[发明专利]相控阵天气雷达及其自适应选频方法与系统

说明书

本发明公开了一种相控阵天气雷达及其自适应选频方法与系统，当先验信噪比大于等于设定阈值时，表明空域干扰信号强，通过调整方位角和/或俯仰角来避开干扰信号；若通过调整方位角和/或俯仰角能够避开干扰信号，即在某个方位角和俯仰角下先验信噪比小于设定阈值，则记录并保存该工作频率；若通过调整方位角和/或俯仰角无法避开干扰信号，即在任一方位角和俯仰角下先验信噪比均大于等于设定阈值，则不记录保存该工作频率；由此获得所有能通过调整方位角和/或俯仰角避开干扰信号的工作频率，再在这些工作频率中进行选频，结合对应的方位角和俯仰角能有效避开干扰信号；该方法无需人工参与，无需增加硬件结构，处理算法简单。

技术领域

本发明属于天气雷达探测技术领域，尤其涉及一种相控阵天气雷达及其自适应选频方法与系统。

背景技术

当前天气雷达已广泛应用于天气预报、机场监测以及军用气象监测等，随着地球环境的恶化，现有天气雷达如数字化天气雷达、多普勒天气雷达和网络化多普勒天气雷达已不能满足复杂天气和突发天气要求，如风精细化天气预报（暴雨、冰雹台风、雷电等）、切变风监测、下沉气流监测以及机场飞鸟监测等。X波段单偏振相控阵天气雷达、X波段双偏振天气雷达以及X波段协同组网雷达系统在高分辨率和高覆盖率上具有突出优势，可以更早、更快、更准地实现精细化探测。但X波段天气相控阵雷达及其系统的工作频段为9.3GHz～9.5GHz，该频段的外界电磁环境复杂，经常受到同频干扰，导致设备无法进行正常工作。

目前，解决相控阵天气雷达及其系统避开同频干扰的方法有如下几种：

第一种，现场测试选频方法。在相控阵天气雷达的建设现场，技术人员和工程人员采用频谱仪扫描测试外界频率干扰情况，并记录存在的干扰频率，待相控阵天气雷达在该区域建设并使用时避开这些干扰频率。该方法可以直接测试出干扰频点，但操作复杂且工程量大，并且不具有实时性。

第二种，接收通道闭环反馈射频对消方法。在射频前端通过产生与干扰信号反相的抑制信号，并与干扰信号叠加以抵消干扰信号。该方法虽然可以对干扰信号有部分抵消作用，但电路结构复杂，增加了相控阵雷达的成本。

第三种，软件对消方法。该方法在数字域实现，主要包含时域的干扰抵消技术、空域的自适应干扰置零技术以及变换域处理技术等，该类方法对干扰信号有部分抵消作用，但软件算法复杂，会影响系统其它方面的信号处理能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相控阵天气雷达及其自适应选频方法与系统，以解决现有技术中存在的操作复杂且工程量大，不具有实时性，电路结构复杂且成本高，以及影响系统信号处理能力的问题。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种相控阵天气雷达自适应选频方法，所述相控阵天气雷达安装于三维转台上，通过对所述三维转台进行控制以调整相控阵天气雷达的方位角和俯仰角，所述选频方法包括以下步骤：

步骤1：确定所述相控阵天气雷达的工作频率范围，并在所述工作频率范围内选择某一工作频率f_i，其中f_min≤f_i ≤f_max，f_max为最大工作频率，f_min为最小工作频率；