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基于改进岭回归的气象雷达风力涡轮机杂波抑制方法技术

技术编号:23313868 阅读:78 留言:0更新日期:2020-02-11 17:28
本发明专利技术公开了一种基于改进岭回归的气象雷达风力涡轮机杂波抑制方法,该发明专利技术针对回归模型中数据存在较强的共线性时,导致参数估计值不稳定且估计精确度较低的问题,首先引入加权岭回归模型,接着采用广义交叉验证(GCV)获取岭回归模型中的最优回归参数,进而求解被风力涡轮机杂波(WTC)污染的气象信号谱矩信息。本发明专利技术在低信噪比条件下估计精度高、运算量小,易于工程实施。

Wind turbine clutter suppression method based on improved ridge regression

【技术实现步骤摘要】
基于改进岭回归的气象雷达风力涡轮机杂波抑制方法
本专利技术涉及一种基于改进岭回归的气象雷达风力涡轮机杂波抑制方法,属于雷达杂波抑制领域。
技术介绍
研究表明,风力涡轮机对雷达、通信导航等电子设备产生重大干扰。针对气象雷达,现有的杂波抑制技术无法有效抑制风力涡轮机杂波,且会造成原有的气象信息损失,严重影响气象信息的预测精度。常规的风力涡轮机杂波抑制方法主要分为两种—时域、频率滤波方法。时域滤波考虑地物杂波如植被内部运动引起的多普勒频谱展宽,气象雷达进一步引入了自适应处理方法,即根据接收杂波信号自适应调整时域滤波器阻带的位置和宽度,提高对地物杂波的抑制性能,而频域滤波将气象雷达接收信号的自相关函数通过加权FFT得到其地物杂波与气象回波的功率谱,对零多普勒单元输出信号直接置零,实现对静止地物杂波的有效抑制。两种滤波算法都是基于杂波信号与气象回波在多普勒域或二维距离-多普勒域可分离条件,对杂波进行有效抑制。但风力涡轮机杂波由于大型叶轮高速旋转,其多普勒频谱严重展宽甚至产生混叠,因此气象回波淹没在风力涡轮机杂波中,导致时、频滤波均无法在抑制杂波信号的同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于改进岭回归的气象雷达风力涡轮机杂波抑制方法,其特征在于,包括如下具体步骤:/n步骤一、气象雷达接收端回波信号为:/n假定气象雷达第i个距离单元C

【技术特征摘要】
1.基于改进岭回归的气象雷达风力涡轮机杂波抑制方法,其特征在于,包括如下具体步骤:
步骤一、气象雷达接收端回波信号为:
假定气象雷达第i个距离单元Ci接收到风力涡轮机杂波WTC信号,其第k个脉冲下接收信号Ci(k)为:
Ci(k)=si(k)+wi(k)+ni(k),k=1,...,K
其中si(k)、wi(k)、ni(k)分别表示第i个距离单元在第k个脉冲时接收的气象信号、WTC信号和噪声信号,K为雷达相干积累脉冲数;
与第i个距离单元相邻的第j个距离单元Cj未接收到WTC信号,其在第k个脉冲下接收信号Cj(k)为:
Cj(k)=sj(k)+nj(k)
其中sj(k)、nj(k)分别表示第j个距离单元在第k个脉冲时接收的气象信号、噪声信号;
步骤二、相邻距离单元气象信息提取,具体为:
在存在WTC污染的第i个距离单元Ci两侧各取10个距离单元,得到相邻距离单元气象信号包含功率、多普勒速度和谱宽在内的谱矩参数;
2.1构建拟合矩阵X:



其中rl表示第l个距离单元上散射点的斜距,l=i-10,...,i+10,X的维数为L×M,L为选取的距离单元数,L=20,M为多项式阶数,M=3;
构建包括受WTC污染的第i个距离单元在内的拟合估计矩阵X*:



2.2谱矩参数计算:
平均多普勒速度估计为:



平均速度谱宽估计为:



平均功率估计为:
p=R0l
其中,λ为雷达工作波长,PRF为雷达脉冲重复频率,∠表示取相位角,R0l表示第l个距离单元回波信号序列零延迟自相关参数,R1l表示第l个距离单元的回波信号序列一阶自相关参数;
根据上述平均多普勒速度估计、平均速度谱宽估计和平均功率估计公式,计算第i个...

【专利技术属性】
技术研发人员:沈明威吉雨姚旭王晓冬万晓玉
申请(专利权)人:河海大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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