3.4.1　网格划分法

气象雷达波束照射区域范围广，整个地面都是散射源，除一些大的建筑物可看成点杂波外，其余都是一种分布散射现象。对于气象雷达波束照射地面区域的回波信号模拟。一般采用网格划分法［18-20］，它能够实现某区域分布式信号模拟，其原理示意图如图3.13所示。

图3.13　网格映像法示意图［34］

图3.13（a）表示的是在θ-φ平面内任意位置内的点散射集合体；图3.13（b）表示将由距离分辨率和频率分辨率构成的网格叠加在此平面内；图3.13（c）表示的是在每个单元内，将所有的散射体合并成为一个新的点散射体，它位于单元中心。

网格划分法的基本思想是：对于某区域数量众多的散射体，它们反射的雷达回波信号在雷达中进行处理时，由于雷达存在距离分辨率和多普勒分辨率，故信号间隔小于距离分辨率时，在雷达信号处理时，它们就不能被分辨开来，那么就可认为这些不能分辨开来的回波信号是由同一个散射体反射的。网格映像法根据距离分辨率和频率分辨率，将雷达波束照射区域划分为一个个相互独立的网格单元，网格内的散射体由于靠得很近而分辨不开，把网格内的所有散射体相加，形成一个新的符合散射体，将复合散射体当作一个点散射体来处理。这样，回波信号便转化为波束照射某个区域内所有点散射体回波信号的相干求和，这样就能实现回波信号的计算模拟。对应于本章目标回波信号的模拟计算，图3.13中θ和φ分别表示方位角和俯仰角，Δθ和Δφ分别表示叠加（积分）步长。

气象雷达发射信号通过云、降水粒子时将会被散射，其中一部分散射波返回雷达方向，被雷达天线接收。而该回波信号是整个散射区域返回目标回波信号的总和，实际上是对该区域各个散射体反射回波进行相干积累形成。因此，首先是要按雷达距离分辨率将雷达探测区域划分为各个距离门的组合，然后计算每个距离门内所有点散射体的回波并进行相干叠加，从而得到单个距离门内总的目标回波信号。雷达扫描距离门划分示意图如图3.14所示。

图3.14说明回波模拟中将其每个距离门内所有点散射体回波进行模拟显然是不现实的。通常的做法是采用网格映像法，将每个距离门划分为若干小的网格散射微元，把距离门内的所有散射微元的反射回波进行相干叠加，得到该距离门内总的回波。

图3.14　机载雷达扫描距离门划分示意图［24，134］