风廓线雷达平均噪声功率统计特征分析.pdf

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1、第2期气象水文海洋仪器NO．22015年6月Meteorological，HydrologicalandMarineInstrumentsJun．2O15风廓线雷达平均噪声功率统计特征分析周旭辉，王建波，王黎明，李建宇，刘焕乾，刘峰(湖南省气象技术装备中心，长沙410007)摘要：风廓线雷达是一种以大气湍流为主要探测对象的晴空测风雷达。近年来，风廓线雷达得到普遍使用，其资料的应用也在逐步扩展，对雷达产品精度越来越高，由于以测风为主要目的设计的风廓线雷达在前期设计中没有充分考虑回波强度信息的定量测量，导致数据越来越难满足需求，主要原因就是平均噪声功率的精确估测。文章根据风廓线雷

2、达信号现行处理流程与方法，在做一定合理假设基础上，得到了平均噪声功率谱的概率分布，并利用北京延庆风廓线雷达实测数据对噪声模型进行验证，结果与理论模型较吻合。关键词：风廓线雷达；平均噪声功率；统计分析；概率分布中图分类号：P7l6文献标识码：A文章编号：1006—009X(2015)02—0001—04AnalysisontheaveragenoisepowerstatisticcharacteristicsofwindprofileradarZhouXuhui，WangJianbo，WangLiming，LiJianyu，LiuHuanqian，LiuFeng(HunanMe

3、teorologicalEquipmentCenter，Changsha41OO07)Abstract：WindprofileriSakindofclearairradar，whichtakesatmosphericturbulenceasmaindetectingobject．Inrecentyears，thewindprofileradariswidelyused．Theapplicationoftheradardataisalsograduallyexpandedthatneedsdataprecisionhigherandhigher．Withthewindasthe

4、maindesignofthewindprofileradarintheearlystageisnotfullyconsideringtheintensityinformationofquantitativemeasurement，becausethedatacannotmeetthedemand．Themainreasonisthattheaveragenoisepowerisnotaccurateestimated．Basedoncurrentprocessandmethodforthewindprofileradarsignal，bymeansofsomereasona

5、bleassumptions，thispaperobtainstheprobabilitydistributionoftheaveragenoisepowerspectrum，andusesthedatameasuredbyBeijingYanqingwindprofileradartovalidatethenoisemode1．Theoreticalresultsfitwellwiththeoreticalmode1．Keywords：windprofileradar；averagenoisepower；statisticalanalysis；probabilitydist

6、ribution回波产生的根本原因，这就决定了其回波信号是0引言一种微弱且伴随多种杂波的随机信号l_】]。近年风廓线雷达是一种以大气湍流为主要示踪来，随着社会的发展工业的进步，电磁环境变得越物，以柯尔莫哥洛夫局地均匀各向同性湍流假设来越复杂，同时随着风廓线雷达资料得到广泛利为基础的，通过测量湍流径向速度来反演大气风用，应用也越来越广，国内相关学者也开始利用风场的新型遥感设备，由于湍流运动是风廓线雷达廓线雷达资料展开雨滴谱分布，降水定量测量，降收稿日期：2014—09—18．作者简介：周旭辉(1984一)，男，硕士，工程师．研究方向：气象装备保障技术研究与应用．·2·气象水文海

7、洋仪器水识别等领域的研究_2]。若要实现回波强度定其中，m∑(￡+kT)为噪声，且：量测量，需要解决的关键技术问题就是准确确定平均噪声功率[5]。因此，研究风廓线雷达平均噪lim1Cn(￡+愚T)一0(4)声功率概率分布对于改进平均噪声功率算法提高⋯平均噪声功率定量计算精度很有意义。所以，可以认为输入噪声信号是均值为零，方差为的随机高斯白噪声。而经过Na次相干1噪声功率谱分布理论模型积分后，其均值保持不变，但方差变为原来的信号经由中频接收机输出的，Q信号经过倍，若以c(￡)表示相干积分后噪声回波的多次相