[发明专利]基于多层扫描对比的地杂波抑制方法

摘要

本发明公开了一种机载气象雷达基于多层扫描对比的地杂波抑制方法，主要解决现有技术抑制地杂波存在的问题。其方法是：首先获取一组机载气象雷达原始数据并计算扫描波束与地面相切的角度，调整天线俯仰角度并计算云层与飞机的水平距离，计算天线俯仰角度范围并均分，得到角度单元，然后对数据初始化后调整天线俯仰角度得到新的回波数据并进行位置补偿，将补偿结果与原始数据对比，计算原始回波中每一个回波数据的置信值，调整俯仰角度并对置信度累加，根据累加结果识别地杂波并消除，实现自动抑制地杂波功能。本发明能有效抑制气象回波中的地杂波，减轻飞行员的操作负担，保证飞行安全，可用于机载气象雷达。

主权项

1.一种基于多层扫描对比的地杂波抑制方法，包括：1)获取一组机载气象雷达扫描波束的原始指向角θ、原始回波信号W和扫描波束宽度θb、载机的飞行高度H及飞行速度V，并进行保存；2)根据地球半径R和载机的飞行高度H计算扫描波束与地面相切的角度α0：3)将天线俯仰角度调整为α0，得到天线俯仰角度初始调整后的气象雷达回波信号W0，并保存，此时雷达扫描波束不接触地面，且W0中不含有地杂波，仅含有云层相对载机的位置信息；根据W0计算得到云层与飞机的水平距离L；4)根据含雨云层距离地面的最低高度l、含雨云层常规分布高度h、云层与飞机的水平距离L、地球半径R和载机的飞行高度H，计算出能够区分地杂波和气象回波的天线俯仰角度范围为[α1,α2]，其中：5)将俯仰角度范围[α1,α2]均分为n份，得到角度单元Δα：6)将天线的俯仰角度初始化为：α＝α1，初始化计数器的计数值i＝1，初始化原始回波信号W中每一个回波数据的置信值累加结果为τm＝0；7)保持载机的飞行高度H和飞行速度V不变，将天线俯仰角度调整为α，得到天线俯仰角度第i次调整后的机载气象雷达扫描波束的指向θi和回波信号Wi，并保存；根据H、V和θi这三个参数对Wi进行位置补偿，得到补偿后的回波信号Wii，该补偿后的回波信号Wii中每个回波数据原始回波信号W中的每一个回波数据位置一一对应；8)将补偿后的回波信号W_ii与原始回波信号W的每一个回波数据的强度值进行相减，根据相减结果计算原始回波信号W中每一个回波数据的置信值τ_im：其中，m为回波信号W中每一个回波数据的编号，ξ为根据实际试验测试确定的常数；9)令τm＝τm+τim；10)保持载机的飞行高度H和飞行速度V不变，将天线的当前俯仰角度α与步骤4)中计算的最大俯仰角度α2进行比较：若α＜α2，则将当前俯仰调节为α＝α1+Δα，将计数器计为：i＝i+1，返回步骤7)；若α＝α2，则执行步骤11)；11)根据实际试验测试数据设置置信度阀值φ,将原始回波信号中W的每一个回波数据的置信值累加结果τm与φ进行对比：若τm＞φ，则判定为地杂波，否则，为气象回波；12)将地杂波从原始回波信号W中滤除，得到一组没有地杂波的回波信号W′，并进行显示；13)重复步骤1)～步骤12)，实现地杂波的自动抑制。