[發明專利]一種機載氣象雷達噪聲周期動態校準方法

有效

• 申請號: 201810876983.3
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN108828542B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 董宇航;孟子塬;管力
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司雷華電子技術研究所
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 王子溟

本發明提供了一種機載氣象雷達噪聲周期動態校準方法，屬于氣象雷達噪聲處理技術領域。所述方法步驟在雷達掃描換向開始時，關閉輻射開關；在雷達掃描換向結束時，開啟輻射開關；對在所述輻射開關關閉到開啟時間段內采樣的雷達功率數據，取平均值作為校準噪聲值；采用所述校準噪聲值對機載氣象雷達噪聲校準。采用該周期噪聲校準方法，不影響雷達正常工作的情況下，能夠準確的獲取氣象雷達當前環境的噪聲信息，依據噪聲校準結果準確的消除噪聲的影響，保證探測靈敏度的同時，降低虛警率。

技術領域

本發明屬于氣象雷達噪聲處理技術領域，具體涉及一種機載氣象雷達噪聲周期動態校準方法。

背景技術

在雷達探測領域中，氣象雷達回波數據通常會受到系統熱噪聲和外界環境噪聲的影響，熱噪聲主要為雷達自身有源器件產生的干擾，環境噪聲主要為除雷達外其他機載設備工作及外界大氣環境產生的干擾，此文將熱噪聲和環境噪聲統稱為噪聲。

噪聲會一定程度上影響雷達對目標的檢測，氣象雷達檢測門限(紅色、黃色、綠色強度等級)以目標回波功率參與反射率因子Z_e計算值量化設定為固定檢測門限，氣象雷達反射率因子Z_e計算如下所示：

P為雷達AD采樣的功率值；

Gs為雷達系統增益，單位：dB；

Pt為發射機峰值功率，單位：W；

C為光速，3×10⁸m/s；

τ為發射脈寬，單位：μs；

θ1、分別為方位、俯仰上的半功率波束寬度，單位：rad；

對于雷達所在的X波段，當溫度在0℃～20℃之間，粒子為水態時，|K|＝0.93；

λ為雷達工作波長；

ψ為充塞因子；

R為目標距離，單位：km；

G為天線最大增益，單位：dB；

L為雙程自由空間的衰減，L＝La*R，La為衰減因子(dB/nm)。

當雷達工作不輻射時，AD采樣的功率值即為噪聲功率值(反射率因子公式中的P)，當噪聲功率過高時，對應的反射率因子也會提高，當超出雷達檢測門限時就會產生大量的虛警，會誤導飛行員產生一系列的誤操作，影響飛行效率和飛行安全。

對于雷達系統，系統熱噪聲表示為

P＝K*B*T

(P為噪聲功率值，K為玻爾茲曼常數，B為帶寬，T為溫度)

對雷達接收機而言，帶寬一定時，噪聲功率值與系統溫度成正比。

由于噪聲來源的復雜性，目前對噪聲的影響無法通過計算進行量化，只能通過實時的系統采集來確定噪聲的功率值。

火控雷達或其他雷達并不關心具體的噪聲功率強度，一般只考慮信噪比，通過相參積累提高信噪比，來消除噪聲的影響。相參積累僅適用于小的點目標，而對于氣象雷達解析的大的氣象體目標，相參積累方法不適用。

傳統氣象雷達解決噪聲影響的方法主要是根據批次實驗室測量后形成表格，軟件將測試數據固化在程序后，通過固定查表模式去除噪聲的影響。這種方法的缺點是：

因為產品批次間的差異傳統方法針對每批次的產品都要進行試驗室熱噪聲測量，工作任務繁瑣。