雷达回波识别

雷达目标识别特征时域频域极化域雷达目标识别是雷达技术应用的一个重要方向，其目的是通过分析和提取目标的特征信息，实现对目标的自动识别和分类。

在雷达目标识别中，时域、频域和极化域是常用的特征表示方式。

本文将从这三个方面介绍雷达目标识别的特征提取方法和应用。

一、时域特征时域特征是指雷达回波信号在时间上的变化规律。

时域特征包括回波信号的脉冲宽度、脉冲重复频率、脉冲重复间隔等。

这些特征能够反映目标的物理尺寸、运动状态等信息。

例如，目标的尺寸越大，回波信号的脉冲宽度就越宽；目标的速度越快，脉冲重复频率就越高。

通过分析时域特征，可以实现对目标的运动状态和形态的判断。

二、频域特征频域特征是指雷达回波信号在频率上的变化规律。

频域特征包括回波信号的频谱分布、频率偏移、频率调制等。

这些特征能够反映目标的散射特性、材料成分等信息。

例如，回波信号的频谱分布可以反映目标的散射截面积，不同目标具有不同的频谱分布特性。

通过分析频域特征，可以实现对目标的散射特性和材料成分的识别。

三、极化域特征极化域特征是指雷达回波信号的极化状态。

雷达回波信号可以分为水平极化和垂直极化两个方向。

目标的极化特性可以通过分析回波信号的极化矩阵来描述。

极化矩阵包括目标对水平极化和垂直极化的散射系数，可以用来表征目标对不同极化状态的响应差异。

通过分析极化域特征，可以实现对目标的极化特性和材料性质的判断。

时域、频域和极化域是雷达目标识别中常用的特征表示方式。

通过分析这些特征，可以提取出目标的运动状态、形态、散射特性、材料成分和极化特性等信息，实现对目标的自动识别和分类。

在实际应用中，可以根据目标的不同特征选择合适的特征提取方法，并结合机器学习算法进行目标识别。

雷达目标识别技术在军事、航空、交通等领域具有重要的应用价值，对提高雷达系统的性能和智能化水平有着重要意义。

多普勒雷达晴空回波识别与应用冷亮;黄兴友;杨洪平;张思进【摘要】Based on the data quality control of Chinese new generation Doppler weather radar, an efficient method is proposed to recognize the clear air echoes according to the statistical results of radar data from April to September 2009 in Xuzhou, Jiangsu Province. Different recognition parameters for different radial distance (less than 25 km and between 25 and 200 km) are used to retain the clear air echoes, which can be used as nowcast reference, and remove other non-precipitation echoes such as super-refractive ground clutters. The velocity data of the recognized non-precipitate echo area can be employed to estimate atmospheric advection and prediction.%在现有多普勒天气雷达资料质量控制基础上,采用徐州雷达站2009年4月和9月雷达资料,统计并对比几种常见的降水回波与非降水回波特性,找出一种有效地识别晴空回波的方法.该方法在不同径向距离区间(小于25 km及25～200 km)采用不同的识别参数,能够较好地将非降水回波中对临近预报有用的晴空回波信息保留,而将其他非降水回波信息(地物回波、超折射回波等)剔除.依据该方法识别的晴空回波区域所对应Doppler速度可用于判别大气平流状况,从而为预报工作提供帮助.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2012(040)004【总页数】8页(P534-541)【关键词】多普勒天气雷达;非降水回波;晴空回波;识别【作者】冷亮;黄兴友;杨洪平;张思进【作者单位】中国气象局武汉暴雨研究所暴雨监测预警湖北省重点实验室,武汉430074;南京信息工程大学大气物理学院,南京210044;中国气象局气象探测中心,北京100081;新西兰奥克兰大学大气物理实验室,新西兰【正文语种】中文天气雷达所探测到的回波不仅包括降水粒子后向散射产生的降水回波，还包括昆虫、鸟［1］以及大气折射梯度不均匀体（由湍流产生）、地物以及超折射条件下地物产生的非降水回波［2－3］。

机载气象雷达
机载气象雷达可以探测航路上的雷雨、湍流、冰雹等恶劣天气区域，辅助飞行 员沿安全路径避绕各种危险区域。 特点：
体积小，重量轻，构成简单（普通雷达由六部分组成，机载雷达由四部分组成：收发 组、天线组、显示器、控制盒）
探测范围为航路前方及左右扇形区域（通常可达320n mile 即592km），显示气象 目标的平面分布图像及相对于飞机的方位。 降水率的彩色雷达色调： 红色－大雨区； 黄色－中雨区； 绿色－小雨区； 黑色－微雨或无雨区。 紫色（或品红、降红色）－与降雨区相伴的湍流区【有些雷达用白色表示湍流区】。 除可探测航路危险气象区域外，也可用于观察飞机前下方地形等障碍物，用作雷达导 航信标。
机载雷达的基本工作方式
准备（STBY）方式 开机后的过渡状态，准备状态约持续70s，此时显示器上显示“WAIT”等待字样。 自检（TEST）方式 是对雷达性能的快速全面检查。在地面或空中均可进行。性能正常时显示器显示出规 则的彩色自检图；有故障时显示故障组件通告信息。 气象（WX）方式 按下wx键，降水率不同的区域在屏幕上用不同色彩显现。注：机载气象雷达无法探测 不降雨的云区。 湍流（TURB）方式 按下此键，屏幕上显示出湍流区的紫色（或品红）图像，其它雨区的红、黄、绿色图 像不显示。 轮廓（CYC）方式 此时屏幕显示空中气象目标的平面分布图。红色降雨区按每秒一次（半秒消失）的间 隔闪烁提醒飞行员注意。此时黄色盒绿色图像仍与气象方式一样稳定显示。 地图（MAP）方式 显示器以不同颜色显示飞机前下方扇形区域中的地形。可帮助飞行员判明当前地理位 置和飞机实际航向。
目前所用雷达均为彩色显示，根据目标物的反射率，将不同强度 的回波分为若干色调。如我国的714系列天气雷达将反射率因数 从0到75dBZ分为从深蓝到深红15种颜色。

临近 预报 等方 面 。 。在提 高 多普勒 天气 雷达 资料 的质 量 方 面 ， 黎平 等 ［ 江 源等 ＿ 刘 １ 、 １ 行 了 对多 普 妇进 勒天 气雷 达地 物 回波 模 糊 识 别 方 法 的研 究 ， 效 识 有
１ Ｂ 以下 。虽 然 回波 的 最大 强 度可 达 到 ２ Ｂ ５ｄ Ｚ ０ｄ Ｚ
本 文所 选数 据 为 北 京 Ｓ 雷达 观 测 的基 数 据 。 Ａ 为 了减小 雷达估 测 降 水 的误 差 ， 文 主要 目的是 识 本 别非 降水 回波 。非 降水 回波 的定 义是 在地 面没 有观
再 根据 这个 阈值 ， 每个格 点 回波进 行判 断 ， 对 最后 将 每个格 点 回波识 别 为 降 水 回波 或 者 是 非 降 水 回波 。 而逻辑识 别 用 的隶属 函数 是根 据 降水 回波 和非 降水 回波 的特性 差 异 得 到 的 。另 外 ， 识 别 方 法 主要 考 本 虑的是对非 降水 回波采取严 格 的识 别标 准 ， 要是 防 主 止降水 回波被误 判为非 降水 回波 ， 而造 成雷 达资 料 从
构 常数 估 算 模式 研 究 ； 鸣 等＿ 分 析 了南 京 地 区 晴 魏 ５ 空 回波 的演 变特 征 ， 为南 京 地 区 的晴 空 回波 主要 认
由布 拉格 散射 引起 。 在不 同 的 回波 分类 方 法方 面 ， ｔｉｅ 等 从 回 Ｓｅｎ ｒ
流造 成 的折 射指 数起 伏 引起 的散 射 及 气 溶胶 、 虫 昆
的 阈值设 为 ０ ５ ． 。④ 对 于 面 积 在 ２ ０ ｍ 以上 的 ００ｋ
ｔ ｒ） ｕ ｅ 温度 高 于 ２ ３Ｋ， 为该 回波 为 晴 空 回波 。经 ７ 认 过 对数 据 的分 析 ， 晴 空 时 出现 的 回波 与有 云 但 无 在 降水 时 的回波在 特 征 上 较 为相 似 ， 故将 这 两 类 回波 作 为一 类 ， 统归 为 非 降 水 气 象 回波 进 行 分 析 。本 文