JP2001091646A - ドップラーレーダ装置 - Google Patents
ドップラーレーダ装置Info
- Publication number
- JP2001091646A JP2001091646A JP26870799A JP26870799A JP2001091646A JP 2001091646 A JP2001091646 A JP 2001091646A JP 26870799 A JP26870799 A JP 26870799A JP 26870799 A JP26870799 A JP 26870799A JP 2001091646 A JP2001091646 A JP 2001091646A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse width
- doppler
- speed calculation
- transmission wave
- transmission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Abandoned
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 送信波のパルス幅を短くしても、速度算出精
度を良好に維持向上させることができるようにする。 【解決手段】 従来の方式（ａ）では、受信信号からの
速度算出結果をそのまま出力していたが、本発明
（ｂ）、（ｃ）では受信信号からの速度算出を密に行
い、これを平均した結果をドップラー速度算出結果とす
る。
度を良好に維持向上させることができるようにする。 【解決手段】 従来の方式（ａ）では、受信信号からの
速度算出結果をそのまま出力していたが、本発明
（ｂ）、（ｃ）では受信信号からの速度算出を密に行
い、これを平均した結果をドップラー速度算出結果とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気象防災に資する
ドップラーレーダ装置に関する。
ドップラーレーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、例えば空港におけるダウ
ンバースト・マイクロバースト検出、雷予知におけるセ
ル追尾などの気象防災に資するドップラーレーダ装置に
あっては、一般に距離方向の空間長が２５０〜１０００
ｍとなっている。送信波のパルス幅は、送信平均電力の
制約から、必要とされる分解能より短くなる。そのた
め、信号処理は送信波の空間長より長い間隔で行ってい
る。
ンバースト・マイクロバースト検出、雷予知におけるセ
ル追尾などの気象防災に資するドップラーレーダ装置に
あっては、一般に距離方向の空間長が２５０〜１０００
ｍとなっている。送信波のパルス幅は、送信平均電力の
制約から、必要とされる分解能より短くなる。そのた
め、信号処理は送信波の空間長より長い間隔で行ってい
る。
【０００３】しかしながら、短いパルス幅の送信波から
得られる受信信号はＳ／Ｎ比が低いため、速度算出精度
が悪くなるが、従来ではこの問題に対処する有効な手段
が得られていない。
得られる受信信号はＳ／Ｎ比が低いため、速度算出精度
が悪くなるが、従来ではこの問題に対処する有効な手段
が得られていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のドップラーレーダ装置では、特に気象用の場合、送
信平均電力の制約から送信波のパルス幅を短くすること
があるが、これに伴ってＳ／Ｎ比が低くなってしまい、
速度算出精度が悪化するという問題があった。
来のドップラーレーダ装置では、特に気象用の場合、送
信平均電力の制約から送信波のパルス幅を短くすること
があるが、これに伴ってＳ／Ｎ比が低くなってしまい、
速度算出精度が悪化するという問題があった。
【０００５】本発明は、上記の問題を解決し、送信波の
パルス幅を短くしても速度算出精度を良好に維持向上さ
せることのできるドップラーレーダ装置を提供すること
を目的とする。
パルス幅を短くしても速度算出精度を良好に維持向上さ
せることのできるドップラーレーダ装置を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明に係るドップラーレーダ装置は、必要とする
空間分解能よりも短いパルス幅の送信波を送出し、その
反射波の受信信号から必要とする空間分解能より高い密
度でドップラー速度算出を行い、レンジ方式で速度の平
均をとることを特徴とする。
めに本発明に係るドップラーレーダ装置は、必要とする
空間分解能よりも短いパルス幅の送信波を送出し、その
反射波の受信信号から必要とする空間分解能より高い密
度でドップラー速度算出を行い、レンジ方式で速度の平
均をとることを特徴とする。
【０００７】具体的には、必要とする空間分解能よりも
短いパルス幅の送信波を空間に送出する送信手段と、こ
の送信手段で空間に送出された送信波の反射波を受信す
る受信手段と、この受信手段の出力について、前記送信
波のパルス幅に相当するレンジを速度算出単位として、
必要とする空間分解能分の速度算出結果を平均処理する
信号処理装置とを具備することを特徴とする。
短いパルス幅の送信波を空間に送出する送信手段と、こ
の送信手段で空間に送出された送信波の反射波を受信す
る受信手段と、この受信手段の出力について、前記送信
波のパルス幅に相当するレンジを速度算出単位として、
必要とする空間分解能分の速度算出結果を平均処理する
信号処理装置とを具備することを特徴とする。
【０００８】すなわち、上記構成によれば、速度算出単
位での演算結果がばらついていても、平均処理によって
均一なデータが得られるようになり、これによってドッ
プラー速度算出結果の精度を向上させることが可能とな
る。
位での演算結果がばらついていても、平均処理によって
均一なデータが得られるようになり、これによってドッ
プラー速度算出結果の精度を向上させることが可能とな
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
施の形態を詳細に説明する。
【００１０】図１は本発明に係るドップラーレーダ装置
の構成を示すもので、ＣＯＨＯ発振器１１で発生される
周波数ｆi の中間周波信号と局部発振器１２で発生され
る周波数ｆLo の局部発振信号が混合器１３でミキシン
グされて周波数ｆ0 の送信信号が生成され、送信機１４
に送られる。この送信機１４に入力された送信信号は電
力増幅器１４１で電力増幅された後、クライストロンあ
るいはマグネトロンによる変調器１４２に送り込まれ、
高圧変調回路１４３からの繰り返し送信パルスに基づい
てパルス化される。このようにして送信機１３で生成さ
れた送信パルス信号は、サーキュレータ１５を介して空
中線装置１６に供給され、空間に送出される。
の構成を示すもので、ＣＯＨＯ発振器１１で発生される
周波数ｆi の中間周波信号と局部発振器１２で発生され
る周波数ｆLo の局部発振信号が混合器１３でミキシン
グされて周波数ｆ0 の送信信号が生成され、送信機１４
に送られる。この送信機１４に入力された送信信号は電
力増幅器１４１で電力増幅された後、クライストロンあ
るいはマグネトロンによる変調器１４２に送り込まれ、
高圧変調回路１４３からの繰り返し送信パルスに基づい
てパルス化される。このようにして送信機１３で生成さ
れた送信パルス信号は、サーキュレータ１５を介して空
中線装置１６に供給され、空間に送出される。
【００１１】上記空中線装置１６から送出された周波数
ｆ0 の送信波は、目標（雨粒等）に当たって戻ってくる
が、目標の移動によりドップラー周波数ｆd を伴ってい
る。
ｆ0 の送信波は、目標（雨粒等）に当たって戻ってくる
が、目標の移動によりドップラー周波数ｆd を伴ってい
る。
【００１２】空中線装置１６で受けた受信信号（周波数
ｆr ＝ｆ0 ＋ｆd ）は、サーキュレータ１５を介して高
周波増幅器１７で増幅され、混合器１８で局部発振信号
とミキシングされて中間周波に変換され（周波数ｆi ＋
ｆd ）、中間周波数増幅器１９で増幅された後、混合器
２０、２１にて、位相検波器２２により互いに９０°の
位相差が与えられた中間周波数信号（ｆi ）と混合され
ることで直交検波されて信号処理装置２３に送られる。
信号処理装置２５は、受信中において、直交検波信号か
らビデオ信号を生成し、ドップラー速度を求めて雨量換
算処理を行うものである。
ｆr ＝ｆ0 ＋ｆd ）は、サーキュレータ１５を介して高
周波増幅器１７で増幅され、混合器１８で局部発振信号
とミキシングされて中間周波に変換され（周波数ｆi ＋
ｆd ）、中間周波数増幅器１９で増幅された後、混合器
２０、２１にて、位相検波器２２により互いに９０°の
位相差が与えられた中間周波数信号（ｆi ）と混合され
ることで直交検波されて信号処理装置２３に送られる。
信号処理装置２５は、受信中において、直交検波信号か
らビデオ信号を生成し、ドップラー速度を求めて雨量換
算処理を行うものである。
【００１３】上記構成において、本発明の特徴となる信
号処理装置２３の処理内容を説明する。
号処理装置２３の処理内容を説明する。
【００１４】前述のように、短いパルス幅の送信波から
得られる受信信号は、Ｓ／Ｎ比が低く、ドップラー速度
算出精度が悪いという問題がある。しかしながら、パル
ス幅が短いということは、言い換えれば空間長が短いこ
とになり、これは処理方式を改善することにより利点と
なり得る。本発明は、この点に着目し、データの間引き
を行わず、パルス幅の空間長単位でドップラー速度を算
出し、これを平均することにより精度向上を図ることを
特徴とする。
得られる受信信号は、Ｓ／Ｎ比が低く、ドップラー速度
算出精度が悪いという問題がある。しかしながら、パル
ス幅が短いということは、言い換えれば空間長が短いこ
とになり、これは処理方式を改善することにより利点と
なり得る。本発明は、この点に着目し、データの間引き
を行わず、パルス幅の空間長単位でドップラー速度を算
出し、これを平均することにより精度向上を図ることを
特徴とする。
【００１５】本発明と従来のドップラー速度算出方式の
処理ブロック図を図２に示す。図２において、（ａ）の
レンジ平均なしの場合が従来の算出方式であり、レンジ
平均を行う（ｂ）、（ｃ）の方式が本発明である。
処理ブロック図を図２に示す。図２において、（ａ）の
レンジ平均なしの場合が従来の算出方式であり、レンジ
平均を行う（ｂ）、（ｃ）の方式が本発明である。
【００１６】従来の方式では、受信信号からの速度算出
結果をそのまま出力していたが、本発明では受信信号か
らの速度算出を密に行い、これを平均した結果をドップ
ラー速度算出結果とする。
結果をそのまま出力していたが、本発明では受信信号か
らの速度算出を密に行い、これを平均した結果をドップ
ラー速度算出結果とする。
【００１７】さらに図３を参照して具体的に説明する。
【００１８】図３は送信パルス幅に対するドップラー速
度算出単位について、従来方式と本発明の方式を比較し
た場合の一例を示すものである。
度算出単位について、従来方式と本発明の方式を比較し
た場合の一例を示すものである。
【００１９】図３において、（ａ）はクライストロンタ
イプの送信管を用いる場合の従来方式である。この場
合、電力効率が高いため、送信平均電力の制約がそれ程
なく、受信信号強度を高くするためにパルス幅を長くす
ることが可能である。このため、送信パルス幅を２μｓ
とした場合、速度算出単位は２μｓ（距離分解能３００
ｍ）かそれ以上である。
イプの送信管を用いる場合の従来方式である。この場
合、電力効率が高いため、送信平均電力の制約がそれ程
なく、受信信号強度を高くするためにパルス幅を長くす
ることが可能である。このため、送信パルス幅を２μｓ
とした場合、速度算出単位は２μｓ（距離分解能３００
ｍ）かそれ以上である。
【００２０】図３（ｂ）はマグネトロンタイプの送信管
を用いる場合の従来方式である。この場合、送信電力の
制約から０．５μｓのパルス幅で送信を行うが、速度算
出単位は速度算出単位は２μｓ（距離分解能３００ｍ）
かそれ以上であり、０．５μｓ単位でデータが得られて
も、データは間引くことになる。
を用いる場合の従来方式である。この場合、送信電力の
制約から０．５μｓのパルス幅で送信を行うが、速度算
出単位は速度算出単位は２μｓ（距離分解能３００ｍ）
かそれ以上であり、０．５μｓ単位でデータが得られて
も、データは間引くことになる。
【００２１】図３（ｃ）は本発明の方式であり、送信パ
ルス幅を０．５μｓとし、０．５μｓを速度算出単位と
し、図３（ｄ）に示すように、４レンジを一組として平
均処理を行う。この結果、速度算出単位での演算結果が
ばらついていても、平均処理によって均一なデータが得
られるようになり、これによってドップラー速度算出結
果の精度を向上させることができる。
ルス幅を０．５μｓとし、０．５μｓを速度算出単位と
し、図３（ｄ）に示すように、４レンジを一組として平
均処理を行う。この結果、速度算出単位での演算結果が
ばらついていても、平均処理によって均一なデータが得
られるようになり、これによってドップラー速度算出結
果の精度を向上させることができる。
【００２２】図４に示す条件のもとで、計算機シミュレ
ーションによりドップラー速度算出精度を算出した結果
を図５に示す。尚、図５において、レンジ平均数に対す
る速度算出精度（真値からの偏差）は次式の関係となっ
ている。 Ｓｄ（ｍ）＝Ｓｄ（１）／√ｍ ここで、Ｓｄ（ｍ）はｍレンジ平均したときの速度算出
精度［ｍ／ｓ］、Ｓｄ（１）はレンジ平均しないときの
速度算出精度［ｍ／ｓ］、ｍはレンジ平均数である。
ーションによりドップラー速度算出精度を算出した結果
を図５に示す。尚、図５において、レンジ平均数に対す
る速度算出精度（真値からの偏差）は次式の関係となっ
ている。 Ｓｄ（ｍ）＝Ｓｄ（１）／√ｍ ここで、Ｓｄ（ｍ）はｍレンジ平均したときの速度算出
精度［ｍ／ｓ］、Ｓｄ（１）はレンジ平均しないときの
速度算出精度［ｍ／ｓ］、ｍはレンジ平均数である。
【００２３】上記の演算式が成立する理由は、ドップラ
ーレーダにより算出される速度の確率分布が、真値を中
心とした正規分布となるためである。このように、距離
方向で密にドップラー速度を算出し、レンジ平均を行う
ことにより、速度算出精度が向上する。
ーレーダにより算出される速度の確率分布が、真値を中
心とした正規分布となるためである。このように、距離
方向で密にドップラー速度を算出し、レンジ平均を行う
ことにより、速度算出精度が向上する。
【００２４】したがって、上記構成によれば、送信波の
パルス幅を短くしても、速度算出精度を良好に維持向上
させることができる。特に、送信管にマグネトロンを用
いた場合でも、クライストロンと同等またはそれ以上の
速度算出精度が得られるようになる。
パルス幅を短くしても、速度算出精度を良好に維持向上
させることができる。特に、送信管にマグネトロンを用
いた場合でも、クライストロンと同等またはそれ以上の
速度算出精度が得られるようになる。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、送信波の
パルス幅を短くしても、速度算出精度を良好に維持向上
させることのできるドップラーレーダ装置を提供するこ
とができる。
パルス幅を短くしても、速度算出精度を良好に維持向上
させることのできるドップラーレーダ装置を提供するこ
とができる。
【図１】本発明の実施の形態に係るドップラーレーダ装
置の構成を示すブロック図。
置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明と従来のドップラー速度算出方式を比較
して示す処理ブロック図。
して示す処理ブロック図。
【図３】送信パルス幅に対するドップラー速度算出単位
について、従来方式と本発明の方式を比較した場合の一
例を示す図。
について、従来方式と本発明の方式を比較した場合の一
例を示す図。
【図４】計算機シミュレーションによりドップラー速度
算出精度を算出する際の条件を示す図。
算出精度を算出する際の条件を示す図。
【図５】図４に示す条件のもとで計算機シミュレーショ
ンによりドップラー速度算出精度を算出した結果の一例
を示す図。
ンによりドップラー速度算出精度を算出した結果の一例
を示す図。
１１…ＣＯＨＯ発振器 １２…局部発振器 １３…混合器 １４…送信機 １４１…電力増幅器 １４２…変調器 １４３…高圧変調回路 １５…サーキュレータ １６…空中線装置 １７…高周波増幅器 １８…混合器 １９…中間周波増幅器 ２０…混合器 ２１…混合器 ２２…位相検波器 ２３…信号処理装置
Claims (2)
- 【請求項１】必要とする空間分解能よりも短いパルス幅
の送信波を送出し、その反射波の受信信号から必要とす
る空間分解能より高い密度でドップラー速度算出を行
い、レンジ方式で速度の平均をとることを特徴とするド
ップラーレーダ装置。 - 【請求項２】必要とする空間分解能よりも短いパルス幅
の送信波を空間に送出する送信手段と、 この送信手段で空間に送出された送信波の反射波を受信
する受信手段と、 この受信手段の出力について、前記送信波のパルス幅に
相当するレンジを速度算出単位として、必要とする空間
分解能分の速度算出結果を平均処理する信号処理装置と
を具備することを特徴とするドップラーレーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26870799A JP2001091646A (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | ドップラーレーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26870799A JP2001091646A (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | ドップラーレーダ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001091646A true JP2001091646A (ja) | 2001-04-06 |
Family
ID=17462262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26870799A Abandoned JP2001091646A (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | ドップラーレーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001091646A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008232642A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Mitsubishi Electric Corp | レーダ装置 |
| JP2014066548A (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | レーザレーダ装置 |
| CN106842192A (zh) * | 2017-01-14 | 2017-06-13 | 石家庄铁道大学 | 一种有砟轨道病害自动检测识别方法 |
-
1999
- 1999-09-22 JP JP26870799A patent/JP2001091646A/ja not_active Abandoned
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008232642A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Mitsubishi Electric Corp | レーダ装置 |
| JP2014066548A (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | レーザレーダ装置 |
| CN106842192A (zh) * | 2017-01-14 | 2017-06-13 | 石家庄铁道大学 | 一种有砟轨道病害自动检测识别方法 |
| CN106842192B (zh) * | 2017-01-14 | 2019-05-10 | 石家庄铁道大学 | 一种有砟轨道病害自动检测识别方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040310 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040420 |
|
| A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20040621 |