基于小波分析的低信噪比天气雷达回波弱信号提取

李 华, 高玉春, 柳云雷

（1.成都信息工程学院,四川成都 610225;2.中国气象局气象探测中心,北京 100081）

0 引言

在现代天气雷达的探测过程中,雷达接收机输出的回波信号不仅包括探测到的气象回波信号,同时也包含很多噪声,甚至有时噪声几乎淹没了有用信号。有用信号和噪声信号夹杂在一起,通常给雷达数据带来很多杂质。噪声的存在对目标信号的精确分析也有严重的影响。因此必须想办法从这种低信噪比的雷达回波信号中消除噪声,提高回波信号的信噪比,为正确识别目标信号提供有利条件。

对天气雷达弱信号的提取实质就是对信号进行去噪处理,其目的是消除噪声,将有用信号从强噪声背景中提取出来,或者用一些新技术和新方法提高检测系统输出信号的信噪比。对微弱信号检测理论与方法的研究,是目前雷达信号处理领域的一个热点,前人已经提出不少检测和提取弱信号的算法,并不断加以改进[1]。

1 雷达回波信号去噪方法简介

在信号处理中,用于提高信号的信噪比并提取弱信号的方法有很多,并且一直在不断改进和发展中。传统的方法分为时域方法和频域方法,经典时域方法指的是时域平均算法[2],是一种积累平均抗干扰过程,算法实现简单,但是抗噪性能很差。经典频域方法就是快速傅里叶变换（FFT）,该算法认为信号普遍表现为低频而噪声表现为高频,将信号进行FFT以后再用低通滤波器进行滤波。在实际工程应用中通常采用FIR滤波器对信号进行滤波,但是如果滤波器的窗函数选择不当,有时会滤除掉有用信号[3]。……