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在天气雷达信号处理器中用IQ信号消减地物杂波

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气象科技 2015年第4期43卷 569-575页

作者：陈艳李柏何建新孙召平王旭成都信息工程学院电子工程学院成都610225 中国气象局气象探测中心北京100081 北京敏视达雷达有限公司北京100081

地物杂波的检测和处理对雷达数据质量有重要的影响。常规的地物杂波检测依赖于晴空条件下的杂波图,人工判别,后来采用GAMP滤波器进行全程自适应滤波处理,该法在对地物抑制的同时对天气信号的损失较大,现探究比较多的方案是先自动识别地... 详细信息

地物杂波的检测和处理对雷达数据质量有重要的影响。常规的地物杂波检测依赖于晴空条件下的杂波图,人工判别,后来采用GAMP滤波器进行全程自适应滤波处理,该法在对地物抑制的同时对天气信号的损失较大,现探究比较多的方案是先自动识别地物,后结合滤波器对地物进行处理,在抑制地物的同时减少对天气信号的损耗。该算法基于IQ信号,利用已在C波段天气雷达中进行实验的SCI算法的4个判别因子,引入模糊逻辑理论,重新设计算法识别流程,并应用于我国S波段天气雷达中。通过实例对比杂波消减决策(CMD)算法对同一天气过程的识别与抑制的结果,发现该算法对气象回波的误判率低于CMD算法,对地物的识别率与CMD算法相当。

关键词：信号处理器 IQ信号地物杂波

区域膨胀法在剔除Doppler雷达径向速度中地物杂波的应用

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气象科技 2004年第1期32卷 63-64页

作者：崔哲虎程明虎中国气象科学研究院北京100081

由于地物杂波不可避免地出现在雷达回波资料中,因此剔除地物杂波对于提高雷达观测资料质量的控制,充分发挥其在实际业务中的作用及其潜力具有重要意义.

关键词：区域膨胀法 Doppler雷达径向速度地物杂波雷达回波

基于X波段测雨量雷达的地物杂波抑制技术研究

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基于X波段测雨量雷达的地物杂波抑制技术研究

作者：李明勇西安电子科技大学

学位级别：硕士

X波段天气雷达由于体积小、可移动性高等优点,越来越多的应用于降水信息探测中。但是X波段天气雷达在的气象回波受到地物杂波的影响较大,得出的降水信息与真实降水信息有较大误差。传统的地物杂波滤除方法,在滤除地物杂波的同时也会滤... 详细信息

X波段天气雷达由于体积小、可移动性高等优点,越来越多的应用于降水信息探测中。但是X波段天气雷达在的气象回波受到地物杂波的影响较大,得出的降水信息与真实降水信息有较大误差。传统的地物杂波滤除方法,在滤除地物杂波的同时也会滤除部分气象信号。本文以减小地物杂波对气象回波的干扰为出发点,从雷达回波的模拟,地物杂波的识别和滤除等展开研究,论文主要工作包括:1.研究了用于模拟气象目标的参数化模型:根据降雨的空间分布特征,对空间降雨率进行了模拟,然后结合降雨率和反射率因子的关系、气象雷达方程、以及大气和降雨粒子对于电磁波的衰减,完成了对于呈一定空间分布形态的降雨目标回波功率的参数模拟。对于降雨目标的速度模拟,则是在分析气象回波的时域和频域特性的基础上,利用对于气象回波的频谱模拟技术,完成了对于降雨目标径向速度的参数模拟,将这两个参数作为模拟气象回波时的输入,可以完成对于空间降雨目标的模拟。2.研究了基于X波段雷达地地物杂波抑制技术:根据地物杂波的速度基本接近零速、速度谱宽较窄和能量峰值较高等特性,结合模糊逻辑技术,利用杂波消减判决算法(CMD)和频谱杂波识别算法(SCI)对X波段雷达回波地物杂波进行识别。并对CMD算法进行改进,通过仿真实验表明,改进后的CMD算法其性能优于原始CMD算法。在地物杂波地滤除研究中:针对地物杂波和气象回波不同重叠情况,分析了基于动态目标显示和基于自适应高斯算法的地物杂波滤除方案,并且将滤除效果较好的自适应高斯算法和地物杂波识别算法进行结合,研究了以地物杂波识别结果指导地物杂波滤除的抑制方法。通过仿真实验表明,该方法在抑制地物杂波的同时,能有效减小地物杂波滤除中所带来的误差。3.信号处理系统的设计与实现:根据X波段雷达的系统需求,以Xilinx公司的ZYNQ＿7Z100芯片作为核心处理器件,设计了数字信号处理系统。此系统相对于传统数字信号处理系统,可以通过参数配置调整所产生的中频信号和接收信号处理方案,能灵活适应不同情况下的需要。

关键词： X波段天气雷达回波质量气象回波地物杂波数字信号处理系统

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多普勒天气雷达地物杂波时域和频域抑制研究

多普勒天气雷达地物杂波时域和频域抑制研究

作者：刘艳成都信息工程学院

学位级别：硕士

多普勒天气雷达的基数据经常会被地物杂波所污染,这对基数据估计(R、V、W)的准确性影响很大。由于多普勒天气雷达的全部产品和算法是建立在基数据基础上的,如果地物杂波没有被有效抑制,既会影响基本产品,又会影响导出产品。因此,抑制地... 详细信息

多普勒天气雷达的基数据经常会被地物杂波所污染,这对基数据估计(R、V、W)的准确性影响很大。由于多普勒天气雷达的全部产品和算法是建立在基数据基础上的,如果地物杂波没有被有效抑制,既会影响基本产品,又会影响导出产品。因此,抑制地物杂波是所有多普勒天气雷达获取高质量数据产品的必要步骤。本文首先介绍了地物杂波抑制的研究背景与研究意义,分析了多普勒天气雷达地物杂波及天气回波信号的特征,仿真了多普勒天气雷达回波信号(包含地物、天气及地物与天气同时存在情况),并将仿真信号应用于时域与频域地物杂波抑制的研究中。然后,本文探讨了时域滤波。给出了时域滤波的基本原理以及通常采用的IIR椭圆地物杂波滤波器的设计方法。重点研究了回归滤波器这一时域滤波算法。从正交多项式的拟合出发,给出了回归滤波器抑制地物杂波的基本原理及其滤波实现过程。通过对回归滤波器的计算复杂度的研究,寻找使回归滤波器计算量最小的正交多项式。分析了回归滤波器频率响应特性,比较了回归滤波器与IIR椭圆地物杂波滤波器的计算复杂度。利用仿真的雷达信号,分析了回归滤波器的地物杂波抑制性能。回归滤波器实际上是一高通滤波器,它在滤掉低频地物杂波的同时,对落在滤波器阻带内的天气回波信号同样会造成衰减。在天气回波信号谱宽固定的情况下,通过改变天气回波信号的平均多普勒频率,分析了回归滤波器对它的衰减情况。在基于一组实际采集的雷达信号的基础上,给出了回归滤波器的地物杂波抑制比随着滤波器阶数的变化情况。接着,本文探讨了频域滤波。给出了频域滤波的基本原理,重点研究了自适应高斯频域滤波器这一频域滤波算法。介绍了自适应高斯频域滤波器的特点及其抑制地物杂波的应用前提。基于仿真的多普勒天气雷达信号,描述了自适应高斯频域滤波器的滤波过程。针对实际采集的雷达回波信号,分析了自适应高斯频域滤波器的地物杂波抑制性能。最后,本文对地物杂波时域与频域的抑制性能进行了分析与比较。在三种滤波算法中,自适应高斯频域滤波器的地物杂波抑制性能最高,回归滤波器的地物杂波抑制性能次之,IIR椭圆滤波器的地物杂波抑制性能最低。但由于离散傅立叶变换的使用,动态噪声的测量以及为了选择最优窗而进行的重复计算,这些操作使得自适应高斯频域滤波器需要的计算量比回归滤波器和IIR椭圆滤波器这两种时域滤波算法需要的计算量大得多。时域滤波具有计算量小、能够实时实现等优点,在资源和处理速度受限制的情况下,大多会采用时域滤波。

关键词：地物杂波多普勒天气雷达回归滤波器自适应高斯频域滤波器

地物杂波区内不同速度方差降雨回波信号损失比计算与分析

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成都信息工程学院学报 1989年第2期11卷 71-77页

作者：阎邦华成都气象学院大气探测系

本文对地物杂波区内不同速度方差的降雨回波信号经非相干MTI对消系统(地物杂波抑制器)输出后的交流功率变化(降雨回波损失比),作了详尽的理论计算和分析,提出了对该降雨回波信号的损失进行相应的补偿即能获取误差较小的地物杂波区内降... 详细信息

本文对地物杂波区内不同速度方差的降雨回波信号经非相干MTI对消系统(地物杂波抑制器)输出后的交流功率变化(降雨回波损失比),作了详尽的理论计算和分析,提出了对该降雨回波信号的损失进行相应的补偿即能获取误差较小的地物杂波区内降雨回波信息的观点。使有效抑制地物杂波的非相干MTI技术应用更加广泛,有助于最终实现地物杂波区内降雨回波定量化。

关键词：气象雷达地物杂波降雨回波计算机应用

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地物杂波对雷达寻的导弹脱靶量的影响

贵州航天 1991年第4期 1-8页

作者： Miwa,S. 谭孝春

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气象雷达回波图中区域地物杂波检测算法

软件导刊 2022年第9期21卷 146-151页

作者：季钰林傅俊杰刘家威刘人铨周孝宗成都信息工程大学通信与信息工程学院四川成都610200

针对多普勒气象雷达回波图中的地物杂波只能通过肉眼识别且效率低下的问题,提出一种结合卷积神经网络模型与区域重叠灰度共生矩阵的算法,以实现对雷达回波图中特定杂波区域的高效识别。首先设计一个卷积神经网络模型,利用数据集对卷积... 详细信息

针对多普勒气象雷达回波图中的地物杂波只能通过肉眼识别且效率低下的问题,提出一种结合卷积神经网络模型与区域重叠灰度共生矩阵的算法,以实现对雷达回波图中特定杂波区域的高效识别。首先设计一个卷积神经网络模型,利用数据集对卷积神经网络进行训练,从而对雷达回波图的俯仰角进行识别;然后利用区域重叠灰度共生矩阵算法对低仰角的气象雷达回波图进行特征提取,检测出存在地物杂波的具体区域;最后得出地物杂波所在具体区域的坐标。经过大量实验,结果表明,该算法可对气象雷达回波图中的地物杂波进行有效识别。

关键词：气象雷达回波图卷积神经网络模型区域重叠灰度共生矩阵算法地物杂波

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基于模糊逻辑的双偏振天气雷达地物杂波识别算法

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成都信息工程大学学报 2022年第2期37卷 159-164页

作者：杜捷王海江孙召平成都信息工程大学电子工程学院四川成都610225 北京敏视达雷达有限公司北京100094

多普勒天气雷达探测到的雷达回波通常受到某些非气象因素的干扰,影响雷达资料的量化应用,故在雷达数据应用之前,应对其进行质量控制,地物杂波的识别与剔除是质量控制的关键内容之一。利用降水粒子与地物的相态差异,在模糊逻辑算法基础上... 详细信息

多普勒天气雷达探测到的雷达回波通常受到某些非气象因素的干扰,影响雷达资料的量化应用,故在雷达数据应用之前,应对其进行质量控制,地物杂波的识别与剔除是质量控制的关键内容之一。利用降水粒子与地物的相态差异,在模糊逻辑算法基础上,引入差分反射率因子垂直纹理参数进行地物杂波剔除。首先,根据雷达资料相关特征参数的概率分布情况,建立对应的梯形隶属函数;其次,选取合适的阈值,利用单参数法和改进的模糊逻辑法对双偏振天气雷达数据中的地杂波进行识别和剔除;最后,通过对比分析单参数剔除地物杂波方法与本文方法对地物杂波剔除的效果可得出结论,该偏振参量的引入能够有效地识别并剔除地物杂波。

关键词：双偏振天气雷达质量控制偏振参量地物杂波模糊逻辑

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用递归与非递归MTI滤波器抑制地物杂波

火控雷达技术 1989年第2期18卷 39-50页

作者：李军朝

本文对后面串接 FFT 多卜勒滤波器组的 MIT 滤波器,考虑其瞬态响应以后,计算了它对地物杂波抑制的有效性。对 MTI 滤波器,考虑了递归与非递归两种形式。这种分析方法可以扩展到使地物杂波产生折迭的高脉冲重复频率(pRE)的情况。本之给... 详细信息

本文对后面串接 FFT 多卜勒滤波器组的 MIT 滤波器,考虑其瞬态响应以后,计算了它对地物杂波抑制的有效性。对 MTI 滤波器,考虑了递归与非递归两种形式。这种分析方法可以扩展到使地物杂波产生折迭的高脉冲重复频率(pRE)的情况。本之给出的结果可用于选择关健的设计参数,包括 MTI 滤波器,窗孔大小、要抛弃的起始瞬态段的长短等。最后给出了数字实例。

关键词： MTI滤波器地物杂波滤波器