一种雷达回波动态估算噪声的方法和气象雷达系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及雷达技术领域，具体涉及一种雷达回波动态估算噪声的方法和气象雷 达系统。
【背景技术】
[0002] 在气象雷达信号处理中，需要将气象雷达系统的系统噪声从雷达回波信号中去 除，W保障气象预测的准确度。
[0003] 气象雷达系统一般有两种扫描模式，即平面位置扫描和体扫。平面位置扫描是指： 雷达固定仰角，进行一次360度扫描。体扫是指；一组从低到高的不同仰角的平面位置扫 描。
[0004] 目前，通常采用W下方法采集气象雷达系统的系统噪声，采集方法包括：在系统相 邻体扫中间，于天线仰角比较高的位置（如19. 5度），控制系统的发射机不发射信号，此时 采集系统内的信号，作为系统噪声，接下来的体扫就W此噪声为系统噪声。
[0005] 气象雷达信号处理中，将雷达回波信号沿射线方向按距离分成的小的距离单元， 被称为距离库（range bin)。实际的气象雷达系统中，不同仰角的系统噪声是不同的，不同 距离库的系统噪声也有可能是不同的，因此，气象雷达系统的系统噪声是动态变化的。
[0006] 但是，上述的现有系统噪声采集方法只采集一个固定的系统噪声，在信号处理中 只使用送一个固定的系统噪声，不能反映实际上动态变化的系统噪声，因此，会在后续的信 号处理中来带偏差，导致信号处理结果出现误差，不能进行准确的气象预测。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，本发明实施例提供一种雷达回波动态估算噪声的方法和气象雷达系 统，W解决现有的气象雷达系统不能实时采集动态变化的系统噪声，因而气象预测的准确 度不够高的技术问题。
[0008] 本发明第一方面提供一种雷达回波动态估算噪声的方法，包括：
[0009] 将雷达回波信号转换为IQ时序信号，对第k个距离库的采样数为N的IQ时序信 号进行傅里叶变换并计算功率谱系数，得到功率谱SP，k为正整数；
[0010] 按升序对功率谱SP进行排序，记排序后的功率谱为SPs ;
[0011] 设变量me和bO,初始化时令me = N, bO = 0 ;
[0012] 判断mc〉2,且b0<l时，执行W下循环计算；令me = mc-1,计算bl和b2及新的bO, 其中；
[0013] 每一次循环计算后，判断是否有bl《0,并记录当前的me ;
[0014] 如果bl《0,则采用当前的me估算系统噪声，得到第k个距离库的系统噪声为
[0015] 本发明第二方面提供一种气象雷达系统，包括：
[0016] 信号转换模块，用于将雷达回波信号转换为IQ时序信号；
[0017] 功率谱模块，用于对第k个距离库的采样数为N的IQ时序信号进行傅里叶变换并 计算功率谱系数，得到功率谱SP，k为正整数；按升序对功率谱SP进行排序，记排序后的功 率谱为SPs ;
[001引循环计算模块，用于设变量me和bO,初始化时令me = N，bO = 0 ;判断 mc〉2,且b0<l时，执行W下循环计算；令me = mc-1，计算bl和b2及新的bO,其中：
[0019] 噪声计算模块，用于每一次循环计算后，判断是否有bl《0,并记录当前的 me;如果bl《0,则采用当前的me估算系统噪声，得到第k个距离库的系统噪声为
[0020] 本发明实施例通过采用上述技术方案，可W实时精确的估算雷达回波信号每个距 离库的系统噪声，能够精确计算每个距离库的噪声，得到合适的信噪比，避免使用固定的系 统噪声带来的计算偏差，可W提高气象预测的准确度。
【附图说明】
[0021] 图1是本发明实施例提供的雷达回波动态估算噪声的方法的流程图；
[0022] 图2是本发明实施例提供的气象雷达系统的示意图。
【具体实施方式】
[0023] 本发明实施例提供一种雷达回波动态估算噪声的方法和气象雷达系统，W解决现 有的气象雷达系统不能实时采集动态变化的系统噪声，因而气象预测的准确度不够高的技 术问题。下面结合附图分别进行详细说明。
[0024] 实施例一、
[00巧]请参考图1，本发明实施例提供一种地物杂波残留滤除方法，包括：
[0026] 101、计算功率谱；将雷达回波信号转换为IQ时序信号，对第k个距离库的采样数 为N的IQ时序信号进行傅里叶变换（Fast Fourier Transform, FFT)，并计算功率谱系数， 得到功率谱sp，k为正整数。
[0027] 进行气象预测时，气象雷达系统采用平面位置扫描和/或体扫模式进行扫描，得 到雷达回波信号。后续，根据对雷达回波信号的分析计算，预测气象。实际的信号处理中， 也将雷达回波信号转换为10时序信号，IQ时序信号是指将雷达回波信号相移90度得到的 信号，后续基于10时序信号进行处理。
[0028] 雷达回波信号处理中，将雷达回波信号沿射线方向按距离分成的小的距离单元， 被称为距离库（range bin),后续将对每个距离库对应的IQ时序信号分别进行处理。本发 明实施例中W第k个距离库为例，并假定第k个距离库的IQ时序信号的采样数为N，k和N 均为正整数。
[0029] 本实施例中记第k个距离库的IQ时序信号为X (n)，n为不大于N的正整数，表示第 n个采样点。通过对X (n)进行TFT处理，可得到信号
然后根据公式SP化）=Iy (k)r计算功率谱系数，即可得到功率谱SP。
[0030] 102、功率谱排序；按升序对功率谱SP进行排序，记排序后的功率谱为sps。
[0031] 本发明实施例中，基于功率谱SP估算系统噪声，需要将功率谱SP按照升序进行排 序，可记排序后的功率谱为sps。功率谱为SPs中包括N个功率谱系数，分别对应于N个采 样点。可定义功率谱SPs中，功率最低的功率谱系数为第1个，功率最高的功率谱系数为第 N个。
[00础 103、循环计算：设变量me和bO,初始化时令me = N，bO = 0 ;判断mc〉2， 且b0<l时，执行W下循环计算：令me = mc-1，计算bl和b2及新的bO，其中：
[0033] 本发明实施例中，采用一定的规则从功率谱中选择出功率最低的若干个功率谱系 数，来计算系统噪声，方法如下：
[0034] 设变量me和bO,初始化时令me = N，bO = 0 ;
[0035] 判断mc〉2,且b0<l时，执行W下循环计算；令me = mc-1，计算bl和b2及新的bO, 其中
[0036] 送里所说的循环计算是指，每一次令me = mc-1，并按照上述公式计算出bl和b2 及新的bO后，判断是否有mc〉2,且b0<l，若是，则再次令mc = mc-l，并按照上述公式计算出 bl和b2及新的bO,再次判断是否有mc〉2,且b0<l，若是，按照上述方式继续计算，直到不满 足 mc〉2,或 b0<l。
[0037] 该循环计算过程中，me不断的变化，具体为从N -次减小，每次减小1。
[0038] 104、系统噪声计算：每一次循环计算后，判断是否有bl《0,并记录当前 的me;如果bl《0,则采用当前的me估算系统噪声，得到第k个距离库的系统噪声为
[0039] 本发明实施例中，在每一次循环计