[發明專利]基于兩維聯合插值的氣象雷達風電場雜波抑制方法

有效

• 申請號: 201910378957.2
• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN110174650B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 沈明威;姚旭;王曉冬;吉雨;萬曉玉
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36;G01S13/95
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 劉莎

1.基于兩維聯合插值的氣象雷達風電場雜波抑制方法，其特征在于，該方法的具體步驟如下：

步驟1，對同時包含風力渦輪機雜波WTC和氣象信號的距離單元置零，以該距離單元為中心，兩端各選取2個相鄰距離單元，通過相干積累提高信噪比；

步驟2，對雷達掃描回波信號進行預處理，構建雷達插值初始矩陣；

步驟3，分別計算距離域一維插值氣象信號估計值和多普勒域一維插值氣象信號估計值；

步驟4，根據最小二乘法計算出的兩維權系數，進行兩維聯合插值，得到兩維聯合插值氣象信號估計值；

步驟5，輸出抑制WTC后的信號。

2.根據如權利要求1所述的基于兩維聯合插值的氣象雷達風電場雜波抑制方法，其特征在于，步驟1具體為：

對同時包含WTC和氣象信號的第a個距離單元置零，對第a±i個距離單元進行相干積累，通過快速傅立葉變換實現：

式中，i＝1,2，x_a±i(n)、分別為第a±i個距離單元雷達當前掃描與前一次掃描回波信號，X_a±i(k)、分別為x_a±i(n)、經過傅立葉變換后的結果，K為脈沖數。

3.根據如權利要求2所述的基于兩維聯合插值的氣象雷達風電場雜波抑制方法，其特征在于，步驟2具體為：

對第a±i個距離單元雷達當前掃描回波信號進行頻譜分析，分別估計出其氣象信號頻譜峰值對應的多普勒單元；

設各單元氣象信號頻譜峰值所在的最小多普勒單元序號為m_min、最大多普勒單元序號為m_max，選取雷達兩次掃描回波的第m_min-10～m_max+10個多普勒單元為插值樣本，將其他多普勒單元置零，以該結果針對對應的X_a±i(k)、進行更新，并構建雷達插值初始矩陣Z、Z₀：

4.根據如權利要求3所述的基于兩維聯合插值的氣象雷達風電場雜波抑制方法，其特征在于，多普勒峰值有如下兩種特殊情況：

(1)多普勒峰值出現在零頻附近，此時m_min-10＜0，則取第1～m_min、m_max～m_max+10、K-10+m_min～K個多普勒單元為插值樣本；

(2)多普勒峰值出現在脈沖重復頻率附近，此時m_max+10＞K，則取第1～10-K+m_max、m_min-10～m_min、m_max～K個多普勒單元為插值樣本。

5.根據如權利要求3所述的基于兩維聯合插值的氣象雷達風電場雜波抑制方法，其特征在于，步驟3中距離域一維插值氣象信號估計值為：

式中，為第a個距離單元的的第k個多普勒單元距離域一維插值氣象信號估計值，α_a±i(k)為第a±i個距離單元在第k個多普勒單元的權重因素，徑向基函數R_a為第a個距離單元的距離，R_a±i為第a±i個距離單元的距離，b為可調參數，||·||表示范數，

6.根據如權利要求5所述的基于兩維聯合插值的氣象雷達風電場雜波抑制方法，其特征在于，步驟3中多普勒域一維插值氣象信號估計值為：

式中，為第a個距離單元的的第k個多普勒單元多普勒域一維插值氣象信號估計值，N為被選中距離單元的總數，雷達當前掃描回波信號與前一次掃描回波信號的互相關矩陣

7.根據如權利要求6所述的基于兩維聯合插值的氣象雷達風電場雜波抑制方法，其特征在于，步驟4中兩維聯合插值氣象信號估計值為：

式中，為第a個距離單元的第k個多普勒單元兩維聯合插值氣象信號估計值，

8.根據如權利要求7所述的基于兩維聯合插值的氣象雷達風電場雜波抑制方法，其特征在于，步驟5中輸出的抑制WTC后信號為：

式中，為第a個距離單元的第n個脈沖抑制WTC后的氣象信號高精度估計值。