CN111044984B - 一种基于威力分布的雷达性能检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于威力分布的雷达探测性能检测方法，其通过统计一段时间内的雷达反射率因子概率分布情况，并将其与雷达不同探测模式下的反射率因子分布曲线比对，若在相同高度下，雷达能够探测到与雷达反射率因子分布曲线对应的反射率因子值或更弱的反射率因子值，则雷达的性能满足或由于设计；反之，则雷达的性能不足。从而实现了对使用中的雷达进行性能检测。
Description
技术领域
本发明涉及云雷达领域，具体涉及一种基于威力分布的雷达性能检测方法。
背景技术
雷达具有抗干扰能力强、分辨率高等特点，在测距、测速、测角和跟踪等军事和民用领域得到了广泛的应用。一般来说，雷达探测性能的优劣及性能的变化对于雷达观测数据的准确性十分重要，雷达探测性能若不满足设计要求，会导致雷达观测数据效果不佳。且雷达是长时间观测运行的设备，观测运行期间设备的性能参数会随之发生变化，因此，长时间的观测也需要有一种能够利用雷达观测数据阶段性地检验雷达性能的方法。但是，目前没有对使用中雷达性能检测的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于威力分布的雷达性能检测方法，其能够对使用中的雷达进行性能检测。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于威力分布的雷达探测性能检测方法，其包括：
S1、统计雷达在统计时间段内的反射率因子概率密度分布情况；
S11、设定雷达反射率因子范围，并进行分段；
S12、设定雷达探测模式，雷达发射脉冲信号，并按照设定的时间间隔采样获取所有高度值下的雷达脉冲回波；
S13、重复步骤S12，直至统计时间段结束，根据统计时间段内的所有雷达脉冲回波在各反射率因子分段区间的个数，形成雷达反射率因子的概率分布；
S2、求取雷达在不同探测模式下的反射率因子分布曲线；
S3、将雷达的反射率因子分布曲线与统计时间段内的雷达反射率因子的概率分布进行比较；
若在相同高度下，雷达能够探测到与雷达反射率因子分布曲线对应的反射率因子值或更弱的反射率因子值，则雷达的性能满足或由于设计；反之，则雷达的性能不足。
所述雷达的探测模式包括中云探测模式、边界云探测模式、卷云探测模式和降水探测模式。
所述反射率因子范围根据雷达探测性能设定。
所述雷达在不同模式下的反射率因子分布曲线根据以下表达式求取：
其中，Z为雷达反射率因子，R为雷达作用距离，Pr为接收机输入信号功率，Pt为雷达发射机模块峰值功率，G为雷达天线增益，θ为雷达天线水平波束宽度，为雷达天线垂直波束宽度，τ为发射脉冲宽度，c为光速，λ为雷达工作波长，L为雷达系统损耗，Kr为大气双程传输损耗，|K|2为散射粒子的介电性质决定的常数，ψ为充塞系数。
采用上述方案后，本发明通过统计一段时间内的雷达反射率因子概率分布情况，并将其与雷达不同探测模式下的反射率因子分布曲线比对，若在相同高度下，雷达能够探测到与雷达反射率因子分布曲线对应的反射率因子值或更弱的反射率因子值，则雷达的性能满足或由于设计；反之，则雷达的性能不足。从而实现了对使用中的雷达进行性能检测。
附图说明
图1为本发明的检测方法流程图；
图2为本发明具体实施例的6月雷达威力分布图；
图3为本发明具体实施例的7月雷达威力分布图.
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明揭示了一种基于威力分布的雷达探测性能检测方法，其包括：
S1、统计雷达在统计时间段内的反射率因子概率密度分布情况。
S11、设定雷达反射率因子范围，并进行分段；
雷达反射率因子由雷达的探测性能(雷达参数)决定。进行雷达反射率因子范围分段时，需进行等间隔分段，分段的歩进值可以根据根据实际情况设定，可以设为1dBZ,也可以设为2dBZ或其他步进值。
S12、设定雷达探测模式，雷达发射脉冲信号，并按照设定的时间间隔采样，获取相应高度值下的雷达脉冲回波；
雷达探测模式一般包括中云探测模式、边界云探测模式、卷云探测模式和降水探测模式，不同模式下，雷达发射的脉冲信号脉宽不同。
高度值为雷达探测高度范围内的高度值。按照设定的时间间隔采样雷达脉冲回波，即表示按照等高间隔取高度值。
S13、重复步骤S12，直至统计时间段结束，根据统计时间段内的所有雷达脉冲回波在各反射率因子分段区间的个数，形成雷达反射率因子的概率分布。
S2、求取雷达在不同探测模式下的反射率因子分布曲线；
雷达在不同模式下的反射率因子分布曲线根据以下表达式求取：
其中，Z为雷达反射率因子，R为雷达作用距离，Pr为接收机输入信号功率，Pt为雷达发射机模块峰值功率，G为雷达天线增益，θ为雷达天线水平波束宽度，为雷达天线垂直波束宽度，τ为发射脉冲宽度，c为光速，λ为雷达工作波长，L为雷达系统损耗，Kr为大气双程传输损耗，|K|2为散射粒子的介电性质决定的常数，ψ为充塞系数。雷达的不同探测模式在发射脉冲宽度τ等参数方面不同。
S3、将雷达的反射率因子分布曲线与统计时间段内的雷达反射率因子的概率分布进行比较；
若在相同高度下，雷达能够探测到与雷达反射率因子分布曲线对应的反射率因子值或更弱的反射率因子值，则雷达的性能满足或由于设计；反之，则雷达的性能不足。
雷达反射率因子概率密度分布与雷达不同探测模式下的分布曲线对比，雷达若出现故障或某些元器件出问题，在相同高度下，雷达在相应的模式下探测不到雷达参数曲线对应的反射率因子值，即雷达反射率因子概率分布在雷达不同探测模式曲线的右侧。
为详尽本发明内容，以下将列举一具体实施例进行说明。
本实施例中的统计时间段以一个月计，雷达反射率因子范围为(-60dBZ，40dBZ)，分段步进值为1dBZ。
如图2和图3所示，本实施例分别统计了6月和7月的雷达反射率因子概率分布。将雷达的中云探测模式、边界云探测模式、卷云探测模式和降水探测模式下的反射率因子分布曲线与6月、7月的雷达反射率因子概率分布比较可知，雷达的反射率因子概率分布中部分点位于各反射率因子分布曲线上，或者位于各反射率因子分布曲线的左侧，即表示该雷达的探测性能满足要求。
综上，本发明的关键在于，本发明通过统计一段时间内的雷达反射率因子概率分布情况，并将其与雷达不同探测模式下的反射率因子分布曲线比对，若在相同高度下，雷达能够探测到与雷达反射率因子分布曲线对应的反射率因子值或更弱的反射率因子值，则雷达的性能满足或由于设计；反之，则雷达的性能不足。从而实现了对使用中的雷达进行性能检测。
以上所述，仅是本发明实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种基于威力分布的雷达探测性能检测方法，其特征在于：所述检测方法包括：
S1、统计雷达在统计时间段内的反射率因子概率密度分布情况；
S11、设定雷达反射率因子范围，并进行分段；
S12、设定雷达探测模式，雷达发射脉冲信号，并按照设定的时间间隔采样获取相应高度值下的雷达脉冲回波；
S13、重复步骤S12，直至统计时间段结束，根据统计时间段内的所有雷达脉冲回波在各反射率因子分段区间的个数，形成雷达反射率因子的概率分布；
S2、求取雷达在不同探测模式下的反射率因子分布曲线；
所述雷达在不同模式下的反射率因子分布曲线根据以下表达式求取：
其中，Z为雷达反射率因子，R为雷达作用距离，Pr为接收机输入信号功率，Pt为雷达发射机模块峰值功率，G为雷达天线增益，θ为雷达天线水平波束宽度，为雷达天线垂直波束宽度，τ为发射脉冲宽度，c为光速，λ为雷达工作波长，L为雷达系统损耗，Kr为大气双程传输损耗，|K|2为散射粒子的介电性质决定的常数，ψ为充塞系数；
S3、将雷达的反射率因子分布曲线与统计时间段内的雷达反射率因子的概率分布进行比较；
若在相同高度下，雷达能够探测到与雷达反射率因子分布曲线对应的反射率因子值或更弱的反射率因子值，则雷达的性能满足或优于设计；反之，则雷达的性能不足。
2.根据权利要求1所述的一种基于威力分布的雷达探测性能检测方法，其特征在于：所述雷达的探测模式包括中云探测模式、边界云探测模式、卷云探测模式和降水探测模式。
3.根据权利要求1所述的一种基于威力分布的雷达探测性能检测方法，其特征在于：所述反射率因子范围根据雷达探测性能设定。
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