气象雷达信号处理方法和系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103645477103645477A(43)申请公布日2014.03.19(21)申请号201310646818.6(22)申请日2013.12.04(71)申请人中国气象局气象探测中心地址100081北京市海淀区中关村南大街46号(72)发明人李柏陈大任高玉春李喆王崇文(74)专利代理机构北京修典盛世知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11424代理人杨方成(51)Int.Cl.G01S13/95(2006.01)G01S7/292(2006.01)权权利要求书4页利要求书4页说明书17页说明书17页附图9页附图9页(54)发明名称气象雷达信号处理方法和系统(57)摘要本发明提供了气象雷达信号处理方法和系统。气象雷达信号处理方法包括以下步骤：发射步骤，其用于通过天线向目标区发射雷达波的主波束，主波束具有预定照射功率、预定波束宽度、和预定数量的脉冲，每一个脉冲均具有预定脉冲宽度和预定照射功率；接收步骤，其用于通过天线接收来自目标区的回波；以及回波处理步骤，其用于对回波进行处理，以获得包括回波的回波功率和与目标区的方位角、俯仰角和距离相关的信息的气象雷达信号；其中，将主波束按方位角角度等分为n个子波束，并且/或者将主波束按俯仰角角度等分为q个子波束，并且/或者将每一个脉冲按脉冲宽度等分为m个子脉冲来对目标区进行探测以获得超分辨率的气象雷达信号。CN103645477ACN1036457ACN103645477A权利要求书1/4页1.一种气象雷达信号处理方法，其特征在于包括以下步骤：发射步骤，其用于通过天线向目标区发射雷达波的主波束，所述主波束具有预定照射功率、预定波束宽度、和预定数量的脉冲，所述预定数量的脉冲中的每一个脉冲均具有预定脉冲宽度和预定照射功率；接收步骤，其用于通过所述天线接收来自所述目标区的回波；以及回波处理步骤，其用于对所述回波进行处理，以获得包括所述回波的回波功率和与所述目标区的方位角、俯仰角和距离相关的信息的气象雷达信号；其中，将所述主波束按方位角角度等分为n个子波束来对所述目标区进行探测以获得方位角超分辨率的气象雷达信号，并且/或者将所述主波束按俯仰角角度等分为q个子波束来对所述目标区进行探测以获得俯仰角超分辨率的气象雷达信号，并且/或者将所述每一个脉冲按脉冲宽度等分为m个子脉冲来对所述目标区进行探测以获得距离超分辨率的气象雷达信号，其中，n为大于等于2的整数，q为大于等于2的整数，并且m为大于等于2的整数。2.根据权利要求1所述的气象雷达信号处理方法，其特征在于，在将所述主波束按方位角角度等分为n个子波束来对所述目标区进行探测的情况下，将所述目标区划分为多个方位角分辨元，每个方位角分辨元所对应的方位角角度等于一个子波束宽度，并且所述n个子波束的照射功率之和等于所述主波束的预定照射功率，在将所述主波束按俯仰角角度等分为q个子波束来对所述目标区进行探测的情况下，将所述目标区划分为多个俯仰角分辨元，每个俯仰角分辨元所对应的俯仰角角度等于一个子波束宽度，并且所述q个子波束的照射功率之和等于所述主波束的预定照射功率，在将所述每一个脉冲按脉冲宽度等分为m个子脉冲来对所述目标区进行探测的情况下，将所述目标区划分为多个距离分辨元，每个距离分辨元的距离跨度与一个子脉冲的脉冲宽度的1/2相对应，并且所述m个子脉冲的照射功率之和等于所述每一个脉冲的预定照射功率。3.根据权利要求2所述的气象雷达信号处理方法，其特征在于，在将所述主波束按方位角角度等分为n个子波束来对所述目标区进行探测的情况下，所述n个子波束依次对每一个方位角分辨元进行照射，并且每一个方位角分辨元均具有反射系数，每一个方位角分辨元的反射系数均为照射到该方位角分辨元的波束的回波功率与该波束的照射功率之比，在将所述主波束按俯仰角角度等分为q个子波束来对所述目标区进行探测的情况下，所述q个子波束依次对每一个俯仰角分辨元进行照射，并且每一个俯仰角分辨元均具有反射系数，每一个俯仰角分辨元的反射系数均为照射到该俯仰角分辨元的波束的回波功率与该波束的照射功率之比，在将所述每一个脉冲按脉冲宽度等分为m个子脉冲来对所述目标区进行探测的情况下，所述m个子脉冲依次对每一个距离分辨元进行照射，并且每一个距离分辨元均具有反射系数，每一个距离分辨元的反射系数均为照射到该距离分辨元的脉冲的回波功率与该脉冲的照射功率之比。4.根据权利要求3所述的气象雷达信号处理方法，其特征在于，在将所述主波束按方位角角度等分为n个子波束来对所述目标区进行探测的情况下，2CN103645477A权利要求书2/4页所述回波处理步骤还包括：利用所述主波束的预定照射功率和回波功率以及所述n个子波束的照射功率计算所述多个方位