实现了多通道外辐射源雷达的数据传输与进程间数据传递,可进行八通道12M采样率16bit正交采样接收机的数据实时传输;还给出了一种根据外辐射源雷达信号处理流程进行模块化解耦的多线程流水线处理模式雷达信号处理进程设计,为后面的雷达信号实时并行处理奠定了基础。2.针对雷达基带数据在运算设备间拷贝占用计算时间的问题,研究了数据异步拷贝加速手段在雷达基带信号预处理中的应用,并给出了一种在GPU上进行多通道数据分解的方法。针对数字波束形成算法的原理进行了详细研究,提出了一种使用GPU中的张量核心进行数字波束形成计算的方法,并通过实际数据计算实验与多阵元数据仿真实验,验证了其相对于在CUDA核心上进行计算可以进一步提高计算速度。对参考信号的杂波抑制算法与监视信号扩展相消算法进行了研究,对并行加速的参考信号帧头置零方法、并行批处理最小二乘求解方法加速的杂波抑制算法进行了实现,在最后的实时计算实验中取得了各模块中最高的加速比,大大降低了外辐射源雷达杂波抑制模块的计算时间。研究了二维互相关使用多CUDA流进行加速的方法,实现了基于多CUDA流的二维互相关计算,使用归并手段实现了二维CFAR检测计算加速。3.设计了DTMB外辐射源雷达的计算实时性实验与无人机探测实验,对并行计算手段可以带来的加速性能进行了定量测试,验证了雷达系统在真实场景中的计算实时性与有效探测能力。