一种基于双通道的风廓线雷达信号和数据处理方法

摘要

本发明公开了一种基于双通道的风廓线雷达信号和数据处理方法，是基于信号处理器和数据终端实现的，其具体步骤为：第一步，信号处理器设置两组处理参数；第二步，信号处理器生成两组功率谱数据；第三步，数据终端分别进行两组功率谱数据的处理；第四步，数据终端进行处理结果选取。至此，实现了基于双通道的风廓线雷达信号和数据处理。本方法的优点在于不改变风廓线雷达系统输出数据速率、新增处理负荷较小、实现简单，可有效增强风廓线雷达对微弱信号的提取能力和估计精度。

主权项

一种基于双通道的风廓线雷达信号和数据处理方法，是基于信号处理器和数据终端实现的，其特征在于具体步骤为：第一步信号处理器设置两组处理参数对于自相关时间，对流层风廓线雷达分别选用0.15～0.225、0.3～0.45秒，边界层风廓线雷达分别选用0.05～0.075、0.1～0.15秒；自相关时间和波束驻留时间分别为：τ＝PRT×NCI×NFFT             (1)TBEAM＝PRT×NCI×NFFT×NSPC    (2)式中，τ为自相关时间，TBEAM为波束驻留时间，PRT为脉冲重复周期，NCI为相干积累数，NFFT为FFT点数，NSPC为谱平均数；确定波束驻留时间后，根据选用的两组自相关时间，保持脉冲重复周期、FFT点数不变，计算得到两组不同的处理参数；其中，第一组参数的相干积累数是第二组参数的二倍，谱平均数是第二组参数的二分之一；第二步信号处理器生成两组功率谱数据信号处理器对相同的回波信号，依据两组处理参数，依次分别进行相干积累、谱变换、谱平均处理，生成两组功率谱数据；两组功率谱数据具有不同的不模糊速度和速度分辨率，分别为：VMAX＝λ/(4×PRT×NCI)          (3)VMIN＝λ/(2×PRT×NCI×NFFT)    (4)式中，VMAX为不模糊速度，VMIN为速度分辨率，λ为雷达波长；第三步数据终端分别进行两组功率谱数据的处理数据终端对两组功率谱数据，使用相同的处理参数分别进行矩估计，得到回波功率、多普勒频移、速度谱宽和信噪比；公式为： Pr = Σ i = 1 k p i - - - ( 5 ) f d = Σ i = 1 k f i p i / Σ i = 1 k p i - - - ( 6 ) σ = Σ i = 1 k f i 2 p i / Σ i = 1 k p i - - - ( 7 ) SNR = 10 log ( Σ i = 1 h p i P n ) - - - ( 8 ) 式中，Pr为回波功率，fd为多普勒频移，σ速度谱宽，SNR为信噪比，Pn为噪声功率，pi为第i点功率值，fi为第i点多普勒频移值；第四步数据终端进行处理结果选取数据终端比较两组功率谱数据的处理结果，依据信噪比高者优先原则，选取高信噪比的风谱识别和估计结果；公式为：SNR1≥SNR2，Pr＝Pr1，fd＝fd1，σ＝σ1，SNR＝SNR1SNR1＜SNR2，Pr＝Pr2，fd＝fd2，σ＝σ2，SNR＝SNR2    (9)至此，实现了基于双通道的风廓线雷达信号和数据处理。