[發明專利]一種風廓線天氣雷達信號處理系統

在審

• 申請號: 202211040816.8
• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN115453461A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 吳曉燕;崔揚;李雅婷;歐陽毅
• 申請（專利權）人: 四創電子股份有限公司
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02;G01S13/95
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 申龍華

1.一種風廓線天氣雷達信號處理系統，其特征在于，包括數字中頻接收機、信號處理模塊以及終端顯控模塊；其中，數字中頻接收機、信號處理模塊以及終端顯控模塊之間通過電氣方式連接；

所述數字中頻接收機用于實時將接收到的風的信息轉化為IQ數據，并將IQ數據發送至信號處理模塊；

所述信號處理模塊用于對IQ信號實時完成信號分析、脈沖壓縮、加窗、時域積累、去直流、雜波抑制以及計算功率譜，獲得譜數據；所述信號處理模塊將譜數據實時發送至終端顯控模塊；

所述信號處理模塊包括信號接收單元、信號分析單元、脈沖壓縮單元、干擾抑制單元、信號分析脈壓后單元、時域積累單元、去直流單元、加窗單元、雜波圖單元、濾波單元、信號處理單元、信號存儲單元、信號回放單元和參數配置單元；

所述終端顯控模塊用于實時通過屏幕展示普數據所展現的氣象情況。

2.根據權利要求1所述的一種風廓線天氣雷達信號處理系統，其特征在于，信號處理模塊為每個單元創建一個線程或線程池；且每個線程或線程池均運行在不同的內核中。

3.根據權利要求1所述的一種風廓線天氣雷達信號處理系統，其特征在于，所述信號接收單元用于接收數字中頻接收機光纖接交換機通過網絡發送過來的IQ數據；

所述信號分析單元用于解析出運算所需配置參數和IQ數據；線程池中的數據分析完成后，將數據發送脈沖壓縮單元；

所述脈沖壓縮單元用于對接收信號進行二相8bit和16bit互補相位編碼處理；所述脈沖壓縮單元將壓縮后的數據發送至干擾抑制單元；

所述干擾抑制單元用于抑制系統離散突發干擾信號；所述干擾抑制單元將去除干擾信號的數據發送至信號分析脈壓后單元；

所述信號分析脈壓后單元將數據由按徑向處理點數*高度向庫數，對同一個徑向高度向數據運算轉置為將高度向庫數*徑向處理點數，即對每個庫M處理點數進行后續各模塊處理，并將轉置后的數據發送至時域積累單元；

所述時域積累單元用于對回波強度進行相干積累，以提高回波信噪比；所述時域積累單元將累加后的數據發送至去直流單元；

所述去直流單元是在風廓線雷達信號處理系統中，去除地物雜波中的直流分量以及雷達載波泄漏的影響；所述去直流單元將去除直流影響的數據發送至加窗單元；

所述加窗單元根據IQ頭指令加漢明窗、漢寧窗、布萊克曼窗，用以防止頻譜泄露；所述加窗單元將加窗后的數據發送至雜波圖單元；

雜波圖單元根據CMD算法識別雜波，建立動態雜波圖；所述雜波圖單元將標記后的信號發送至濾波單元；

所述濾波單元利用提升小波變換去地雜波是將回波的時域信號變換到小波域中，在小波域中將地雜波成分去除，再將信號重構即得到已濾除地雜波的有用信號；所述濾波單元將濾波后的信號發送至信號處理單元；

所述信號處理單元對濾波后的IQ信號進行FFT傅里葉變換計算功率譜；所述信號處理單元將進行傅里葉變換后的信號發送至終端顯控模塊進行顯示；

所述信號存儲單元通過網絡收到用戶發送消息指令，將收到的IQ數據存儲在信號處理器本地；

所述信號回放單元與終端顯控模塊連接，且當顯控終端顯示的功率譜數據未達到設定的要求時，用戶通過信號回放單元中對信號處理參數進行重新設置，信號回放單元利用新的信號處理參數對信號存儲單元中的IQ信號進行重新處理，并將重新處理后的屬于氣象信息的功率譜信號發送至終端顯控系統；信號處理參數為各單元進行信號處理時所需的參數；

所述參數配置模塊通過終端顯控模塊獲取整個信號處理系統計算所需參數，終端沒有設置的，通過缺省值進行計算，接收到終端指令參數后，刷新各參數，并將參數記錄到參數配置文件。

4.根據權利要求1所述的一種風廓線天氣雷達信號處理系統，其特征在于，所述信號接收單元通過接收數字中頻接收機光纖接交換機通過網絡發送過來的IQ數據,一個CPI一共有FFT點數FFT_Num乘相干積累點數Corr_Num乘非相干點數Spec_Num個，即FFT_Num*Corr_Num*Spec_Num個FR，將FFT_Num*Corr_Num個FR作為一次計算處理，即一個非相干譜進行一次計算，用以節約內存空間；在終端分系統進行非相干譜平均計算；將一個非相干譜計算數據存儲到緩存中，將一次計算的數據發送至信號分析單元進行分析以及信號存儲單元進行存儲。