雷達訊號之時頻分析

Time-Frequency analysis of radar signal

林鴻志(Hong-Zhi Lin)

指導教授 ： 劉兆漢

國立中央大學/資訊電機學院/電機工程學系/碩士(2006年)

摘要

本文利用中壢特高頻雷達在觀測大氣訊號時，常有雜訊污染訊號，使訊號無法有效利用。在本研究中，主要針對飛機及降雨對雷達訊號的干擾來進行濾波，而使用的方法為新技術希爾伯-黃轉換（Hilbert-Huang Transform，HHT），在濾除飛機訊號時，也藉助基波轉換（Wavelet Transform，WT）在數學上的貢獻，與HHT相輔相成，有效率的進行濾波，最後而發展了一套「自動化濾波」。而濾波結果彼此比較都卜勒速度、頻寬、頻譜等，判斷是否正確，最後再看看其結果是否在雷達訊號裡接近大氣的波動，使其有效再利用與分析。

關鍵字

基波轉換 ； 希爾伯-黃轉換 ； 自動化濾波 ； 都卜勒速度

並列摘要

When we use Chung Li VHF radar to observe atmospheric signal, there are some noise make the signal feckless. In this study, we use wavelet transform and a new method called Hilbert-Huang Transform to filter the plane and precipitation signal, that is, the noise. By this way, we create a process called "auto-filtering process" to filter the noise from normal atmospheric signal. We used the observed data to calculate the echo power, the Doppler frequency shift, spectral width and signal-to-noise ratio by the moment method. After comparing these outcomes with normal atmospheric signal, we can determine if the method is useable.

並列關鍵字

Hilbert-Huang Transform ； Wavelet Transform ； Doppler frequency shift ； Auto-filtering process

參考文獻

[1]Atlas, D., R.C. Srivastava and R.S. Sekhon, Doppler Radar Characteristics of precipitation at vertical incidence. Rev.Geophys. Space Phys.,11,1-35, 1973.

[2]Balsley, B.B., and K.S.Gage, The MST radar technique: Potential for atmospheric studies. Pure apply.Geophys., 118, 452-493, 1980.

[3]Boisse, J. C., V. Klaus, and J. P. Aubagnac, A Wavelet Transform Technique for Removing Airplane Echoes form ST Radar Siganls, 1998.

[4]Chu, Y.H., C.H.Lin, The severe depletion of turbulent echo power in precipitation observed using the Chung-Li VHF radar, 29, 1311-1320, 1994.

[5]Chu, Y.H., T.Y. Chen, T.H. Lin., An examination of the wind-driven effect on the drift of precipitation particles using the Chung-Li VHF radar., Radio Sci., 32, 957-9666, 1997.