當(dāng)機(jī)載氣象雷達(dá)在海雜波背景下探測(cè)低空風(fēng)切變時(shí),海雜波信號(hào)會(huì)覆蓋低空風(fēng)切變信號(hào),造成風(fēng)速無(wú)法準(zhǔn)確估計(jì)。針對(duì)上述問(wèn)題,提出了一種在海雜波背景下基于多波束多級(jí)聯(lián)（multi-beam multi-cascade,MBMC）的低空風(fēng)切變風(fēng)速估計(jì)方法。該方法首先利用空時(shí)插值算法矯正機(jī)載前視陣海雜波的距離依賴性,然后對(duì)空間多波束聯(lián)合時(shí)域三次滑窗后的輸出再級(jí)聯(lián)多普勒濾波器,構(gòu)造得到降維變換矩陣,執(zhí)行空、時(shí)域聯(lián)合自適應(yīng)處理,最后通過(guò)構(gòu)造代價(jià)函數(shù)估計(jì)得到風(fēng)場(chǎng)速度。仿真結(jié)果表明,在海雜波背景下本文方法可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)場(chǎng)速度的準(zhǔn)確估計(jì),且具有較好的穩(wěn)健性。 

【文章來(lái)源】：系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2020,42(11)北大核心

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圖６不同海面風(fēng)速下的空時(shí)二維譜比較Ｆｉｇ．６Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｓｐａｃｅ－ｔｉｍｅｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｐｅｃｔｒｕｍａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｅａｓｕｒｆａｃｅｗｉｎｄｓｐｅｅｄｓ

·２４８６·系統(tǒng)工程與電子技術(shù)第４２卷??????????????????????????????????????????????????圖６不同海面風(fēng)速下的空時(shí)二維譜比較Ｆｉｇ．６Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｓｐａｃｅ－ｔｉｍｅｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｐｅｃｔｒｕｍａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｅａｓｕｒｆａｃｅｗｉｎｄｓｐｅｅｄｓ圖７展示了在風(fēng)速分別為２ｍ／ｓ、５ｍ／ｓ、８ｍ／ｓ海面下的低空風(fēng)切變風(fēng)速估計(jì)結(jié)果對(duì)比，當(dāng)海面風(fēng)速增加，本文方法依然可以獲得較為準(zhǔn)確的風(fēng)速估計(jì)結(jié)果，具有較好的穩(wěn)健性。圖７不同海面風(fēng)速下估計(jì)結(jié)果對(duì)比Ｆｉｇ．７Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｅｓｔｉｍａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｅａｓｕｒｆａｃｅｗｉｎｄｓｐｅｅｄｓ表２給出了不同海面風(fēng)速下的低空風(fēng)切變風(fēng)速估計(jì)均方根誤差計(jì)算結(jié)果，從表中可以得到在不同海面風(fēng)速下，本文所提方法可以得到較為準(zhǔn)確的風(fēng)速估計(jì)結(jié)果，具有較好的穩(wěn)健性。表２不同海面風(fēng)速下的風(fēng)速估計(jì)結(jié)果均方根誤差Ｔａｂｌｅ２Ｒｏｏｔｍｅａｎｓｑｕａｒｅｅｒｒｏｒｏｆｗｉｎｄｓｐｅｅｄｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｅａｓｕｒｆａｃｅｗｉｎｄｓｐｅｅｄｓ不同海面風(fēng)速／（ｍ／ｓ）均方根誤差／（ｍ／ｓ）２１．４７５１．６８８２．７３５結(jié)束語(yǔ)機(jī)載氣象雷達(dá)在海面環(huán)境下探測(cè)低空風(fēng)切變時(shí)，由于海面存在內(nèi)部運(yùn)動(dòng)速度，造成雜波譜展寬，進(jìn)而引起低空風(fēng)切變風(fēng)速估計(jì)不準(zhǔn)確，鑒于此，本文提出一種基于ＭＢＭＣ的低空風(fēng)切變風(fēng)速估計(jì)方法，通過(guò)構(gòu)建降維變換矩陣，

于基于多波束多級(jí)聯(lián)（ｍｕｌｔｉ－ｂｅａｍｍｕｌｔｉ－ｃａｓｃａｄｅ，ＭＢＭＣ）的低空風(fēng)切變風(fēng)速估計(jì)方法，此方法首先對(duì)機(jī)載前視陣回波數(shù)進(jìn)行空時(shí)插值距離依賴性矯正，然后對(duì)空域主波束及其相鄰多波束聯(lián)合其時(shí)域三次滑窗的輸出數(shù)據(jù)級(jí)聯(lián)多普勒濾波器，構(gòu)建空時(shí)降維變換矩陣，進(jìn)行空時(shí)聯(lián)合自適應(yīng)處理，最后通過(guò)構(gòu)造代價(jià)函數(shù)估計(jì)得到風(fēng)場(chǎng)速度。仿真結(jié)果表明：當(dāng)處于海雜波背景下時(shí)，本文方法可以準(zhǔn)確的估計(jì)得到風(fēng)場(chǎng)速度，且具有較好的穩(wěn)健性。１機(jī)載前視陣?yán)走_(dá)信號(hào)模型圖１為海雜波背景下機(jī)載前視陣氣象雷達(dá)下視探測(cè)低空風(fēng)切變幾何結(jié)構(gòu)模型，其中Ｈ代表飛機(jī)高度，Ｖ代表飛機(jī)速度，天線陣列垂直于飛行方向，由Ｎ個(gè)等效陣元構(gòu)成均勻線陣，相鄰陣元間距ｄ＝λ／２，λ為雷達(dá)波長(zhǎng)，海面散射單元相對(duì)于載機(jī)的俯仰角和方位角分別是φ和θ，φ０和θ０分別是低空風(fēng)切變信號(hào)的俯仰角和水平方位角，假設(shè)一個(gè)相干處理間隔（ｃｏｈｅｒｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｎｔｅｒｖａｌ，ＣＰＩ）內(nèi)時(shí)域采樣數(shù)為Ｋ，脈沖重復(fù)頻率為ｆｒ，那么第ｌ個(gè)距離單元內(nèi)的回波數(shù)據(jù)可表示為Ｘｌ＝Ｃｌ＋Ｓｌ＋Ｎ（１）式中，Ｃｌ代表第ｌ個(gè)距離單元內(nèi)海雜波回波數(shù)據(jù)；Ｓｌ代表第ｌ個(gè)距離單元內(nèi)低空風(fēng)切變回波數(shù)據(jù)；Ｎ為加性高斯白噪聲。圖１機(jī)載平臺(tái)探測(cè)風(fēng)切變結(jié)構(gòu)示意圖Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｗｉｎｄｓｈｅａｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｎａｉｒｂｏｒｎｅｐｌａｔｆｏｒｍ１．１海雜波第ｌ個(gè)距離門(mén)內(nèi)第ｎ個(gè)脈沖第ｋ個(gè)陣元所接收的海雜

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3055855