一种智能消除雷达地物杂波的处理方法与流程

本发明属于大气科学领域，具体涉及应用于消除雷达探测中地物对气象目标的影响。

背景技术：

天气雷达通过发射电磁波并接收探测空间反射的电磁波信号来探测云雨回波，在其探测波束范围内的任意目标物均会产生反射回波信号。当地面非气象目标造成的雷达回波信号被处理进入基数据时，就产生地物杂波。地物杂波对基数据的进一步准确分析影响很大。由于全部雷达产品和算法是建立在基数据上的，所以地物杂波既影响基本产品，也影响导出产品。特别敏感的例子是对定量降水估计的影响。

当雷达阵地确定后，在标准大气条件下，地物杂波的位置应当比较固定，边缘也比较清晰，用扣除晴天时记录下来的地物回波分量以及雷达信号处理器的滤波器是可以消除或抑制掉地物杂波的。但是，通常情况下，特别是在降水的情况下，大气并非标准大气，常常由于雷达波束随温度、湿度、气压等要素的变化产生折射，进而导致地物杂波的位置、形状、范围、强度等都发生很大的变化，难以用自动、快捷的方法消除或抑制掉地物杂波。

目前消除或抑制雷达地物杂波的方法主要有：在降水与地物的混合回波中，扣除晴天时记录下来的地物杂波分量；利用信号选择系统，通过振幅随机变化的降水回波信号特性消除地物杂波信号；根据与地物杂波无关的线性检波信号的振幅方差，来近似地估计降水回波的平均功率；根据降水回波与地物杂波具有不同的多普勒频率特性来鉴别降水回波等方法。这些方法还难以干净消除地物杂波。

技术实现要素：

分析难以干净消除地物杂波的主要原因，本发明提出了一种智能消除雷达地物杂波的处理方法，能完全干净地消除地物杂波。

本发明的目的在于提出一种智能消除雷达地物杂波的处理方法。

本发明的处理过程包括以下步骤：

1)获取雷达阵地的等射束高度图或挡角图，确定雷达方位扫描各径向上无地物影响的最低仰角；

2)获取雷达信号处理器最大地物抑制能力；

3)当雷达根据最低仰角进行360°方位扫描时，若无地物杂波出现，则输出无地物杂波的雷达360°扫描数据；

4)当雷达根据最低仰角进行360°方位扫描时，仍出现地物杂波，当杂波强度小于雷达信号处理器最大地物抑制能力时，直接由信号处理器进行地物抑制，并输出无地物杂波的雷达360°扫描数据；

5)当雷达根据最低仰角进行360°方位扫描时，仍出现地物杂波，当杂波强度大于等于雷达信号处理器最大地物抑制能力时，在出现杂波的方位处抬高雷达天线仰角，直到杂波强度小于雷达信号处理器最大地物抑制能力，再由信号处理器进行地物抑制，并输出无地物杂波的雷达360°扫描数据；

6)处理结束。

本发明的优点：

一是根据造成雷达地物杂波形成的主要原因，用抬高雷达天线仰角的方法，能完全干净地消除地物杂波的影响。

二是以雷达信号处理器最大地物抑制能力作为阈值门限，能智能地确定雷达天线最低探测仰角，并获得最多的有用探测信息。

附图说明

图1为本发明的一种智能消除雷达地物杂波的处理方法的流程图；

具体实施方式

下面结合说明书附图详细描述本发明的实施方式。

如图1所示，本发明的一种智能消除雷达地物杂波的处理方法包括以下步骤：

1.获取雷达阵地的等射束高度图或挡角图，确定雷达方位扫描各径向上无地物影响的最低仰角ej，其中下标j＝1，2……m，m为雷达完成360°扫描的最后一个径向数；

2.获取雷达信号处理器最大地物抑制能力rm，rm单位为分贝；

3.当雷达根据最低仰角ej进行360°方位扫描时，若无地物杂波出现，则输出无地物杂波的雷达360°扫描数据；

4.当雷达根据最低仰角ej进行360°方位扫描时，仍出现地物杂波cj，cj为杂波强度，单位为分贝，其中下标j＝1，2……m，m为雷达完成360°扫描的最后一个径向数；当cj＜rm时，直接由信号处理器进行地物抑制，并且输出无地物杂波的雷达360°扫描数据；

5.当雷达根据最低仰角ej进行360°方位扫描时，仍出现地物杂波cj，cj为杂波强度，单位为分贝，其中下标j＝1，2……m，m为雷达完成360°扫描的最后一个径向数；当cj≥rm时，在第j条径向处抬高雷达天线仰角，直到第j条径向处的cj＜rm；再由信号处理器进行地物抑制，并输出无地物杂波的雷达360°扫描数据；

6.处理结束。

最后需要注意的是，公布实施方式的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

技术特征：

1.一种智能消除雷达地物杂波的处理方法，是基于雷达阵地的等射束高度图或挡角图以及信号处理器最大地物抑制能力的处理方法；其特征在于，处理过程包括以下步骤：

1)获取雷达阵地的等射束高度图或挡角图，确定雷达方位扫描各径向上无地物影响的最低仰角ej，其中下标j＝1，2.......m，m为雷达完成360°扫描的最后一个径向数；

2)获取雷达信号处理器最大地物抑制能力rm，rm单位为分贝；

3)当雷达根据最低仰角ej进行360°方位扫描时，若无地物杂波出现，则输出无地物杂波的雷达360°扫描数据；

4)当雷达根据最低仰角ej进行360°方位扫描时，仍出现地物杂波cj，cj为杂波强度，单位为分贝，其中下标j＝1，2.......m，m为雷达完成360°扫描的最后一个径向数；当cj＜rm时，直接由信号处理器进行地物抑制，并输出无地物杂波的雷达360°扫描数据；

5)当雷达根据最低仰角ej进行360°方位扫描时，仍出现地物杂波cj，cj为杂波强度，单位为分贝，其中下标j＝1，2.......m，m为雷达完成360°扫描的最后一个径向数；当cj≥rm时，在第j条径向处抬高雷达天线仰角，直到第j条径向处的cj＜rm；再由信号处理器进行地物抑制，并输出无地物杂波的雷达360°扫描数据；

6)处理结束。

2.如权利要求1所述的一种智能消除雷达地物杂波的处理方法，其特征在于，所述的雷达包括采取单偏振、双偏振、多偏振技术和各种极化方式的各种波段的雷达。

3.如权利要求1所述的一种智能消除雷达地物杂波的处理方法，其特征在于，所述处理过程既包括雷达在进行一次360°方位扫描中逐条径向的处理过程；还包括雷达进行一次360°方位扫描后，再抬高雷达天线仰角进行的二次或多次360°方位扫描的处理过程。

技术总结
本发明公开了一种智能消除雷达地物杂波的处理方法。通过实时获取的地物杂波形成和变化信息，本处理方法智能调整雷达运行相关参数和雷达运行状态，能在雷达探测范围内干净地消除雷达地物杂波，保证雷达输出的基数据无地物杂波信息。

技术研发人员：邓勇
受保护的技术使用者：邓勇;邓灼
技术研发日：2018.06.14
技术公布日：2019.12.24