一种机载气象雷达复合波形数据库及气象探测方法.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CN114217317A(43)申请公布日2022.03.22(21)申请号202111356854.XG06Q50/30(2012.01)(22)申请日2021.11.16(71)申请人中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所地址214063江苏省无锡市梁溪路796号(72)发明人严忠平陈娟周晔(74)专利代理机构北京清大紫荆知识产权代理有限公司11718代理人张奕轩(51)Int.Cl.G01S13/95(2006.01)G06F16/29(2019.01)G06F16/27(2019.01)G06Q10/04(2012.01)G06Q10/06(2012.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称一种机载气象雷达复合波形数据库及气象探测方法(57)摘要本发明提供了一种机载气象雷达复合探测波形数据库，所述波形数据库包括单PRF相参波形数据子库、双PRF相参波形数据子库以及单PRF跳频波形数据子库。该探测波形数据库，优化了多扫描模式下不同俯仰层的气象探测波形，并且基于该数据库的雷达气象探测方法即可提升高空弱反射率气象目标的探测能力，又可精确估计气象目标速度、谱宽等信息，雷达利用气象目标的强度、速度及谱宽等反映气象特性的信息来辅助实现气象威胁性分析，并预测危险气象目标的发展趋势及运动特性，提升雷达对气象目标的探测性能及精确告警能力。CN114217317ACN114217317A权利要求书1/2页1.一种机载气象雷达复合探测波形数据库，其特征在于，所述波形数据库包括单PRF相参波形数据子库、双PRF相参波形数据子库以及单PRF跳频波形数据子库。2.根据权利要求1所述的机载气象雷达复合探测波形数据库，其特征在于，所述数据库中包括脉冲重复周期和脉冲数，则，所述单PRF相参波形数据子库表示为：SPRIData＝[PRI1PRI2...PRIM]NaSPRF＝[Na1Na2...NaM]，其中，SPRIData∈[0.11]ms；SPRIData中的数据按照从小到大的顺序排列；PRIm＝SPRIData(m),m＝1,2,...,M，M(M≥1)为单PRF相参波形库中波形个数；NaSPRF∈[1512]，Nam＝NaSPRF(m)为第m个波形对应的脉冲积累数；所述双PRF相参波形数据子库表示为：NaDPRF＝[Na1Na2...NaN]其中，DPRIData∈[0.32]ms；PRIData中的数据按照从小到大的顺序排列；DPRIn＝DPRIData(n,:)＝[PRIn1PRIn2],n＝1,2,...,N，N(N≥1)为双PRF相参波形库中组合波形的个数；NaDPRF∈[1512]，Nan＝NaDPRF(n)为第n个波形组合对应的脉冲积累数；所述单PRF跳频波形数据子库表示为：PRIData＝[PRI1PRI2...PRIK]NaPRF＝[Na1Na2...NaK]其中，PRIData∈[15]ms；PRIData中的数据按照从小到大的顺序排列；PRIk＝PRIData(k),k＝1,2,...,K，K(K≥1)为单PRF跳频波形库中波形个数，K≥1；NaPRF∈[1128]，Nak＝NaPRF(k)为第k个波形对应的脉冲积累数。3.基于权利要求1‑2任一项所述的波形数据库的一种机载气象雷达气象探测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1：设定探测模式；S2：从波形数据库中选择探测波形；S3：对S2获取的波形对应的雷达接收回波进行处理，获取气象目标的强度、速度以及谱宽信息；S4：根据S3获取的气象目标的强度、速度以及谱宽信息判断气象目标对飞行安全的威胁程度。4.根据权利要求3所述的机载气象雷达气象探测方法，其特征在于，所述探测模式包括俯仰扫描层数Nlayer(Nlayer≥1)、方位扫描范围Azscan(Azscan≥0°)以及各扫描层对应俯仰角5.根据权利要求4所述的机载气象雷达气象探测方法，其特征在于，所述S2中对于第n(n≤Nlayer)个俯仰层，选择步骤如下：2CN114217317A权利要求书2/2页S2.1：根据载机飞行高度、俯仰角和波束宽度，判断波束是否搭地，若搭地则进行S2.2，若不搭地，则进行S2.3：S2.2：计算波束最远搭地距离Rgroud：S2.3：计算波束中心达到Hmax高度时对应的距离Rbeamcenter：S2.4：根据S2.2和S2.3所分别计算的距离值，在波形数据库中选择相应的波形，其中，Re为地球等效半径，HPlane为载机高度，φ3dB为俯仰波束宽度，φn为波束指向角，向上为正，Hmax为气象目标发展高度，Hmax∈[1015]km。6.根据权利要求5所述的机载气象雷达气象探测方法，其特征在于，所述S2.4