风电机组叶片旋转产生的展宽微多普勒回波容易与降水回波发生谱重叠，进而影响反射率因子、径向速度和速度谱宽等天气雷达产品。为评估全数字相控阵天气雷达阵元—脉冲联合处理对风电场杂波的抑制能力，选取烟台S波段双偏振天气雷达2024年6月11日强对流和2026年5月18日大范围暴雨两个过程，读取低仰角扫描中抛物面天线水平极化和垂直极化接收通道的脉冲I/Q数据，以及反射率因子、径向速度、速度谱宽和双偏振参量等雷达产品，构建实测观测约束下的相控阵风电场杂波仿真与评估流程。

本研究以实测天气回波的空间分布和矩量统计约束天气背景，结合风机电磁散射模型、阵列导向矢量和叶片运动模型，生成阵元—脉冲复I/Q及阵元角—多普勒速度功率谱；采用Gabor线脊支撑估计风电杂波空时子空间，通过归一化逆协方差空时自适应处理恢复阵元I/Q。为避免在风电杂波与气象回波高度重叠时误削弱有效天气信号，进一步综合多个距离库间风电杂波空间特征的一致性及其与气象回波在阵元空间中的可分离程度，判断各距离库是否具备可靠的杂波抑制条件；仅对能够稳定分离风电杂波和气象回波的距离库实施空时滤波，对分离条件不足的距离库则保留原始观测。

为检验抛物面雷达实测天气特征约束下的相控阵仿真与处理流程，首先参照Horus相控阵天气雷达体制构建同时包含气象回波和风电杂波的典型距离库空时场景，并在处理过程中不向算法提供风机位置、朝向及散射模板等先验信息；恢复后的反射率因子、径向速度和速度谱宽误差分别为0.296 dB、0.222 m/s和0.071 m/s，天气谱相关系数由0.043提高至0.746。在设置的15组风机朝向、叶片转速和作用距离组合试验中，恢复后的反射率因子误差均控制在1 dB以内，径向速度和速度谱宽误差均控制在1 m/s以内，表明该方法对风机几何位置和运行状态的变化具有较好的适应性，并能较稳定地保持天气回波的主要矩量特征。两个实测天气过程提供了强对流和大范围暴雨条件下的回波结构及偏振统计约束，同时揭示了短相干处理时间、不同脉冲体制产品配准以及风机影响区核验对实测验证的重要性。

研究表明，将抛物面天气雷达观测到的天气回波统计特征引入相控阵阵元域仿真，可在缺少真实全数字相控阵阵元I/Q观测的情况下，建立从实测天气背景约束、风电杂波正演、空时抑制到雷达产品评价的完整研究链条，为检验风电场杂波抑制方法在不同灾害性天气条件下的适用性及气象信息保持能力提供可追溯的技术路径，并为相控阵天气雷达的观测质量控制和业务应用研究提供参考。
 

相控阵天气雷达,风电场杂波,空时自适应处理,灾害性天气观测