天气雷达接收机匹配滤波损耗测量方法研究.docx

天气雷达接收机匹配滤波损耗测量方法研究
一、研究背景及意义
天气雷达是一种重要的气象探测设备，其通过利用高频电磁波和回波信号来反映周围的天气状况，具有广泛的应用价值，如航空、农业、交通等领域。其中，雷达接收机匹配滤波器是其中重要的组成部分，其作用是将接收到的信号进行滤波和调理，使之符合雷达的工作要求和性能指标。因此，研究天气雷达接收机匹配滤波器的损耗及其测量方法具有重要的理论和实用意义。
二、接收机匹配滤波器的损耗及其测量方法
雷达接收机匹配滤波器是一种重要的电子元器件，其损耗是指在接收机回路传输信号时，由于电路本身的阻抗不匹配等原因导致信号损失的比例。在雷达信号处理中，要准确地判断天气目标的特征信息，需要对信号进行有效的滤波和调理，因此匹配滤波器的损耗问题尤为重要。常见的匹配滤波器损耗测量方法包括噪声系数法、器件互换法和反射法等。
1.噪声系数法
噪声系数法是一种比较常用的匹配滤波器损耗测量方法，其原理是利用噪声功率和信号功率之比来计算基于调制噪声与特定频段内信号噪声之间的信噪比。具体步骤如下：
（1）利用可调谐噪声源，将电压信号加入到匹配滤波器中，测量噪声源的输出功率Pns和自身噪声功率Pn。
（2）在匹配滤波器的输入端口施加特定信号源，并测量输出功率Ps和匹配滤波器的内部噪声功率Pn0。
（3）计算匹配滤波器的噪声系数NF=(Pn+Pn0)/Pn0，损耗的值则等于NF-1。
2.器件互换法
器件互换法是利用两个匹配滤波器进行互换，来测量其损耗和增益的变化，以达到计算其损耗的目的。具体步骤如下：
（1）在稳定的环境下，对两个相同的匹配滤波器进行预调，测量其输出功率Ps1和Ps2，以及信号源的输出功率Ps。
（2）互换两个匹配滤波器的位置，重新测量其输出功率Ps1’和Ps2’。此时，由于两个匹配滤波器的性能限制，两次测量得出的输出功率差值可以反映出滤波器的增益和损耗情况。
3.反射法
反射法是在匹配滤波器输入和输出端口之间加入设备的反射器反射信号，通过测量反射系数的方法来计算出匹配滤波器的损耗，具体步骤如下：
（1）将反射器与测量设备相连，用不同的载波频率反射出的系数来表征反射器的性能。
（2）在反射器与匹配滤波器连接的位置改变匹配滤波器，此时反射器反射出的系数与所测的原始反射系数所差即为匹配滤波器的损耗。
三、总结
天气雷达接收机匹配滤波器的损耗是影响其性能的重要因素之一，对于提高雷达探测能力和信噪比具有关键作用。为了有效地测量匹配滤波器的损耗，可选择上述多种方法进行测试和验证，以提高雷达运行的效率和准确性。