基于频率细化的和差对消主瓣抗干扰研究

目前,大多数雷达抗干扰都是围绕抗旁瓣干扰开展工作,且取得了一定的效果。当面对主瓣干扰,尤其是主瓣压制干扰时,由于干信比过高,回波信号完全被淹没在干扰信号中,且常规的旁瓣抗干扰策略无法起效,导致雷达无法在主瓣干扰方向检测出真实目标。抗主瓣干扰需求迫切,技术难度大,将体现未来雷达的核心竞争力。对此,文章通过分析多种主瓣抗干扰在工程实现上的可行性,提出基于和差通道对消的方法,利用和波束和差波束这两个通道来对输入干扰进行对消。通过优化处理算法,提高对消性能,实现主瓣抗干扰功能。

航海雷达模拟器中天线方向图的仿真

针对目前航海模拟器中的仿真雷达图像没有考虑天线方向图的影响,图像真实感有待进一步提高的状况,在利用视景图形绘制方法生成航海雷达图像的基础上,分析天线方向图对生成雷达回波的影响。通过对存储有径向扫描线的纹理进行像素操作来仿真雷达天线方向图,实现天线方向图引起的回波横向扩展和径向扩展,并生成旁瓣假回波。仿真结果表明,考虑天线方向图的仿真雷达图像更加饱满,更加接近于真实雷达图像,真实感得到进一步提升,且仿真速度并未受到明显影响,能满足航海训练要求。

目标航迹的快速起始

为解决近程搜索跟踪系统对空中目标的快速锁定,分析了目标回波的特点,通过对目标回波进行的预处理,包括点迹的稳健凝集、副瓣和辅助质心的消除,提高了数据质量,减少了后续处理的工作量,为航迹快速起始奠定了基础。给出了目标航迹快速起始的2种方法:两点起始和三点起始航迹。建立的模型和采用的方法在多个工程项目中进行了应用,达到了快速起始的目的。

星载雷达高度计幅度和相位误差分析与估算

在星载雷达高度计中,误差分析是其核心内容之一。而其中幅度和相位误差一直是设备误差中相当重要的一项。利用成对回波理论推导了幅度和相位误差带来的距离旁瓣,并将旁瓣与测高误差对应起来,结合具体参数进行了定量分析,对系统的幅度及相位误差进行了估算。

S波段多普勒天气雷达旁瓣回波的特征分析

通过对2002～2005年S波段多普勒天气雷达上旁瓣回波的分析,描述了其在基本反射率因子、径向速度、速度谱宽PPI图及反射率因子和径向速度垂直剖面图上的形态特征。在7次强对流事件的19个雹暴云中发现有6次强对流事件10个雹暴云共产生旁瓣回波110次(基于反射率因子仰角产品的统计)。统计结果表明:形成旁瓣回波最小反射率因子强度为60 dBz,97.3%的旁瓣回波出现在反射率因子强度≥63 dBz时,旁瓣回波出现在50～100 km距离段内的机率最大;旁瓣回波出现的最大高度为11 km,最低高度是1 km,97.3%的旁瓣回波出现在1～9 km高度之间,69.1%的旁瓣回波出现在3～6 km高度之间,以4～5 km高度出现次数最多,然后向上、向下减少。据灾情调查报告分析,强降雹发生在旁瓣回波首次出现后的0～42 min内,表明旁瓣回波对强降雹具有一定的临近预警作用。

机载多普勒雷达模糊回波模拟源的研究

建立了机载脉冲多普勒 (PD)雷达模糊回波模拟源的仿真模型 ,分析了其工作原理和回波的统计特性 ,利用先内插后抽样的方法实现了回波数据的速度模糊和频域杂波模糊 .通过设置模型参数 ,可模拟产生多种工作环境下的雷达模糊回波数据 ,并可通过PCI 72 0 0高速数字接口板输出 .

“09.3”鄂西南强对流天气的多普勒雷达特征分析

利用恩施多普勒天气雷达资料,分析2009年3月21日傍晚到22日凌晨发生在恩施州8县(市)的冰雹强对流天气过程。结果表明,此次强对流过程是在地面冷空气和暖倒槽共同作用的背景下产生的,高空槽、中低层低涡及冷式切变是其主要大尺度影响系统;强对流天气发生时,风垂直切变特征明显,湿度在500hPa附近最大,空气接近饱和;强对流天气过程中先后有7个强风暴单体生消,均自西向东移动,其成熟阶段,回波呈倾斜状,偏向风暴前侧,其前侧低层大部分存在弱回波区,中高层有回波悬垂结构,强风暴单体强回波上方有旁瓣回波造成的假回波;在恩施复杂山区地形下,垂直积分液态水含量密度比垂直积分液态水含量更能反映风暴强度,对冰雹等强对流天气提前预警参考价值更大。

不同天气分型下甘肃河东地区强冰雹天气多普勒雷达产品特征

利用2008—2017年甘肃省河东地区自动气象观测站冰雹观测资料和灾情资料,对收集到的符合标准的河东地区75个冰雹个例进行中尺度诊断,按照主要影响系统分为3种冰雹天气类型,对3种冰雹天气型雷达产品的统计特征和雷达回波特征进行对比分析,并选取典型个例进一步分析验证。结果表明,在3种冰雹天气型下,多普勒雷达产品的最大反射率因子(Z_(max))及其所在高度(H Z_(max))区别较小,Z_(max)均大于50 dBZ,对应H Z_(max)也在2.0 km以上;回波顶高(ET)、核心区厚度(H)、45 dBZ以上质心高度(H_(45 dBZ))、风暴体大于等于30 dBZ所在最大高度(TOP)、垂直累积液态水含量(VIL)及垂直累积液态水含量密度(VILD)存在明显差异,西北气流型的H、H_(45 dBZ)、TOP和VIL较高,低槽型的ET和低涡型的VILD较低;3种冰雹天气型出现回波悬垂的频率均在61.0%以上,低槽型出现三体散射和旁瓣回波的频率分别为35.5%、48.4%,而出现有界弱回波区的频率为12.9%,西北气流型和低涡型出现有界弱回波区的频率均达38.5%;三体散射和旁瓣回波特征具有一定的预报时间提前量,提前量平均18 min,最大30 min。

2016年春季湖南一次连续冰雹天气过程个例分析

利用高空、地面观测资料及郴州站多普勒雷达产品,对2016年3月19日至20日发生在湘南地区的一次连续冰雹个例进行分析,结果表明:500hPa高空有低槽东移,700hPa中低空有急流,中低层切变线,丰富的水汽,上干下湿的结构及地面辐合线等为本次冰雹天气的发生提供了有利的水汽、动力和热力条件,风雹天气均出现在大气层结不稳定区(T_(850-500)≥25℃,T_(700-500)≥15℃、上干下湿)与干线、地面辐合线重叠的区域;大于60dBZ强回波、明显而持久的三体散射及旁瓣回波特征、大于55 kg.m^(-2)的VIL以及中气旋等多普勒雷达回波特征为本次冰雹的识别和预警提供了重要指示作用。

湘西北地区强冰雹的多普勒天气雷达旁瓣回波统计分析

为准确应用旁瓣回波作强冰雹预警,对湘西北地区5次强冰雹过程中9个风暴单体被观测到的159次旁瓣回波样本进行统计分析,并系统总结旁瓣回波的雷达产品图像特征和探讨影响旁瓣回波观测的主要原因,深入研究旁瓣回波随强度与空间的分布特征。结果表明:⑴产生旁瓣回波的风暴核最小反射率因子强度为60 d Bz,其强度是能否产生旁瓣回波的决定因素,强度越强,越易产生旁瓣回波且特征越明显,旁瓣回波的面积与60 dBz以上的风暴核面积和强度成正比,旁瓣回波中心强度、最大值强度与相应的风暴核最大值强度相关性分别可达0.86和0.92。(2)旁瓣回波在高度4 km左右、仰角3.4°、距离75 km左右出现频次达到峰值,风暴核回波强度的垂直分布特点是造成这种分布特征的主要影响因素。(3)旁瓣回波在270°-360°方位区间出现频次最多,具有明显的方位分布特点,强风暴单体的生成源地及其路径决定旁瓣回波的方位分布。(4)旁瓣回波分布在风暴核切向方向梯度大值区一侧,另一侧由于存在真实回波,导致旁瓣回波特征被真实回波覆盖而不易被观测到。(5)旁瓣回波特征可以作为S波段天气雷达强冰雹预报预警的充分条件。

2018年5月7日来宾强冰雹雷达特征分析

利用多普勒雷达探测资料、地面常规资料和探空资料及自动站数据对2018年5月7日17时前后出现在来宾的强冰雹、雷雨大风、短时强降水等强对流天气进行详细分析。结果表明:上干下湿的不稳定的层结,配合切变线、东移的高空槽前等有利的大尺度环流背景,地面弱冷空气触发对流导致此次来宾市强冰雹天气的出现。多普勒雷达资料上具有超过65dBz的强回波、三体散射(TBSS)、旁瓣回波和有界弱回波区(BWER)、垂直累积液态含水量(VIL)跃增等特征。

一次冰雹过程的雷达回波特征分析

利用NCEP1°×1°再分析资料和雷达资料对发生在邵阳市灵官殿镇一次强冰雹过程进行了分析。结果发现:此次冰雹发生在500hPa短波槽、700 hPa西南急流、850 hPa西南涡环境中。此次冰雹反射率因子回波典型特征就是钩状回波和有界弱回波区;冰雹发生时,高仰角出现旁瓣回波,旁瓣回波的移动方向和强度对冰雹有指示作用;雷达径向速度图上逆风区对强冰雹预报预警具有指示作用。

探地雷达旁瓣辐射回波的提取方法

激励脉冲的脉宽改变使探地雷达发射天线产生明显的旁瓣辐射回波,对该种波成分的研究在探地雷达的应用中有一定的理论和实际意义.从频域中各频率分量下旁瓣辐射回波电场强度占总接收波形电场强度比例的角度出发,研究了旁瓣辐射回波的提取方法,并在实际应用中将该方法所得结果与实测结果相比较.结果表明,该方法可以较好地从接收波形中提取出旁瓣辐射回波,在一定程度上验证了该方法的合理性.

一种基于APES的回波域强杂波旁瓣抑制方法

针对合成孔径雷达(SAR)观测区外的强目标将其旁瓣混叠至观测区内影响微弱目标的检测,基于正弦信号幅度相位估计(APES)提出一种新的旁瓣抑制方法。该方法将抑制对象确定为观测区外的强杂波,则混叠至观测区内微弱目标处的旁瓣为强杂波旁瓣。首先根据回波域双曲线形状确定强杂波所在位置,其次利用APES对其散射系数在回波域进行估计并抑制,抑制后的SAR图像中强杂波旁瓣对微弱目标的不利影响得到了有效消除,且对微弱目标几乎不造成任何影响。实测数据处理证明了此方法的有效性。

机载相控阵天气雷达地表杂波分析与计算

为了保证最佳分辨力以及最大的扫描范围,机载相控阵雷达通常在垂直飞行航线方向以一定角度扫描地表以上的气象目标,这种工作方式必然会受到陆地和海洋表面等目标的干扰,从而影响气象目标的检测和识别。文章详细讨论了机载相控阵雷达受地表干扰的产生机制及原理,并通过系统建模的方法对地表杂波的影响进行了仿真和分析,提出了抑制地杂波的建议。