新一代多普勒天氣雷達數(shù)據(jù)處理中頻域濾波和雙脈沖重復頻率技術研究.pdf

1、多普勒天氣雷達的基數(shù)據(jù)主要是由氣象回波和地物雜波組成,地物雜波過多就會嚴重損害雷達基數(shù)據(jù)的精確性。因為新一代多普勒氣象雷達一些主要產(chǎn)品(如反射率產(chǎn)品圖,徑向速度產(chǎn)品圖等)都是通過復雜的氣象算法對雷達基數(shù)據(jù)進行處理而得到的,所以假如不抑制地物雜波,不僅會損害到基數(shù)據(jù)的質(zhì)量,還會損害生成的雷達產(chǎn)品。因而多普勒氣象雷達想獲得質(zhì)量高的數(shù)據(jù)產(chǎn)品就必須抑制地物雜波。
　　多普勒天氣雷達是使用降水云系等真實氣象目標物的雷達回波數(shù)據(jù)來觀測這些真實

2、氣象目標物相對于雷達站的距離以及反射率強度。真實氣象目標物的動態(tài)范圍一般都會超過75dB,在出現(xiàn)臺風等極端天氣的時候其平均速度也會大于25m/s,所以氣象雷達對測量距離的范圍和測量速度的能力有比較嚴格的要求,不然出現(xiàn)距離和速度模糊的幾率特別高。而出現(xiàn)模糊現(xiàn)象也將嚴重影響多普勒天氣雷達生成高質(zhì)量的數(shù)據(jù)產(chǎn)品,所以解模糊處理對提高多普勒天氣雷達數(shù)據(jù)質(zhì)量是十分重要的。
　　本文首先介紹了地物雜波抑制和解速度距離模糊的研究背景、目的及意義,

3、分析了超折射回波、地物雜波和距離速度模糊的成因,并介紹了一些抑制的方法。
　　然后,本文探討了如何使用頻域濾波技術提高多普勒天氣雷達數(shù)據(jù)質(zhì)量的問題。先介紹了多普勒天氣雷達原先采用的時域濾波技術,解釋了時域濾波技術的基本原理和目前使用普遍的IIR橢圓濾波器的基本原理和實現(xiàn)方式,并對IIR橢圓濾波器在抑制地物雜波的能力方面進行了探討。緊接著探討了頻域濾波技術,解釋了頻域濾波技術的基本原理,著重于探討自適應高斯頻域濾波技術。隨后分析了自

4、適應高斯頻域濾波技術的特性和它用來抑制地物雜波的必備條件。針對實際接收到的天津多普勒天氣雷達回波數(shù)據(jù),探討自適應高斯頻域濾波技術對于地物雜波的抑制能力,并與IIR橢圓濾波器的地物雜波抑制效果進行對比。
　　接著,本文探討了雙脈沖重復頻率技術。解釋了雙脈沖重復頻率技術解模糊的基本原理,重點研究了雙脈沖重復頻率測速公式和雙脈沖重復頻率解模糊的方法。利用實際接收到的雷達回波信號,將利用雙脈沖重復頻率和利用單脈沖重復頻率處理出來的數(shù)據(jù)產(chǎn)品