敏视达雷达PPI回波天线周期间波动_原因分析和解决办法_2014年3月14日.doc

敏视达雷达PPI回波天线周期间波动_原因分析和解决办法2014年3月14日3月15日补充1 现象我们准备利用这部雷达的数据，进行地物回波的研究。为此，我们将天线仰角为0.5度的回波（dBT，即未经过地物抑制处理）进行显示如下：上面两张图，在时间上相差6分钟。但是我们观察发现，图像会有一些波动。依次查看“波动的图片”目录下的一系列回波图片，可以很容易的发现这个现象。另外，我们还将这些图片生成了一个Clutter.GIF文件，可以更明显的看到这种波动的现象。注意：这两张图之间，雷达的工作状态没有任何改变，都是在VCP21模式下工作，而且中间没有间断。天线也一直在顺时针方向上扫描，没有进行扇扫。2 原因分析第一幅图的前5个径向上的方位为：0.0160.9831.9963.0343.9825.0155.9986.9908.0229.014而第2幅图的前10个径向上的方位为：359.9780.9862.0353.0184.0015.0266.0047.0178.0179.008对比了不同天线圈数的数据，发现每个径向上的方位都是几乎完全相同的。并不是像以前想象的那样。（以前我们以为：第1个天线周期可能从01、12、23 度进行处理；第1个天线周期可能从0.51.5、1.52.5、2.53.5 度进行处理，这样就会造成波动了。）这就奇怪了？！ 在相同的方位上，观测到的回波为何不同（由于现在是PPI顺序扫描，因此天线齿轮的间隙、天线角码数据传输的延迟，都无法解释）3 利用IQ来进行分析我们决定对IQ数据进行精细分析，来查找这个问题的原因。我们在PPI图确定了一个点目标，这个点目标回波幅度比较强，而且幅度稳定，在连续几天观测的回波中，都出现。这就说明这是一个固定的地物。该点目标位于方位223度，距离为45.67km（相当于第610个距离点）。如下图：目标然后，找出该点目标的回波对应的IQ数据。将该目标在64个相关脉冲下，幅度随天线方位变化的起伏波形绘制如下。可以看出：在这个天线周期下，当天线方位为223.2度时，幅度最大。因此，只要在其它几个天线周期下，如果该目标随方位变化的样子和上图一样，就说明PPI回波天线周期间波动是由于雷达RVP9信号处理的问题。否则，则说明IQ数据这里的方位就不对了。在相邻的其它天线周期中，该目标的幅度随方位变化如下（为了对比方便，显示的方位区间都是相同的，都是从222.5223.5度）：我们将9个天线周期，该目标随方位的幅度变化叠加在一起显示，如下图：4 结论通过上述对同一个目标在相邻天线周期间，基于采集的IQ数据，绘制该目标随方位的幅度的变化曲线，我们发现下面的现象： 在不同天线周期间，同一个目标的方位中心在不断变化，变化的幅度最大达到0.5度。（这是极不正常的！）由此，我们可以判定：从天线上安装的方位角码传感器 伺服机箱数字中频接收机RVP9计算机记录成IQ数据文件中的方位值，这中间存在问题。那么会不会是该目标自身在天线周期间的方位会有这么大的变化呢？或者即使目标自身没有运动，但是由于电磁波传输的不确定性（电磁波传输是非常复杂的，多径、干涉、反射等，都会造成回波的起伏），造成回波的方位值有这么大的变化呢？根据以前我们看到的别的雷达的回波图和对IQ数据的分析，尽管目标在天线周期间的方位肯定会有变化，但不会有这么大，都是非常小的，和天线角码的量化值相当，都在0.1度以内。5 下一步工作希望敏视达公司检查一下，从天线上安装的方位角码传感器 伺服机箱数字中