[实用新型]风廓线雷达湍流目标检测处理板

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风廓线雷达湍流目标检测处理板，用于风廓线雷达的目标检测。 

背景技术

风廓线雷达(wind profiling radar/wind profiler radar)是一种新型的测风雷达，能够无人值守24小时连续提供大气水平风场、垂直气流、大气折射率结构常数等气象要素随高度的分布，具有时空分辨率高、连续性和实时性好的特点，是进行高空气象探测的重要设备，是当前常规气球测风体制的重要补充，是开展天气预报和气象保障的新手段。 

雷达接收的回波信号中，不但有目标信号，也存在噪声和杂波等各种干扰信号，雷达的目标检测就是指在各种干扰的情况下，去找出真正的目标。因此雷达目标检测是提高数据可信度和数据质量的重要一环。 

雷达要探测的目标通常是运动着的物体，检测运动目标和固定杂波的理论基础是它们在移动速度上的差别，由于运动速度不同而引起回波信号的多普勒频率不相等，从而可以区分出不同的物体，这是雷达中采用动目标显示和动目标检测技术的基本思想。 

风廓线雷达的目标检测与其它雷达具有不一样的特点。目前，风廓线雷达目标检测最简单的做法，是对功率谱幅度最大值的检测法，这种方法认为信号总是最强的，因此在功率谱上找出最大值所在的位置，并被当作是湍流目标谱峰。但有强杂波干扰时，这种方法会导致很大误差。 

由于湍流回波信号弱，风廓线雷达探测时极易受地杂、鸟等的污染。目前已经提出了多种从风廓线雷达谱中去除杂波的方法，例如，主要应用的NIMA(NCAR Improved Moment Algorithm)方法。NIMA方法主要用于剔除地杂波影响，它认为某点是否为地杂波的主要特征是对称性和曲率，将这些特征值代入一个合成公式中，根据输出值的大小，来判定是信号还是杂波。NIMA算法中的参数需要依据不同的设备、不同的测量地点进行配置，比较繁琐。 

目前业务化风廓线雷达中通用的是“客观化方法”处理板。“客观化方法”认为谱密度值大于噪声电平的频点全部是信号，然后对整个谱进行积分计算出谱矩。当干扰使得功率谱上出现多个谱峰时，这种方法实际上是谱峰和所占宽度的加权，结果反映的是信号与各种干扰的总效果。当回波信号比较强，谱峰包络比较明显时，目标的检测是比较容易的；但是风廓线雷达的回波信号通常都比较弱，常常有杂波干扰，很多杂波都能掩盖真实的回波。在这种情况下，采用“客观化方法”进行目标检测和各阶矩计算，效果较差。 

因此，需要研究一种新的风廓线雷达湍流目标检测处理板，能够同时满足处理的实时性和检测效果两方面的要求，以提高风廓线雷达目标检测的质量。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种风廓线雷达湍流目标检测处理板，该方法以实时业务处理为目标，不进行繁琐的计算，同时又较好地消除了杂波干扰的影响。 

根据本实用新型的主要方面，该风廓线雷达湍流目标检测处理板包括包括信号预处理器、连接在信号预处理器下游的噪声计算器、连接在噪声计算器下游的谱线检测仪、连接在谱线检测仪下游的速度检测仪、连接在速度检测仪下游的连续性检测仪以及连接在连续性检测仪下游的谱矩计算器；在信号预处理器中输入风廓线雷达的功率谱并对所输入的功率谱进行预处理；在噪声计算器中计算噪声并以分段平均法确定噪声电平；在谱线检测仪中对功率谱进行初步检测及分类检测，初步检测包括幅度检测、谱宽检测以及包络检测，而分类检测包括对谱线进行试探性切除、根据切除结果进行分类判断以及根据类别进行谱峰分离；在速度检测仪中检测测速模糊程度并对湍流目标功率谱进行速度订正；在连续性检测仪中检测湍流目标功率谱的连续性并对湍流目标功率谱进行连续性修正；在谱矩计算器中进行谱矩计算并输出结果。 

根据本实用新型的一个方面，所述信号预处理器包括插值处理模块。 

根据本实用新型的一个方面，所述信号预处理器包括滑动平均处理模块。 

根据本实用新型的一个方面，所述插值处理模块是零速度点插值处理模块。 

根据本实用新型的一个方面，所述插值处理模块在进行插值处理时采用零速度点左右两边的谱密度值的平均值来代替零速度点值。 

根据本实用新型的一个方面，所述滑动平均处理模块是三点滑动平均处理模块。 

应当认识到，本实用新型以上各方面中的特征可以在本实用新型的范围内自由组合，而并不受其顺序的限制——只要组合后的技术方案落在本实用新型的实质精神内。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型中的技术方案，下面将对本实用新型的附图作简单地介绍，其中：