机载前视气象雷达信号处理关键技术研究

机载前视气象雷达能够实时准确地显示飞机前方的气象条件，极大地提高了飞行的安全和舒适性，是民航飞机的"双眼"。对飞行最大的危胁是风暴以及湍流（航路飞行）和微下击暴流引起的低空风切变（起降阶段）。飞机在起降阶段时，高度很低且雷达处于下视工作模式，微弱的风切变气象目标信号通常淹没在很强的地杂波之中。机载前视气象雷达的关键是信号处理，这也是国外的生产厂家高度保密、一直不断改进提高的核心。本项目主要围绕机载前视气象雷达信号处理关键技术开展研究，主要内容包括：湍流、低空风切变的雷达信号高保真仿真以及检测方法、地杂波抑制、气象目标定标等。希望通过本项目的研究，为我国研制具有自主知识产权的机载气象雷达突破关键技术，并为国产大飞机（C919等）气象雷达的国产化做出贡献。此外，有关成果也可以用于机载火控雷达、地基和机载气象观测雷达（用于一般气象观测）等。

本项目针对机载前视气象雷达信号处理关键技术开展了相关研究，具体包括机载气象雷达回波仿真、湍流检测、风切变检测、地杂波抑制、气象目标定标和机载气象雷达实时故障监控等。.在机载气象雷达回波仿真方面，提出了在利用流体力学仿真方法仿真气象目标风场基础上应用点目标回波叠加的机载气象雷达回波仿真思路，并构建了相应的机载气象雷达回波信号仿真平台。该方法是基于微物理的仿真过程，能够更真实地模拟实际情况。与以往基于统计的回波仿真方法相比，该方法可以灵活地设置雷达参数、目标参数和环境参数，更贴切地反映真实情况。.在湍流检测方面，完整掌握了机载气象雷达湍流检测的流程，提出了一种湍流定标的方法，还提出了解决低信噪比条件下的参数化湍流检测方法。.在风切变检测方面，完整掌握了机载气象雷达风切变检测的流程，提出了基于压缩感知的风切变检测方法，解决了小样本情况下的风切变检测问题。.在地杂波抑制方面，提出了利用可视性分析和结合地形数据气象模式地杂波剔除方法，提出了基于双门限控制的风切变模式地杂波抑制方法。.在雨衰补偿方面，研究分析了引起雨衰的因素和影响雨衰补偿误差的因素，并对雨衰补偿的文献进行综述研究，清楚掌握了雨衰的机理、补偿机制和雨衰补偿方法的应用与发展趋势。.在机载气象雷达实时故障监控方面，在对机载气象雷达及其交联系统进行设备失效测试的基础上，提出了一种基于飞机状态监控系统（Aircraft Condition Management System，ACMS）的机载气象雷达实时故障监控方法。.本项目共发表相关研究论文33篇，其中SCI检索1篇，EI检索11篇，授权国家发明专利4项，公开国家发明专利1项。