基于两种方法的天气雷达谱宽估算质量比较与改进

摘要

采用FFT算法和PPP算法,对南京S波段双线偏振全相参脉冲多普勒天气雷达一次实测回波时域I/Q信号进行谱宽估计,并对谱宽估计值及其偏差与信噪比的关系进行了分析.结果发现:1)相对高信噪比数据,低信噪比回波的谱宽估计偏差更大,且随信噪比降低偏差呈指数增长.相对FFT算法,PPP算法的谱宽估计偏差更大,且随信噪比降低偏差增长速度更快.2)为提高谱宽估计精度必须要尽量消除噪声(主要是低信噪比回波信号)造成的影响,分别对FFT算法和PPP算法提出了改进方案,两种算法的谱宽估计质量都有了较大提升,尤其是低信噪比回波数据.修正后FFT算法处理得到的谱宽数据与RVP8偏差更小,而修正后PPP算法处理得到的谱宽数据偏差较大且比较离散,这表明FFT算法的估计精度更高,但实际处理过程中PPP算法的处理速度更快,两种谱矩估计算法各有优劣.