ADWR-X型天气雷达批处理模式地杂波抑制研究

摘要

本文以ADWR-X型雷达为背景，从目前试用情况看，该雷达在低仰角采取了连续警戒模式和低仰角多普勒模式相结合的方法，这样虽然可以有效的去除地物杂波污染，也可以解距离模糊。但是，这种方法必须在同一仰角做两次PPI(平面位置显示)扫描，探测占用时间较多。而影响飞行的风切变、湍流等灾害性天气现象存在的时间较短，要求我们能够及时探测并做出预报。如果能够在低仰角用批模式代替连续警戒模式和低仰角多普勒模式，那么就可以缩短探测时间，及时做出快速的预报。低仰角探测的数据的准确性对本场飞行密度大的保障显得更为重要，而要把批模式应用于低仰角必须要解决地物杂波滤波的问题。 现有的天气雷达还没有使用批处理模式做地物杂波滤波处理，本课题围绕研究批处理模式的IIR(无限脉冲响应)地物杂波滤波器并应用于该雷达，缩短低仰角探测所占用的时间，提高对地物杂波的抑制能力，从而提高雷达测量的基数据的准确性。重点研究了5阶椭圆IIR滤波器性能分析与比较、杂波图的设计与制作、低仰角批处理模式抑制地物杂波的信号处理，比较了在真实环境下批处理模式应用地物杂波滤波器的滤波效果优越于低仰角警戒模式和低仰角多普勒模式下的滤波效果，在以上的分析与研究的基础上对ADWR-X型雷达批模式地物杂波抑制技术进行了改进。针对ADWR-X型雷达提出了把5阶椭圆IIR滤波器应用于批模式地物杂波抑制滤波算法中，从批模式定时、5阶椭圆IIR滤波器的设计及特性分析、杂波图的设计与制作、滤波器的选择等方面进行研究，在低仰角使用批处理模式代替警戒模式和低仰角多普勒模式，实现了低仰角批处理模式抑制地物杂波的信号处理，通过实验对基本反射率、基本速度、体扫时间等效果进行了分析，达到了设计的预期效果。 实现了主要技术指标： 1)能进行低仰角批处理模式地物杂波滤波； 2)每个体扫节约2个cut的时间，约60秒； 3)滤波器对地物杂波的抑制能力达到30dB以上： 4)滤波器对天气回波的衰减小于6dB。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 引言

1.1地物杂波及其特点

1.1.1 总的特点

1.1.2地物杂波在反射率产品上的形态

1.1.3地物杂波在平均径向速度产品上的形态

1.1.4地物杂波在谱宽产品上的形态

1.2异常传播形式的地物杂波

1.2.1一般特征

1.2.2异常传播在反射率产品上的形态

1.2 3异常传播在平均径向速度产品上的形态

1.2.4异常传播在谱宽产品上的形态

1.3本文的主要贡献及结构安排

1.3.1本文的主要贡献

1.3.2本文的结构安排

第二章地物杂波抑制技术

2.1.地物杂波信号特征

2.1.1杂波信号与气象信号的对比

2.1.2杂波信号的处理

2.1.3槽口宽度

2.1.4残留杂波信号的产生

2.2地物杂波抑制技术

2.2.1 IIR滤波器

2.2.2 FIR滤波器

2.2.3回归滤波器

2.3地物杂波对雷达产品质量的影响和进行抑制的重要性

2.3.1 地物杂波对基数据的污染影响

2.3.2地物杂波对雷达产品的影响

第三章IIR滤波器抑制地物杂波性能分析

3.1 IIR高通滤波器的初始化性能比较

3.1.1 IIR滤波器的暂态响应

3.1.2 IIR滤波器的几种初始化方法

3.2不同阶数的IIR滤波器性能对比

3.3结论

第四章ADWR-X型雷达批模式地物杂波抑制研究

4.1 ADWR-X型雷达简介

4.2 ADWR-X型雷达工作模式

4.2.1 ADWR-X型雷达的工作模式

4.2.2各种信号处理模式特点

4.3.ADWR-X型雷达批模式地物杂波抑制的实施

4.3.1批处理模式的定时

4.3.2 5阶椭圆IIR滤波器的设计

4.3.3杂波图的设计

4.3.4滤波器的选择

4.3.5批处理模式抑制地物杂波的实现

4.3.6测试结果

第五章全文小结

致谢

参考文献