门限设置对雷达数据质量的影响研究

天气雷达信号处理过程中,回波信号经谱矩估计得到反映气象目标信息的平均回波功率、平均径向速度和速度谱宽等信息参数,但是处理得到的回波数据中不仅包含有用回波数据,而且保留有地物杂波、系统噪声和失真回波数据等干扰回波,它们严重影响雷达数据质量。但是干扰回波和降水回波是有很明显的信号特征差异的,比如信号强度和信号相干性,根据这些特征参数可以有效识别干扰回波数据,选取信号特征差异比较明显的参数进行研究,通过设置门限阈值,对谱矩估计得到的基数据进行质量控制。实际处理结果表明,通过联合使用多种门限参数能够有效识别和滤除各种干扰回波数据,天气雷达基数据质量得到明显改善。     

基于多延迟相关参数的信号处理算法

针对传统天气雷达信号处理算法受平均噪声功率影响的问题,提出采用多阶延迟自相关参数计算天气雷达回波数据。由于一阶、二阶、三阶延迟自相关参数不受雷达噪声影响,因此采用多阶延迟自相关参数算法可以避免由于平均噪声功率不合适对回波数据质量造成的影响,而且可以省去计算平均噪声功率这项复杂工作。分别采用传统信号处理算法、Lag1&2算法、Lag1&3算法对实测I/Q数据进行处理,输出数据结果表明:在信噪比小于5dB回波区域,Lag1&2算法、Lag1&3算法输出的谱宽数据质量明显得到改善;在信噪比大于10dB回波区域,3种信号处理算法输出谱宽数据相差不大。     

天气雷达降水回波信号特征研究

引入偏斜度、峰度、均方差等三个信号特征参数,对天气雷达获取的大量降水回波信号的多普勒频谱进行分析。初步研究结果显示:降水回波信号的多普勒频谱分布与回波谱宽大小有关,当回波速度谱宽大于3. 5 m/ s 时,降水回波信号多普勒频谱与高斯谱偏差较大;当回波速度谱宽小于3. 5 m/ s 时,降水回波信号多普勒频谱与高斯谱非常接近。