申请/专利权人：西安电子科技大学

申请日：2024-03-16

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN118209957A

主分类号：G01S7/48

分类号：G01S7/48;G01S17/95;G01W1/18

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.07.05#实质审查的生效;2024.06.18#公开

摘要：本发明公开了一种基于MP雨滴谱的雷达电磁波衰减校正方法，主要解决现有技术对在短距离下电磁波雨衰减仿真计算结果与实测结果相差较大的问题，其实现方案是：通过等体积球方法建立不同直径大小的雨滴颗粒模型；基于MP雨滴谱分布计算空间中不同直径大小雨滴的数目；采用均匀随机分布对各个雨滴颗粒在空间中的三维几何坐标进行生成；利用空间网格划分的方法计算不同频率下的电磁波雨衰减大小；建立神经网络模型，利用实测数据对该模型进行训练，使用训练好的模型对计算的结果进行校正，使其与实测的数据更加贴合。仿真结果表明，本发明能将电磁波雨衰减计算结果与实测数据结果的校正拟合度达到98％，可用于自适应巡航控制、自动紧急制动及碰撞预警。

主权项：1.基于MP雨滴谱的雷达电磁波衰减校正方法，其特征在于，包括如下步骤：1采用商业电磁仿真软件CST，基于等体积球方法建立直径Di∈{1，2，...，8}的球体模型，仿真得到不同频率fj下各个球体模型的S21参数，其中fj的范围为：0.3GHz≤fj≤40GHz，间隔为0.1；2通过所得到的S21参数建立数据集U＝{Uj，j＝1,2，...，397}，其中数据集中的每个元素为不同频率fj下对应不同直径Di的雨滴颗粒S21参数；3读取降雨量大小R和探测距离L，在YOZ截面上建立平面为V、X方向长度为L的三维空间Q，其中：0mm≤L≤105mm；4在三维空间Q内，基于MP雨滴谱分别计算得到直径大小为Di的雨滴数目Ni，其表达式如下： 对上述表达式进行求解，得到该三维空间中的雨滴颗粒总数目n： 5在三维空间Q中，基于均匀随机分布对每个雨滴颗粒的三维坐标进行生成，分别记为Xn、Yn和Zn，其中0mm≤Xn≤L、0mm≤Yn≤103mm、0mm≤Zn≤103mm；6将三维空间Q的YOZ截面V划分成大小为10mm×10mm的网格Wyz，其中y，z∈{0，1，2，...，99}；7依照Yn和Zn的数值大小与网格长度10的倍数关系对每个雨滴颗粒进行划分，以将每个雨滴归纳到对应的网格内；8计算网格Wyz内的电磁波衰减系数：8a将网格Wyz内雨滴颗粒的X坐标按照从小到大的顺序进行排序，并在数据集U中找到对应频率和直径大小的S21数据8b对网格Wyz内的所有数据进行求和，得到该网格内的衰减系数Tyz；9重复步骤8，循环遍历所有的网格，得到每个网格内的衰减系数，再对所有衰减系数进行求和，得到三维空间Q内电磁波雨衰减计算结果T；10将计算结果T与实测数据X进行比对：10a设置实测频率F和约束阈值ρ；10b计算电磁波衰减结果T与实测数据X的拟合度δ；10c将拟合度δ与约束阈值ρ进行比对：若拟合度δ大于或等于约束阈值ρ，则计算结果为最终电磁波衰减的结果；否则，进行步骤11；11对计算结果进行校正：11a设置降雨量大小R′；11b基于机器学习方法，建立神经网络模型A，并采用数据集U训练该模型；11c将实测频率F、降雨量R′和实测数据X输入训练后的到神经网络模型，输出在频率F下不同直径大小雨滴颗粒的S21数据，并用该数据替换数据集U中对应的S21数据；11d重复步骤8和9，得到新的电磁波衰减结果T′即为最终校正后的电磁波雨衰减结果。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安电子科技大学 基于MP雨滴谱的雷达电磁波衰减校正方法

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