鲁胜麟，单泽彪,2,3，刘小松，史红伟

(1.长春理工大学电子信息工程学院，吉林长春 130022；2.吉林大学通信工程学院，吉林长春 130022；3.长春气象仪器研究所，吉林长春 130102)

0 引言

风速风向的测量一直是航海、气象、农业生产等领域的热点研究问题[1-2]。常用的测风仪器主要有机械式测风仪，热敏式风速计，超声波测风仪等。其中超声波测风仪以无启动风速限制、测量精度高、维护成本低等优势，应用最为广泛。针对超声波测量风速风向，人们提出了诸多方法如时差法、频差法、多普勒方法等[3-4]。其中频差法与多普勒法受到原理上的限制，对广阔范围内的风速风向进行测量时具有一定的局限性，所以在超声波测风仪中，基于时差法原理的测风方法最为普遍广泛[5]。时差法是通过测量超声波在顺风与逆风情况下到达时间的不同实现对风速风向的测量。因此，到达时间的测量精度就决定了风速风向测量精度。但是现有的时差法超声波测风方法在受到较强环境噪声影响时，对超声波传输时间的测量会有较大误差，进而导致风速风向测量结果精度较低。

为提高现有超声波测风仪的噪声抑制能力，提高风速风向测量精度，需要在测风原理上做改进。对强噪声有较强抑制效果的方法有很多，其中阵列信号处理技术采用传感器阵列接收信号，可以有效抑制复杂环境中的噪声干扰[6-8]。稳健波束形成算法是阵列信号处理中一种重要的算法，其通过对阵元接收信号加权进行空域滤波，实现增强有用信号，抑制噪声的目的[9-10]。……