[发明专利]一种全数字阵列相控阵天气雷达的强度定标方法

权利要求书

1.一种全数字阵列相控阵天气雷达的强度定标方法，其特征在于，该方法包括下列顺序的步骤：

（1）雷达监控终端控制校正分机发出模目信号，模目信号经校正网络、数字阵列模块到信号处理机处理后发送至产品终端，产品终端计算实际脉压得益G_p；

（2）雷达监控终端控制校正分机发出多个回波功率值固定且依次逐步衰减的线性调频模目信号，经校正网络、数字阵列模块到信号处理机处理后分别生成回波信号强度值和谱处理信号强度值经网络发送至产品终端，产品终端将各个回波功率值及其相对应的信号强度值、谱处理信号强度值记录为强度定标测试记录表，并通过最小二乘法将该表拟合生成强度曲线y_DVIP和谱处理强度曲线y_FFT；

（3）在雷达正常工作时，雷达天线接收回波信号，经馈线网络送给数字阵列模块转化为数字I/Q数据后，送信号处理机处理，生成回波信号强度值、谱处理信号强度值至产品终端，产品终端根据生成回波信号强度值和强度曲线y_DVIP反算出回波功率P_r,产品终端根据谱处理信号强度值、谱处理强度曲线y_FFT反算出回波功率P_r；

（4）将得到的回波功率P_r的值代入改进的雷达气象方程中，得出雷达反射率因子dBZ的值。

2.根据权利要求1所述的全数字阵列相控阵天气雷达的强度定标方法，其特征在于：所述实际脉压得益G_p的计算公式为：G_p=S_nb-S_nf，其中，S_nf 为脉压前信噪比，即数字I/Q信号经信号处理机脉冲压缩前的信噪比；S_nb为脉压后信噪比，即数字I/Q信号经信号处理机脉冲压缩后且经FFT变换前、IIR滤波前的信噪比。

3.根据权利要求1所述的全数字阵列相控阵天气雷达的强度定标方法，其特征在于：所述强度曲线y_DVIP的线性关系式为：y_DVIP = a₁*                                               + b₁，所述谱处理强度曲线y_FFT的线性关系式为：y_FFT=a₂*+ b₂；依据最小二乘法确定上述两个线性关系式的系数a₁、b₁、a₂和b₂，求解公式为：

其中，x_i代表输入强度定标测试记录表中的多个回波功率值，y_i代表与输入的多个回波功率值对应的实测强度值，n为回波功率值的个数。

4.根据权利要求1所述的全数字阵列相控阵天气雷达的强度定标方法，其特征在于：所述改进的雷达气象方程为：

式中，λ为雷达工作波长，为垂直波束宽度相扫修正，P_t为发射机输出峰值功率，为发射脉冲宽度，为水平波束宽度，为法线方向垂直波束宽度，G_p为实际脉压得益，为发射天线增益，为接收天线增益，L_∑为系统损耗，R 为雷达到目标的距离，L_at为双程大气损耗。

5.根据权利要求1所述的全数字阵列相控阵天气雷达的强度定标方法，其特征在于：所述雷达监控终端控制校正分机内的数控衰减器发出至少两个回波功率值固定且依次逐步衰减的线性调频模目信号。