[发明专利]一种多普勒气象雷达解速度模糊方法和系统

说明书

本发明提供一种多普勒气象雷达解速度模糊方法和系统，所述方法包括：S1、通过多普勒气象雷达向运动气象目标同时发送第一脉冲信号及第二脉冲信号，并接收所述第一脉冲信号与运动气象目标作用后反射回的第一回波信号、第二脉冲信号与运动气象目标作用后反射回的第二回波信号，所述第一脉冲信息与所述第二脉冲信号脉冲重复周期相同；S2、将所述第一回波信号和所述第二回波信号合成，得到合成信号；S3、获取所述合成信号的多普勒中心频率，并基于所述多普勒中心频率，得到所述运动气象目标的无速度模糊的平均径向平均速度。通过合成信号增加等效波长幅度，降低合成信号中目标的多普勒中心频率，去除了因速度模糊导致的多普勒中心频率模糊。

技术领域

本发明涉及气象雷达技术领域，更具体地，涉及一种多普勒气象雷达解速度模糊方法和系统。

背景技术

脉冲多普勒气象雷达是利用雷达与云、雨等散射体目标相对运动所形成的多普勒效应而进行气象探测的一种雷达，其具有常规天气雷达探测降水回波的位置、强度的功能，同时利用多普勒原理可得到雷达信号有效照射体积内降水粒子平均径向运动速度和速度谱宽估计值，从而可进一步反演出大气风场、气流垂直速度的分布以及湍流状况等，实现对龙卷风气旋、恶劣性风暴环流、强降雪、冰雹等灾害性天气预警，在农业、交通、大气物理研究等领域都有着广泛的应用前景。

速度模糊是指在脉冲多普勒雷达工作，在中低重复频率时，由于频谱重叠现象引起所测目标速度的混淆，难以分辨目标真实速度的现象。最大不模糊距离是指，当雷达发出的一个脉冲遇到该距离处的目标物产生的后向散射波返回到雷达时，下一个雷达脉冲刚好发出。也就是说，雷达波传播到位于最大不模糊距离处的目标物，然后其回波再返回雷达所用的时间刚好是两个脉冲之间的时间间隔。在脉冲多普勒气象雷达中，最大不模糊探测距离与发射脉冲信号的重复周期成正比，而其最大不模糊多普勒频率或速度反比例于发射脉冲信号的重复周期，即距离模糊问题和速度模糊问题是一对矛盾的问题。通常，气象目标大多为在空间中连续分布的体目标，且回波的动态范围较大，对于固定的脉冲重复周期而言，气象回波会同时发生速度模糊和距离模糊问题。

目前，常用的做法是采用合适的脉冲重复周期优先保证雷达的不模糊作用距离，然后对多普勒速度进行解速度模糊操作，常用的解速度模糊方法包括参差变重复周期脉冲法、相位编码解模糊方法等。其中，参差变重复周期脉冲法由于是非均匀采样，没有有效的地物滤波器，限制了该方法的应用；相位编码解模糊方法恢复的弱回波的频谱中心两侧会出现对称的副瓣，对谱宽的估计具有一定的影响。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种多普勒气象雷达解速度模糊方法和系统，解决了现有技术中由于弱回波频谱中心两侧出现对称的副瓣导致的谱宽估计不准的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种多普勒气象雷达解速度模糊方法，包括：

S1、通过多普勒气象雷达向运动气象目标同时发送第一脉冲信号及第二脉冲信号，并接收所述第一脉冲信号与运动气象目标作用后反射回的第一回波信号、第二脉冲信号与运动气象目标作用后反射回的第二回波信号，所述第一脉冲信息与所述第二脉冲信号脉冲重复周期相同；

S2、将所述第一回波信号和所述第二回波信号合成，得到合成信号；

S3、获取所述合成信号的多普勒中心频率，并基于所述多普勒中心频率，得到所述运动气象目标的无速度模糊的平均径向平均速度。

作为优选的，所述第一脉冲信号和第二脉冲信号相参。

作为优选的，所述步骤S1具体包括：

选择双通道多普勒气象雷达，通过所述双通道多普勒气象雷达的第一通道向运动气象目标发射第一脉冲信号，通过所述双通道多普勒气象雷达的第二通道向运动气象目标发射第二脉冲信号，所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号的脉冲重复周期相同，且所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号的频率分集；