[发明专利]一种机载气象雷达噪声周期动态校准方法

说明书

本发明提供了一种机载气象雷达噪声周期动态校准方法，属于气象雷达噪声处理技术领域。所述方法步骤在雷达扫描换向开始时，关闭辐射开关；在雷达扫描换向结束时，开启辐射开关；对在所述辐射开关关闭到开启时间段内采样的雷达功率数据，取平均值作为校准噪声值；采用所述校准噪声值对机载气象雷达噪声校准。采用该周期噪声校准方法，不影响雷达正常工作的情况下，能够准确的获取气象雷达当前环境的噪声信息，依据噪声校准结果准确的消除噪声的影响，保证探测灵敏度的同时，降低虚警率。

技术领域

本发明属于气象雷达噪声处理技术领域，具体涉及一种机载气象雷达噪声周期动态校准方法。

背景技术

在雷达探测领域中，气象雷达回波数据通常会受到系统热噪声和外界环境噪声的影响，热噪声主要为雷达自身有源器件产生的干扰，环境噪声主要为除雷达外其他机载设备工作及外界大气环境产生的干扰，此文将热噪声和环境噪声统称为噪声。

噪声会一定程度上影响雷达对目标的检测，气象雷达检测门限(红色、黄色、绿色强度等级)以目标回波功率参与反射率因子Z_e计算值量化设定为固定检测门限，气象雷达反射率因子Z_e计算如下所示：

P为雷达AD采样的功率值；

Gs为雷达系统增益，单位：dB；

Pt为发射机峰值功率，单位：W；

C为光速，3×10⁸m/s；

τ为发射脉宽，单位：μs；

θ1、分别为方位、俯仰上的半功率波束宽度，单位：rad；

对于雷达所在的X波段，当温度在0℃～20℃之间，粒子为水态时，|K|＝0.93；

λ为雷达工作波长；

ψ为充塞因子；

R为目标距离，单位：km；

G为天线最大增益，单位：dB；

L为双程自由空间的衰减，L＝La*R，La为衰减因子(dB/nm)。

当雷达工作不辐射时，AD采样的功率值即为噪声功率值(反射率因子公式中的P)，当噪声功率过高时，对应的反射率因子也会提高，当超出雷达检测门限时就会产生大量的虚警，会误导飞行员产生一系列的误操作，影响飞行效率和飞行安全。

对于雷达系统，系统热噪声表示为

P＝K*B*T

(P为噪声功率值，K为玻尔兹曼常数，B为带宽，T为温度)

对雷达接收机而言，带宽一定时，噪声功率值与系统温度成正比。

由于噪声来源的复杂性，目前对噪声的影响无法通过计算进行量化，只能通过实时的系统采集来确定噪声的功率值。

火控雷达或其他雷达并不关心具体的噪声功率强度，一般只考虑信噪比，通过相参积累提高信噪比，来消除噪声的影响。相参积累仅适用于小的点目标，而对于气象雷达解析的大的气象体目标，相参积累方法不适用。

传统气象雷达解决噪声影响的方法主要是根据批次实验室测量后形成表格，软件将测试数据固化在程序后，通过固定查表模式去除噪声的影响。这种方法的缺点是：

因为产品批次间的差异传统方法针对每批次的产品都要进行试验室热噪声测量，工作任务繁琐。