[發(fā)明專利]一種天氣雷達(dá)的頻域地物抑制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710478968.9
• 申請(qǐng)日: 2017-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN107422308B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金哲媛;崔揚(yáng);楊琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽四創(chuàng)電子股份有限公司
• 主分類號(hào): G01S7/02
• 分類號(hào): G01S7/02;G01S13/95
• 代理公司: 合肥和瑞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本發(fā)明屬于天氣雷達(dá)信號(hào)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種天氣雷達(dá)的頻域地物抑制方法。本發(fā)明通過雜波功率、信號(hào)功率求出CSR值，通過計(jì)算CSR值來(lái)選擇所加窗型，窗型選擇采用高、低閾值判斷方式來(lái)抑制地物雜波的頻譜泄露。本發(fā)明能夠極大的減少由于單閾值在臨界處過于敏感，導(dǎo)致鄰近的兩個(gè)庫(kù)因在閾值臨界的兩側(cè)而選擇完全不同的窗型的情況。本發(fā)明能夠?qū)︻l譜泄露做有效控制，能夠更好地抑制地物雜波的頻譜泄露，有效濾除地物剩余，從而提高雷達(dá)的數(shù)據(jù)質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于天氣雷達(dá)信號(hào)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種天氣雷達(dá)的頻域地物抑制方法。

背景技術(shù)

天氣雷達(dá)可有效監(jiān)測(cè)天氣系統(tǒng)的發(fā)生和變化，是預(yù)報(bào)災(zāi)害性天氣的強(qiáng)有力的方法之一。地物雜波會(huì)污染氣象目標(biāo)的回波數(shù)據(jù)，甚至掩蓋雷達(dá)的探測(cè)的天氣信號(hào)信息，它是由雷達(dá)站的周圍的地物或者建筑等產(chǎn)生的回波。

當(dāng)前主流的地物濾波器有自適應(yīng)譜濾波器和橢圓濾波器，它們是基于雷達(dá)相參積累周期內(nèi)的數(shù)據(jù)計(jì)算的，但由信號(hào)處理理論可知，有限的采樣點(diǎn)數(shù)會(huì)造成頻譜的泄露，頻譜泄露會(huì)污染其他頻點(diǎn)的數(shù)據(jù)，甚至當(dāng)主瓣能量很強(qiáng)時(shí)，這種污染會(huì)蔓延到整個(gè)頻譜中。然而，目前并沒有對(duì)頻譜泄露做有效控制的方法，導(dǎo)致即使經(jīng)過地物濾波的數(shù)據(jù)仍然有較強(qiáng)的雜波信號(hào)殘留。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種天氣雷達(dá)的頻域地物抑制方法，本方法能夠?qū)︻l譜泄露做有效控制，從而抑制地物雜波的頻譜泄露，有效濾除地物剩余。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)措施：

一種天氣雷達(dá)的頻域地物抑制方法包括以下步驟：

S1、通過FFT變換計(jì)算相參積累重復(fù)周期內(nèi)的某個(gè)距離庫(kù)的功率譜，以所述功率譜的零頻分量為起始，分別向功率譜的兩邊即正負(fù)頻道尋找功率值開始上升的譜線，以找到的功率值開始上升的譜線為分界，分界內(nèi)的譜線且不包括分界為雜波區(qū)間，將雜波區(qū)間內(nèi)的譜線的功率值相加求和，并對(duì)所述譜線的功率值之和求平均得到雜波功率C；

S2、去除功率譜的雜波區(qū)間內(nèi)的譜線，線性插值所述雜波區(qū)間，得到新的功率譜，根據(jù)公式其中，N表示相參積累重復(fù)周期內(nèi)采集到的點(diǎn)數(shù)，P_N(k)表示N點(diǎn)的功率譜結(jié)果，k的取值范圍為0,1,2...N-1，計(jì)算新的功率譜的功率值得到信號(hào)功率S；

S3、判斷當(dāng)前距離庫(kù)是否已經(jīng)完成窗型的選擇，若是，則當(dāng)前距離庫(kù)的數(shù)據(jù)處理完畢；否則，根據(jù)雜信比公式得到CSR值，其中，C表示雜波功率，S表示信號(hào)功率，窗型選擇模塊根據(jù)CSR值自適應(yīng)地選擇與CSR值相對(duì)應(yīng)的窗型；

S4、選擇窗型后，對(duì)相參積累重復(fù)周期內(nèi)的時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行加窗，重復(fù)步驟S1～S3操作。

優(yōu)選的，所述窗型選擇模塊根據(jù)CSR值自適應(yīng)地選擇與CSR值相對(duì)應(yīng)的窗型的具體操作步驟包括：

S31、判斷當(dāng)前距離庫(kù)是否是第一個(gè)距離庫(kù)，若是第一個(gè)距離庫(kù)，則轉(zhuǎn)入步驟S36操作，若否，則轉(zhuǎn)入步驟S32操作；

S32、判斷當(dāng)前距離庫(kù)的前一個(gè)距離庫(kù)所加窗型是否為矩形窗，若是矩形窗，則判斷CSR值是否小于等于5dB，若小于等于5dB，則當(dāng)前距離庫(kù)選擇加矩形窗，該距離庫(kù)窗型選擇完畢；若大于5dB，則轉(zhuǎn)入步驟S36操作；若不是矩形窗，則轉(zhuǎn)入步驟S33操作；

S33、判斷前一個(gè)距離庫(kù)所加窗型是否為hannning窗，若是hannning窗，則判斷CSR值是否大于-30dB且小于等于15dB，若大于-30dB且小于等于15dB，則當(dāng)前距離庫(kù)選擇加hannning窗，該距離庫(kù)窗型選擇完畢；若小于等于-30dB或大于15dB，則轉(zhuǎn)入步驟S36操作；若不是hannning窗，則轉(zhuǎn)入步驟S34操作；