一种脉冲气象雷达回波弱信号探测方法及电子设备.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CN111289948A(43)申请公布日2020.06.16(21)申请号202010182667.3(22)申请日2020.03.16(71)申请人苏州度风科技有限公司地址215002江苏省苏州市苏州工业园区展业路8号科技工业坊一期4-1-A幢219室(72)发明人陈元庆杨广立邹子文李依蓉(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人翁惠瑜(51)Int.Cl.G01S7/02(2006.01)G01S7/292(2006.01)G01S13/95(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种脉冲气象雷达回波弱信号探测方法及电子设备(57)摘要本发明涉及一种脉冲气象雷达回波弱信号探测方法及电子设备，所述方法包括：噪声抑制步骤，接收第一回波信号，依次对所述第一回波信号进行AD过采样处理、多带通滤波处理和距离-脉冲矩阵运算，获得经噪声抑制的第二回波信号；杂波抑制步骤，基于静态杂波图对所述第二回波信号进行自适应频谱修正，获得第三回波信号；弱信号提取步骤，基于恒虚警率检测和先验知识判决提取有效弱信。与现有技术相比，本发明具有有效抑制杂噪、较好地保留原信号完整性等优点。CN111289948ACN111289948A权利要求书1/1页1.一种脉冲气象雷达回波弱信号探测方法，其特征在于，包括：噪声抑制步骤，接收第一回波信号，依次对所述第一回波信号进行AD过采样处理、多带通滤波处理和距离-脉冲矩阵运算，获得经噪声抑制的第二回波信号；杂波抑制步骤，基于静态杂波图对所述第二回波信号进行自适应频谱修正，获得第三回波信号；弱信号提取步骤，基于恒虚警率检测和先验知识判决提取有效弱信号。2.根据权利要求1所述的脉冲气象雷达回波弱信号探测方法，其特征在于，所述AD过采样处理具体包括M倍过采样AD转换、理想数字低通滤波器滤波处理和抽取处理。3.根据权利要求1所述的脉冲气象雷达回波弱信号探测方法，其特征在于，所述多带通滤波处理基于多带通滤波器组实现。4.根据权利要求1所述的脉冲气象雷达回波弱信号探测方法，其特征在于，所述距离-脉冲矩阵运算具体为：在距离-脉冲矩阵上对不同脉冲的同一距离点做FFT运算得到不同距离的频谱，对同一距离的频谱做相干累积及求平均运算。5.根据权利要求1或4所述的脉冲气象雷达回波弱信号探测方法，其特征在于，所述距离-脉冲矩阵为脉冲复数矩阵，每一行为不同的脉冲采样点集合，每一列为不同脉冲周期内同一距离的采样点集合。6.根据权利要求1所述的脉冲气象雷达回波弱信号探测方法，其特征在于，对包含杂波的点迹数据进行积累和统计，对杂波区进行判别和标识，建立所述静态杂波图。7.根据权利要求1所述的脉冲气象雷达回波弱信号探测方法，其特征在于，所述自适应频谱修正具体为：将雷达周围的二维平面划分为多个方位距离单元，基于所述静态杂波图将所述第二回波信号在距离上按照划分的每个方位距离单元中包含的距离门数进行平均，通过递归滤波器更新每个方位单元存储的信号，基于该信号辨别杂波。8.根据权利要求1所述的脉冲气象雷达回波弱信号探测方法，其特征在于，所述恒虚警率检测基于CFAR检测器实现。9.根据权利要求1所述的脉冲气象雷达回波弱信号探测方法，其特征在于，所述先验知识判决通过对测量目标的已有认知和范围估计获得有效弱信号。10.一种用于脉冲气象雷达回波弱信号探测的电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器实现如权利要求1-9任一所述方法的步骤。2CN111289948A说明书1/5页一种脉冲气象雷达回波弱信号探测方法及电子设备技术领域[0001]本发明涉及雷达信号处理技术领域，尤其是涉及一种脉冲气象雷达回波弱信号探测方法及电子设备。背景技术[0002]现有脉冲气象雷达回波中的杂波主要是地杂波和海杂波，这两种杂波的特点是一般都在零频附近，由于观测环境的影响，海面上海浪波动引起的海杂波可能包含一定的多普勒频移和一定的带宽，带宽一般是小于200Hz。现阶段关于杂波抑制的方法主要是三种：脉冲对消MTI技术、CLEAN算法、广义匹配滤波器(GMF)。MTI技术能够实现零频地杂波的完全抑制，工程应用简单，计算量低。但在零频附近的有用信息也会遭到衰减，这是由于MTI技术的幅度-频率响应的非线性调制所造成的。如专利CN103885044B公开一种基于CLEAN算法的窄带雷达回波杂噪抑制方法，但CLEAN算法仅适用于去除零频处的单频杂波，对具有一定带宽的杂波抑制不了，比如气象杂波、海杂波等。地杂波、海杂波等在多普勒谱中的作用