[發明專利]一種全數字陣列相控陣天氣雷達的強度定標方法

有效

• 申請號: 201410647392.0
• 申請日: 2014-11-15
• 公開（公告）號: CN104360329A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 汪旭東;卞真穩;劉琦
• 申請（專利權）人: 安徽四創電子股份有限公司
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01S13/95
• 代理公司: 合肥金安專利事務所 34114
• 代理人: 吳娜

1.一種全數字陣列相控陣天氣雷達的強度定標方法，其特征在于，該方法包括下列順序的步驟：

（1）雷達監控終端控制校正分機發出模目信號，模目信號經校正網絡、數字陣列模塊到信號處理機處理后發送至產品終端，產品終端計算實際脈壓得益G_p；

（2）雷達監控終端控制校正分機發出多個回波功率值固定且依次逐步衰減的線性調頻模目信號，經校正網絡、數字陣列模塊到信號處理機處理后分別生成回波信號強度值和譜處理信號強度值經網絡發送至產品終端，產品終端將各個回波功率值及其相對應的信號強度值、譜處理信號強度值記錄為強度定標測試記錄表，并通過最小二乘法將該表擬合生成強度曲線y_DVIP和譜處理強度曲線y_FFT；

（3）在雷達正常工作時，雷達天線接收回波信號，經饋線網絡送給數字陣列模塊轉化為數字I/Q數據后，送信號處理機處理，生成回波信號強度值、譜處理信號強度值至產品終端，產品終端根據生成回波信號強度值和強度曲線y_DVIP反算出回波功率P_r,產品終端根據譜處理信號強度值、譜處理強度曲線y_FFT反算出回波功率P_r；

（4）將得到的回波功率P_r的值代入改進的雷達氣象方程中，得出雷達反射率因子dBZ的值。

2.根據權利要求1所述的全數字陣列相控陣天氣雷達的強度定標方法，其特征在于：所述實際脈壓得益G_p的計算公式為：G_p=S_nb-S_nf，其中，S_nf?為脈壓前信噪比，即數字I/Q信號經信號處理機脈沖壓縮前的信噪比；S_nb為脈壓后信噪比，即數字I/Q信號經信號處理機脈沖壓縮后且經FFT變換前、IIR濾波前的信噪比。

3.根據權利要求1所述的全數字陣列相控陣天氣雷達的強度定標方法，其特征在于：所述強度曲線y_DVIP的線性關系式為：y_DVIP?=?a₁*???????????????????????????????????????????????+?b₁，所述譜處理強度曲線y_FFT的線性關系式為：y_FFT=a₂*+?b₂；依據最小二乘法確定上述兩個線性關系式的系數a₁、b₁、a₂和b₂，求解公式為：

其中，x_i代表輸入強度定標測試記錄表中的多個回波功率值，y_i代表與輸入的多個回波功率值對應的實測強度值，n為回波功率值的個數。

4.根據權利要求1所述的全數字陣列相控陣天氣雷達的強度定標方法，其特征在于：所述改進的雷達氣象方程為：

式中，λ為雷達工作波長，為垂直波束寬度相掃修正，P_t為發射機輸出峰值功率，為發射脈沖寬度，為水平波束寬度，為法線方向垂直波束寬度，G_p為實際脈壓得益，為發射天線增益，為接收天線增益，L_∑為系統損耗，R?為雷達到目標的距離，L_at為雙程大氣損耗。

5.根據權利要求1所述的全數字陣列相控陣天氣雷達的強度定標方法，其特征在于：所述雷達監控終端控制校正分機內的數控衰減器發出至少兩個回波功率值固定且依次逐步衰減的線性調頻模目信號。