JP2001249057A - Method and apparatus for measuring atmospheric temperature - Google Patents

Method and apparatus for measuring atmospheric temperature

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JP2001249057A JP2000062186A JP2000062186A JP2001249057A JP 2001249057 A JP2001249057 A JP 2001249057A JP 2000062186 A JP2000062186 A JP 2000062186A JP 2000062186 A JP2000062186 A JP 2000062186A JP 2001249057 A JP2001249057 A JP 2001249057A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To highly accurately measure a temperature with a small increase in quantity of arithmetic operations. SOLUTION: A data rate of a receiving signal after A/D converted is decreased for an electric wave reflected by an atmospheric turbulent flow or a sound wave plane. A Doppler velocity of an echo of the atmospheric turbulent flow is calculated on the basis of the receiving signal having the data rate decreased. Meanwhile, the receiving signal after A/D converted is frequency converted thereby decreasing the data rate. A Doppler velocity of an echo of the sound wave plane is calculated on the basis of the frequency converted receiving signal having the data rate decreased, and is corrected for an amount by the frequency conversion. A sound velocity in the atmosphere is calculated on the basis of the calculated Doppler velocity of the echo of the atmospheric turbulent flow and the corrected Doppler velocity of the echo of the sound wave plane. The atmospheric temperature is obtained from the sound velocity.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、Radio A
coustic Sounding System(以
下、RASSという)により大気の温度を測定する大気
温度測定方法および装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a Radio A
The present invention relates to an atmospheric temperature measuring method and an apparatus for measuring the temperature of the atmospheric air by using a coustic sounding system (hereinafter referred to as RASS).

【0002】[0002]

【従来の技術】大気観測用ドップラレーダと音波を併用
することによって大気の温度を測定するRASSと呼ば
れる大気温度測定方法が従来知られている。図10は、
従来の大気温度測定方法(以下、RASSという)によ
る大気温度を測定する大気温度測定装置(以下、RAS
S装置という)の全体構成を示すブロック図である。図
において、131は温度を測定しようとする大気へ電波
を送信するとともに、大気中の大気乱流またはスピーカ
136からの音波の等位相面である音波面によって反射
された電波を受信する空中線、132は送信電波と受信
電波との送受信を行うレーダ送受信手段、133は受信
信号を処理する信号処理手段、134はデータの記録と
表示とを行うデータ表示・記録手段、135はレーダ送
受信手段132と音波発生手段137との制御を行う制
御手段、136は温度を測定しようとする上空へ音波を
送信するスピーカ、137は前記上空へ送信する音波を
発生させる音波発生手段である。
2. Description of the Related Art An atmospheric temperature measuring method called RASS, which measures the temperature of the atmosphere by using both a Doppler radar for atmospheric observation and sound waves, has been conventionally known. FIG.
An atmospheric temperature measuring device (hereinafter referred to as RAS) for measuring the atmospheric temperature by a conventional atmospheric temperature measuring method (hereinafter referred to as RAS)
FIG. 2 is a block diagram illustrating an overall configuration of an S device. In the figure, an antenna 131 transmits radio waves to the atmosphere whose temperature is to be measured, and receives radio waves reflected by an atmospheric turbulence in the atmosphere or a sound wave surface that is an equal phase surface of a sound wave from the speaker 136. Is a radar transmission / reception means for transmitting / receiving a transmission radio wave and a reception radio wave, 133 is a signal processing means for processing a received signal, 134 is a data display / recording means for recording and displaying data, and 135 is a radar transmission / reception means 132 Control means 136 for controlling the generation means 137 is a speaker for transmitting a sound wave to the sky where the temperature is to be measured, and 137 is a sound wave generation means for generating a sound wave to be transmitted to the sky.

【0003】図11は、RASSによる温度分布の測定
原理を示す説明図である。まず、スピーカ136によっ
て音波を上空に送信する。これによって、上空に音波面
が音速で伝播する。この音波面を、空中線131、レー
ダ送受信手段132、信号処理手段133、データ表示
・記録手段134から構成されるドップラレーダによっ
て観測すると、前記音波面から反射した電波(以下、音
波面エコーという)によって音波面のドップラ速度を測
定することができる。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing the principle of measuring the temperature distribution by RASS. First, a sound wave is transmitted to the sky by the speaker 136. As a result, the sound wave surface propagates over the sky at the speed of sound. When this sound wave surface is observed by a Doppler radar composed of the antenna 131, the radar transmission / reception means 132, the signal processing means 133, and the data display / recording means 134, the wave surface reflected by the sound wave surface (hereinafter referred to as a sound wave surface echo) The Doppler velocity of the sound plane can be measured.

【0004】音波面は大気の流れである風に流されるこ
とから、音波面の速度は音速と風速の和となる。ドップ
ラレーダでは音波面エコー以外に大気乱流で反射された
電波(以下、大気乱流エコーという)が音波面エコーと
同時に観測される。大気乱流エコーのドップラ速度が風
速の視線方向成分となることから、ドップラレーダで音
波面エコーと大気乱流エコーを観測し、前者から音波面
速度、後者から視線方向の風速を求めれば、両者の差か
ら音速Ca[m/s]が求められる。
The speed of the sound wave surface is the sum of the sound speed and the wind speed because the sound wave surface is caused to flow by the wind which is the flow of the atmosphere. In the Doppler radar, a radio wave reflected by atmospheric turbulence (hereinafter referred to as atmospheric turbulence echo) other than the sound wave surface echo is observed simultaneously with the sound wave surface echo. Since the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo becomes the line-of-sight component of the wind speed, the sound wave front echo and the atmospheric turbulence echo are observed with a Doppler radar, and if the sound wave surface velocity is obtained from the former and the wind velocity in the line of sight is obtained from the latter, both are obtained. The sound speed Ca [m / s] is obtained from the difference between the two.

【0005】さらに、音速Caと前記上空の大気の仮温
度Tvの間には、Kdを定数とすると、Tv=Ca/K
dで表される関係があることから、前記上空の大気の仮
温度Tv[K]を算出することが可能となる。ただし、
Kdは定数であり、Kd=20.047の値をとる。こ
こで仮温度Tvとは、混合比w(水蒸気密度と乾燥空気
の密度の比)と大気温度T[K]を用いてTv=(1+
0.61w)Tで表される量である。通常、対流圏中で
は大気温度Tと仮温度Tvとの差が1K以下であること
から、仮温度Tvによって大気温度Tの近似値を知るこ
とができる。
Further, if Kd is a constant between the sound speed Ca and the temporary temperature Tv of the air above, Tv = Ca / K
Since there is a relationship represented by d, it is possible to calculate the provisional temperature Tv [K] of the air above the air. However,
Kd is a constant and takes a value of Kd = 20.047. Here, the provisional temperature Tv is defined as Tv = (1+) using the mixing ratio w (the ratio between the density of water vapor and the density of dry air) and the atmospheric temperature T [K].
0.61w) It is an amount represented by T. Usually, in the troposphere, since the difference between the atmospheric temperature T and the provisional temperature Tv is 1 K or less, an approximate value of the atmospheric temperature T can be known from the provisional temperature Tv.

【0006】前述のように、RASS観測では大気乱流
エコーと音波面エコーが同時に観測される。そこで、従
来技術1として、図12に示すレーダ送受信手段132
および図13に示す信号処理手段133によるRASS
装置によって温度測定を実現することが考えられる。
As described above, in the RASS observation, the atmospheric turbulence echo and the sound wave echo are simultaneously observed. Therefore, as a conventional technique 1, the radar transmitting / receiving means 132 shown in FIG.
And RASS by the signal processing means 133 shown in FIG.
It is conceivable to achieve temperature measurement with the device.

【0007】図12は、この従来技術1のレーダ送受信
手段132の構成を示すブロック図であり、一般のレー
ダ装置のレーダ送受信手段と同様の構成となっている。
図において、301は送信電波と受信電波とを切り替え
る送受切換手段、302は送信電波を発生させる送信手
段、303は空中線131により受信された受信電波を
受信処理する受信手段である。この受信手段303は、
増幅手段304、周波数変換手段305、位相検波手段
306、局部発信器307、および基準信号発生器30
8から構成されている。
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the radar transmitting / receiving means 132 of the prior art 1, which has the same configuration as the radar transmitting / receiving means of a general radar device.
In the figure, reference numeral 301 denotes transmission / reception switching means for switching between a transmission radio wave and a reception radio wave, 302 a transmission means for generating a transmission radio wave, and 303 a reception means for receiving and processing a reception radio wave received by the antenna 131. This receiving means 303
Amplifying means 304, frequency converting means 305, phase detecting means 306, local oscillator 307, and reference signal generator 30
8.

【0008】増幅手段304は受信信号を増幅するもの
である。周波数変換手段305は、増幅された受信信号
を中間周波数に変換するものである。位相検波手段30
6は、中間周波数に変換された受信信号からアナログの
複素受信信号を生成するものである。局部発振器307
は、受信信号を中間周波数に変換するための局部発振波
を出力するものである。基準信号発生器308は、中間
周波数に変換された前記受信信号に対し位相検波を行う
ための基準信号を発生させるものである。
[0008] The amplification means 304 amplifies the received signal. The frequency conversion means 305 converts the amplified received signal into an intermediate frequency. Phase detection means 30
Numeral 6 is for generating an analog complex reception signal from the reception signal converted to the intermediate frequency. Local oscillator 307
Outputs a local oscillation wave for converting a received signal into an intermediate frequency. The reference signal generator 308 generates a reference signal for performing phase detection on the received signal converted to the intermediate frequency.

【0009】次に、このレーダ送受信手段132の動作
について説明する。送信手段302で送信電波を発生さ
せ、送受切換手段301を経由して空中線131に送出
する。空中線131は前記送信電波を大気へと放射す
る。大気へ放射された電波は大気中の大気乱流または音
波面によって反射され、空中線131によって前記反射
された電波がレーダに受信される。この受信電波は、送
受切換手段301を経由して受信手段303に入力され
る。受信手段303は受信信号を増幅手段304によっ
て増幅した後に、周波数変換手段305で前記受信信号
を中間周波数に変換する。さらに位相検波手段306に
よってアナログの複素受信信号を生成し、信号処理手段
133へと出力する。
Next, the operation of the radar transmitting / receiving means 132 will be described. A transmission radio wave is generated by the transmission means 302 and transmitted to the antenna 131 via the transmission / reception switching means 301. The antenna 131 emits the transmission radio wave to the atmosphere. The radio wave radiated to the atmosphere is reflected by atmospheric turbulence or a sound wave surface in the atmosphere, and the radio wave reflected by the antenna 131 is received by the radar. This received radio wave is input to the receiving means 303 via the transmission / reception switching means 301. After the receiving means 303 amplifies the received signal by the amplifying means 304, the frequency converting means 305 converts the received signal to an intermediate frequency. Further, an analog complex reception signal is generated by the phase detection means 306 and output to the signal processing means 133.

【0010】次に、この信号処理手段133について説
明する。図13は、この信号処理手段133の構成を示
すブロック図であり、図において、100は受信手段3
03から入力されたアナログの複素受信信号をディジタ
ルの複素受信信号に変換するAD変換手段、101はA
D変換後の複素受信信号に対して高速フーリエ変換を行
うFFT手段、102は周波数軸上で大気乱流エコーの
スペクトルと音波面エコーのスペクトルを分離するスペ
クトル分離手段、103aは大気乱流エコーのドップラ
速度を算出するためにスペクトル分離後の大気乱流エコ
ーに対しインコヒーレント積分処理を行う第1インコヒ
ーレント積分手段、104aは大気乱流エコーのドップ
ラ速度を算出するための第1ドップラピーク検出手段、
103bは音波面エコーのドップラ速度を算出するため
にスペクトル分離後の音波面エコーに対しインコヒーレ
ント積分処理を行う第2インコヒーレント積分手段、1
04bは音波面エコーのドップラ速度を算出するための
第2ドップラピーク検出手段、108は音波面エコーの
ドップラ速度と大気乱流エコーのドップラ速度の差から
音速を算出する音速算出手段、109は大気温度を算出
する温度算出手段である。
Next, the signal processing means 133 will be described. FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the signal processing means 133.
A / D conversion means 101 for converting an analog complex reception signal input from the receiver 03 into a digital complex reception signal.
FFT means for performing a fast Fourier transform on the D-converted complex received signal; 102, a spectrum separation means for separating the spectrum of the atmospheric turbulence echo and the spectrum of the sound wave echo on the frequency axis; First incoherent integration means for performing incoherent integration processing on the atmospheric turbulence echo after spectral separation in order to calculate the Doppler velocity; 104a a first Doppler peak detection means for calculating the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo ,
103b denotes second incoherent integration means for performing incoherent integration processing on the sound wave front echo after spectral separation in order to calculate the Doppler velocity of the sound wave front echo.
04b is a second Doppler peak detecting means for calculating the Doppler velocity of the sound wave echo, 108 is a sound velocity calculating means for calculating the sound velocity from the difference between the Doppler velocity of the sound wave echo and the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo, and 109 is the atmospheric velocity. It is a temperature calculating means for calculating the temperature.

【0011】次に、この信号処理手段133の動作につ
いて説明する。まず、受信手段303の位相検波手段3
06から入力されたアナログの複素受信信号をAD変換
手段100によってディジタルの複素受信信号に変換す
る。このAD変換後の複素受信信号に対してFFT手段
101によってFFT処理を施す。これにより、大気乱
流エコーのスペクトルは低周波領域にピークが現れ、音
波面エコーのスペクトルは高周波領域にピークが現れ
る。そこでスペクトル分離手段102によって周波数軸
上で大気乱流エコーのスペクトルと音波面エコーのスペ
クトルを分離する。
Next, the operation of the signal processing means 133 will be described. First, the phase detection means 3 of the reception means 303
A / D converter 100 converts the analog complex reception signal input from 06 into a digital complex reception signal. The FFT means 101 performs FFT processing on the complex reception signal after the AD conversion. As a result, the spectrum of the atmospheric turbulence echo has a peak in a low frequency region, and the spectrum of the sound wave front echo has a peak in a high frequency region. Therefore, the spectrum of the atmospheric turbulence echo and the spectrum of the sound wave front echo are separated on the frequency axis by the spectrum separating means 102.

【0012】スペクトル分離後の大気乱流エコーに対し
ては、第1インコヒーレント積分手段103aおよびド
ップラピーク検出手段104aによってドップラ速度を
算出する。一方、スペクトル分離後の音波面エコーに対
しては、第2インコヒーレント積分手段103bおよび
ドップラピーク検出手段104bによってドップラ速度
を算出する。音速算出手段108では、音波面エコーの
ドップラ速度と大気乱流エコーのドップラ速度の差から
音速を算出し、温度算出手段109において前述した
式、Tv=Ca/Kdにより大気温度Tを近似的に算出
する。
For the atmospheric turbulence echo after the spectral separation, the Doppler velocity is calculated by the first incoherent integrating means 103a and the Doppler peak detecting means 104a. On the other hand, the Doppler velocity is calculated by the second incoherent integration means 103b and the Doppler peak detection means 104b for the sound wave front echo after the spectrum separation. The sound velocity calculating means 108 calculates the sound velocity from the difference between the Doppler velocity of the sound wave echo and the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo, and approximates the atmospheric temperature T by the above-mentioned equation, Tv = Ca / Kd, in the temperature calculating means 109. calculate.

【0013】ただし、RASS観測では、340m/s
程度の音波面速度を高い精度で測定する必要があるた
め、従来技術1ではFFT点数の増加により信号処理の
負荷が高くなる。例えば0.5m/sよりも高い周波数
分解能を得るためには、1360以上のFFT点数が必
要となる。そのため、この方式は従来ほとんど用いられ
ていなかった。
However, in the RASS observation, 340 m / s
Since it is necessary to measure the sound wave velocity at a high level with a high degree of accuracy, the load of signal processing increases with the increase in the number of FFT points in the prior art 1. For example, to obtain a frequency resolution higher than 0.5 m / s, 1360 or more FFT points are required. Therefore, this method has hardly been used conventionally.

【0014】その代わり、従来では、音波面エコーに合
わせて周波数をオフセットさせたコヒーレント発振器を
用いて位相検波を行うことにより、音波面エコーの見か
けのドップラ周波数を低くし、少ないFFT点数で高い
周波数分解能のドップラスペクトルが得られるようにし
ている。これを実現する具体的方式である従来技術2を
図14および図15に示す。
Instead, conventionally, by performing phase detection using a coherent oscillator whose frequency is offset in accordance with the sound wave surface echo, the apparent Doppler frequency of the sound wave surface echo is reduced, and a high frequency with a small number of FFT points is obtained. A Doppler spectrum with high resolution is obtained. FIG. 14 and FIG. 15 show a prior art 2 as a specific method for realizing this.

【0015】図14は、前記従来技術1のレーダ送受信
手段132に代わる、この従来技術2のレーダ送受信手
段141の構成を示すブロック図である。図14におい
て図12と同一の部分については同一の符号を付し説明
を省略する。図において、306bはオフセットCOH
O(coherent oscillator)信号に
よって位相検波を行う第2の位相検波手段、309は基
準信号発生器308の出力の周波数をオフセットさせる
COHO周波数オフセット手段、313はこのレーダ送
受信手段141の受信手段である。
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of the radar transmitting / receiving means 141 of the prior art 2 in place of the radar transmitting / receiving means 132 of the prior art 1. In FIG. 14, the same portions as those in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the figure, 306b is an offset COH
Second phase detection means for performing phase detection using an O (coherent oscillator) signal, 309 is a COHO frequency offset means for offsetting the output frequency of the reference signal generator 308, and 313 is a reception means for the radar transmission / reception means 141.

【0016】図14に示すレーダ送受信手段141が従
来技術1の図12に示すレーダ送受信手段132と異な
る部分は、位相検波手段を2つもつことである。位相検
波手段306は図12の位相検波手段306と同様にC
OHO信号を用いて位相検波を行う。それに対して、第
2の位相検波手段306bは、COHO周波数オフセッ
ト手段309により基準信号発生器308の出力の周波
数をオフセットさせたオフセットCOHO信号によって
位相検波を行う。これにより、図16に示すように、音
波面エコーのドップラ速度は見かけ上、小さなドップラ
速度となる。
The radar transmitting / receiving means 141 shown in FIG. 14 differs from the radar transmitting / receiving means 132 of the prior art 1 shown in FIG. 12 in that it has two phase detecting means. The phase detection means 306 is C as in the case of the phase detection means 306 of FIG.
Phase detection is performed using the OHO signal. On the other hand, the second phase detection means 306b performs phase detection using an offset COHO signal obtained by offsetting the frequency of the output of the reference signal generator 308 by the COHO frequency offset means 309. Thereby, as shown in FIG. 16, the Doppler velocity of the sound wave surface echo becomes apparently a small Doppler velocity.

【0017】レーダ送受信手段141から出力された2
つの位相検波後のアナログの複素受信信号は、図15に
示す信号処理手段142によって信号処理される。
The 2 output from the radar transmitting / receiving means 141
The analog complex reception signal after the two phase detections is subjected to signal processing by signal processing means 142 shown in FIG.

【0018】図15は、この信号処理手段142の構成
を示すブロック図である。図15において図13と同一
の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図
において、100aはCOHO信号で位相検波されたア
ナログの複素受信信号をディジタルの複素受信信号に変
換する第1AD変換手段、100bはオフセットCOH
O信号で位相検波されたアナログの複素受信信号をディ
ジタルの複素受信信号に変換する第2AD変換手段、1
03cは第1AD変換手段100aにより変換されたデ
ィジタルの複素受信信号に対しコヒーレント積分処理を
行う第1コヒーレント積分手段、103dは第2AD変
換手段100bにより変換されたディジタルの複素受信
信号に対しコヒーレント積分処理を行う第2コヒーレン
ト積分手段、111は大気乱流エコーのドップラ速度を
算出する第1ドップラ速度算出手段、112は音波面エ
コーのドップラ速度を算出する第2ドップラ速度算出手
段、113は音波面エコーのドップラ速度のオフセット
を補正するオフセット補正手段である。
FIG. 15 is a block diagram showing the structure of the signal processing means 142. In FIG. 15, the same portions as those in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the figure, reference numeral 100a denotes first AD conversion means for converting an analog complex reception signal phase-detected by a COHO signal into a digital complex reception signal, and 100b denotes an offset COH signal.
Second AD conversion means for converting an analog complex reception signal phase-detected by the O signal into a digital complex reception signal;
03c is a first coherent integration means for performing coherent integration processing on the digital complex reception signal converted by the first AD conversion means 100a, and 103d is a coherent integration processing for the digital complex reception signal converted by the second AD conversion means 100b. Is a first Doppler velocity calculating means for calculating the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo, 112 is a second Doppler velocity calculating means for calculating the Doppler velocity of the sound wave echo, and 113 is a sound wave echo Offset correction means for correcting the offset of the Doppler velocity.

【0019】図14に示すように、従来技術2では2つ
の受信信号が出力される。そこで、信号処理手段142
ではこれら2つの受信信号を同時に処理するために、第
1AD変換手段100a、第2AD変換手段100b、
第1コヒーレント積分手段103c、第2コヒーレント
積分手段103d、第1ドップラ速度算出手段111、
第2ドップラ速度算出手段112がそれぞれ備わってい
る。
As shown in FIG. 14, in the prior art 2, two received signals are output. Therefore, the signal processing means 142
In order to simultaneously process these two received signals, the first AD converter 100a, the second AD converter 100b,
A first coherent integrating means 103c, a second coherent integrating means 103d, a first Doppler velocity calculating means 111,
The second Doppler velocity calculation means 112 is provided.

【0020】図15に示す第1AD変換手段100aに
は、COHO信号で位相検波された受信信号が入力さ
れ、大気乱流エコーのドップラ速度が第1ドップラ速度
算出手段111から出力される。
A received signal phase-detected by a COHO signal is input to the first AD converter 100a shown in FIG. 15, and the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo is output from the first Doppler velocity calculator 111.

【0021】一方、第2AD変換手段100bには、オ
フセットCOHO信号で位相検波された受信信号が入力
され、音波面エコーのドップラ速度が第2ドップラ速度
算出手段112から出力される。ただし、出力された音
波面エコーのドップラ速度は周波数がオフセットしてい
るため、オフセット補正手段113によってドップラ速
度のオフセットを補正する。
On the other hand, the received signal phase-detected by the offset COHO signal is input to the second AD converter 100b, and the Doppler velocity of the sound wave echo is output from the second Doppler velocity calculator 112. However, since the frequency of the Doppler velocity of the output sound wave echo is offset, the offset of the Doppler velocity is corrected by the offset correction unit 113.

【0022】図17は、第1ドップラ速度算出手段11
1および第2ドップラ速度算出手段112の構成を示す
ブロック図である。図において121はFFT手段、1
22はインコヒーレント積分手段、123はドップラピ
ーク検出手段である。
FIG. 17 shows the first Doppler speed calculating means 11.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of first and second Doppler velocity calculating means 112. In the figure, 121 is FFT means, 1
22 is an incoherent integration means, and 123 is a Doppler peak detection means.

【0023】ここで、図15に示す信号処理手段142
の第1コヒーレント積分手段103cおよび第2コヒー
レント積分手段103dで行われるコヒーレント積分と
は、複素信号を位相を変えずに積算する処理と定義して
いる。コヒーレント積分によりSN比が向上される。ま
た、コヒーレント積分によってデータレートが低下する
ため、COHO周波数をオフセットさせない場合よりも
FFT点数を少なくすることが可能となる。
Here, the signal processing means 142 shown in FIG.
The coherent integration performed by the first coherent integration means 103c and the second coherent integration means 103d is defined as a process of integrating complex signals without changing the phase. The SN ratio is improved by the coherent integration. Further, since the data rate is reduced by the coherent integration, the number of FFT points can be reduced as compared with a case where the COHO frequency is not offset.

【0024】コヒーレント積分は低域通過周波数特性を
持つ。この低域通過特性により、大気乱流エコー処理で
は高周波域に存在する音波面エコー成分が抑圧される。
一方音波面エコー処理では、周波数オフセットにより大
気乱流エコーが高周波域に移動するため、大気乱流エコ
ー成分が抑圧される。しかし、コヒーレント積分の高周
波抑圧特性はあまり抑圧度が高くないため、コヒーレン
ト積分後にも、エリアジングによって大気乱流エコーが
FFT処理の帯域内に混入することがある。そこで、大
気乱流エコーのデータから求められた大気乱流エコーの
ドップラ速度から、エリアジングにより混入する大気乱
流エコーのドップラ周波数を算出し、その周辺のスペク
トルを除去する。
The coherent integration has a low-pass frequency characteristic. Due to this low-pass characteristic, in the atmospheric turbulence echo processing, a sound wave front echo component existing in a high frequency range is suppressed.
On the other hand, in the sound wave front echo processing, the atmospheric turbulence echo moves to a high frequency range due to the frequency offset, and thus the atmospheric turbulence echo component is suppressed. However, since the high-frequency suppression characteristics of coherent integration do not have a very high degree of suppression, even after coherent integration, atmospheric turbulence echoes may be mixed into the band of the FFT processing due to aliasing. Therefore, from the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo obtained from the data of the atmospheric turbulence echo, the Doppler frequency of the atmospheric turbulence echo mixed by aliasing is calculated, and the spectrum around it is removed.

【0025】ただし、周波数軸上で大気乱流エコーのエ
リアジングが音波面エコーと重なってしまう場合は、大
気乱流エコーの除去が不可能となる。そこで、通常は、
両者ができるだけ重ならないような観測パラメータの設
定が行われる。エリアジングによって地形エコーおよび
大気乱流エコーが混入する周波数範囲はFFTのサンプ
リングレートによって決まる。そのため、地形エコーお
よび大気乱流エコーが音波面エコーと重ならないように
するには、FFTのサンプリング間隔、すなわちパルス
繰り返し周期とコヒーレント積分数の積を適切に調整す
る必要がある。
However, when the aliasing of the atmospheric turbulence echo overlaps the sound wave surface echo on the frequency axis, it becomes impossible to remove the atmospheric turbulence echo. So, usually,
The observation parameters are set so that they do not overlap as much as possible. The frequency range in which the terrain echo and the atmospheric turbulence echo are mixed by aliasing is determined by the sampling rate of the FFT. Therefore, in order to prevent the terrain echo and the atmospheric turbulence echo from overlapping with the sound wave echo, it is necessary to appropriately adjust the sampling interval of FFT, that is, the product of the pulse repetition period and the coherent integration number.

【0026】なお、前記従来技術2では受信チャネルが
2つ必要であったが、これを1チャネルで実現するRA
SS装置も採用されている。次に、この従来技術3につ
いて説明する。図18は、前記従来技術1のレーダ送受
信手段132に代わる、この従来技術3のレーダ送受信
手段151の構成を示すブロック図である。図において
図14と同一の部分については同一の符号を付し説明を
省略する。図において310は基準信号切換手段、32
3はこのレーダ送受信手段151の受信手段である。
Although the prior art 2 requires two reception channels, the RA which realizes this by one channel is used.
SS devices are also employed. Next, the related art 3 will be described. FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of the radar transmitting / receiving means 151 of the related art 3 in place of the radar transmitting / receiving means 132 of the related art 1. In the figure, the same parts as those in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the figure, reference numeral 310 denotes a reference signal switching means, 32
Reference numeral 3 denotes a receiving unit of the radar transmitting / receiving unit 151.

【0027】この方式では受信チャネルを1チャネルと
するために、COHO信号とオフセットCOHO信号が
基準信号切換手段310によって大気乱流エコーと音波
面エコーの観測毎に交互に切り換えられる。これは大気
乱流エコーの観測と音波面エコーの観測を交互に繰返す
ことを意味する。大気乱流エコーを観測する場合にはC
OHO信号が用いられ、音波面エコーを観測する場合に
はオフセットCOHO信号が用いられる。
In this method, the COHO signal and the offset COHO signal are alternately switched by the reference signal switching means 310 every time the atmospheric turbulence echo and the sound wave front echo are observed in order to use one reception channel. This means that the observation of the atmospheric turbulence echo and the observation of the sound front echo are alternately repeated. When observing atmospheric turbulence echo, C
The OHO signal is used, and the offset COHO signal is used when observing the sound wave echo.

【0028】図19は、前記従来技術2の信号処理手段
142に代わる、従来技術3の信号処理手段152の構
成を示すブロック図である。図19において図15と同
一の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
図において、115は受信手段323から入力されたア
ナログの受信信号をディジタルの受信信号に変換するA
D変換手段、116はディジタルの受信信号に対しコヒ
ーレント積分処理を行うコヒーレント積分手段、117
は大気乱流エコーの観測と音波面エコーの観測における
ドップラ速度を算出するドップラ速度算出手段、118
は大気乱流エコーの観測と音波面エコーの観測とで処理
の切り換えを行うドップラ速度切換手段である。
FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of a signal processing means 152 according to prior art 3 which replaces the signal processing means 142 according to prior art 2. In FIG. 19, the same portions as those in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
In the figure, reference numeral 115 denotes an A which converts an analog received signal input from the receiving means 323 into a digital received signal.
D conversion means 116 is a coherent integration means for performing coherent integration processing on the digital received signal, 117
Means for calculating Doppler velocity in observation of atmospheric turbulence echo and observation of sound wave front echo, 118
Is a Doppler velocity switching means for switching processing between observation of atmospheric turbulence echo and observation of sound wave front echo.

【0029】この信号処理手段152においても、大気
乱流エコーの観測と音波面エコーの観測とで処理の切り
換えがドップラ速度切換手段118によって行われる。
すなわち、大気乱流エコーの観測時にはドップラ速度算
出手段117の出力は音速算出手段108に入力され、
音波面エコー観測時にはドップラ速度算出手段117の
出力がオフセット補正手段113に入力され、オフセッ
ト補正手段113でドップラ速度のオフセットを補正し
た後に音速算出手段108にドップラ速度が入力され
る。
In the signal processing unit 152 as well, the processing is switched by the Doppler velocity switching unit 118 between observation of the atmospheric turbulence echo and observation of the sound wave front echo.
That is, the output of the Doppler velocity calculating means 117 is input to the sound velocity calculating means 108 when observing the atmospheric turbulence echo,
At the time of sound wave surface echo observation, the output of the Doppler velocity calculation means 117 is input to the offset correction means 113, and the Doppler velocity is input to the sound velocity calculation means 108 after the offset of the Doppler velocity is corrected by the offset correction means 113.

【0030】この従来技術3では、受信手段323の位
相検波手段306と、信号処理手段152のAD変換手
段115が1つあればよい。しかし、大気乱流エコーの
観測と音波面エコーの観測が交互に行われるため、両観
測に時間的なずれが生じる。これにより音速算出精度が
劣化する。
In the prior art 3, only one phase detector 306 of the receiver 323 and one AD converter 115 of the signal processor 152 are required. However, the observation of the atmospheric turbulence echo and the observation of the sound wave echo are performed alternately, so that there is a time lag between the two observations. This degrades the accuracy of sound velocity calculation.

【0031】以上のように、従来のRASSの観測方式
は次の3つに分類できる。 従来技術1:COHOオフセットなし。音波面エコーと
大気乱流エコーの同時観測が可能。この従来技術1は、
図12および図13で示したように、大きなFFT点数
で大気乱流エコーと音波面エコーを同時に処理する方式
である。FFT点数が大きくなることを除けば他の2つ
の従来技術2、従来技術3よりも優れているが、FFT
点数が大きくなることによる信号処理負荷が大きいこと
から、従来はほとんど用いられていない。
As described above, the conventional RASS observation methods can be classified into the following three types. Prior art 1: No COHO offset. Simultaneous observation of sound wave front echo and atmospheric turbulence echo is possible. This prior art 1
As shown in FIGS. 12 and 13, this method simultaneously processes the atmospheric turbulence echo and the sound wave echo with a large number of FFT points. It is superior to the other two prior arts 2 and 3 except that the FFT score is increased,
Conventionally, it is hardly used because the signal processing load is large due to the large score.

【0032】従来技術2:COHOオフセットあり。音
波面エコーと大気乱流エコーの同時観測が可能。この従
来技術2は、図14に示したように受信信号を2分岐さ
せ、一方を大気乱流エコーの信号として位相検波を行
い、他方を音波面エコーの信号としてCOHO周波数を
オフセットさせた位相検波を行い、それぞれのI,Q信
号を図15に示す信号処理手段142の入力とする方式
である。少ないFFT点数で音波面エコーの処理が可能
となるため、従来よく用いられてきたものである。
Prior art 2: COHO offset. Simultaneous observation of sound wave front echo and atmospheric turbulence echo is possible. According to the prior art 2, as shown in FIG. 14, a received signal is branched into two parts, one of which is subjected to phase detection as an atmospheric turbulence echo signal, and the other is used as a sound wave front echo signal to offset the COHO frequency. And the respective I and Q signals are input to the signal processing means 142 shown in FIG. Since the processing of the sound wave front echo can be performed with a small number of FFT points, it has been conventionally used well.

【0033】また、この方式では、ドップラスペクトル
のエリアジングによって、音波面エコーと大気乱流エコ
ーが重ならないようにPRF(パルス繰返周波数)とコ
ヒーレント積分数を適切に設定する必要がある。従っ
て、PRFとコヒーレント積分数の設定の自由度が低い
レーダの場合、適切な観測パラメータが選択できず、音
波面エコーと大気乱流エコーの分離が難しくなることが
ある。
In this method, it is necessary to appropriately set the PRF (pulse repetition frequency) and the coherent integration number so that the sound wave surface echo and the atmospheric turbulence echo do not overlap due to Doppler spectrum aliasing. Therefore, in the case of a radar having a low degree of freedom in setting the PRF and the coherent integration number, an appropriate observation parameter cannot be selected, and it may be difficult to separate the acoustic echo from the atmospheric turbulence echo.

【0034】従来技術3:COHOオフセットあり。音
波面エコーと大気乱流エコーの交互観測。この従来技術
3は、図18に示すレーダ送受信手段51を用いてCO
HOをオフセットさせない観測とオフセットさせる観測
を交互に繰り返すことにより、大気乱流データと音波面
データを収集し、図19に示す信号処理手段152によ
り信号処理を行う方式である。この方式では、音波面エ
コーと大気乱流エコーが同時に得られないため、両エコ
ーの時間的なずれを補正するための時間方向のデータ補
間を適切に行う必要がある。しかし、気象状況が短時間
に変化するような場合、データ補間の精度劣化が温度測
定の誤差の要因となる可能性がある。
Prior art 3: COHO offset. Alternate observation of sound front echo and atmospheric turbulence echo. This prior art 3 uses a radar transmitting / receiving means 51 shown in FIG.
This method collects atmospheric turbulence data and sound wave surface data by alternately repeating observation without offsetting HO and observation with offset, and performs signal processing by the signal processing means 152 shown in FIG. In this method, since a sound wave front echo and an atmospheric turbulence echo cannot be obtained at the same time, it is necessary to appropriately perform time-direction data interpolation for correcting a time difference between the two echoes. However, when the weather condition changes in a short time, there is a possibility that a deterioration in the accuracy of the data interpolation may cause a temperature measurement error.

【0035】[0035]

【発明が解決しようとする課題】従来の大気温度測定方
法および装置は以上のように構成されているので、ドッ
プラスペクトルのエリアジングによって、音波面エコー
と大気乱流エコーが重ならないようにPRFとコヒーレ
ント積分数を適切に設定する必要がある。PRFとコヒ
ーレント積分数の設定の自由度が低いレーダの場合、適
切な観測パラメータが選択できず、音波面エコーと大気
乱流エコーの分離が難しくなる可能性を含んでいるとい
う課題があった。
Since the conventional atmospheric temperature measuring method and apparatus are constructed as described above, the PRF and the atmospheric turbulence echo are not overlapped by the Doppler spectrum aliasing so that the acoustic wave front echo and the atmospheric turbulent echo do not overlap. It is necessary to set the coherent integral number appropriately. In the case of a radar having a low degree of freedom in setting the PRF and the coherent integration number, there is a problem that an appropriate observation parameter cannot be selected, and there is a possibility that it is difficult to separate a sound wave echo from an atmospheric turbulence echo.

【0036】また、音波面エコーと大気乱流エコーを同
時に得るためには受信系が2チャネル必要であり、1チ
ャネルで交互に観測すると、両エコーの時間的なずれを
補正するための時間方向のデータ補間を適切に行う必要
がある。しかし、気象状況が短時間に変化するような場
合、データ補間の精度劣化が温度測定の誤差の要因とな
る可能性を含んでいるという課題があった。
In order to simultaneously obtain a sound wave front echo and an atmospheric turbulence echo, two reception systems are required. If observation is performed alternately on one channel, a time direction for correcting a time lag between the two echoes is required. It is necessary to appropriately perform data interpolation. However, when the weather condition changes in a short time, there has been a problem that the deterioration of the accuracy of the data interpolation may cause a temperature measurement error.

【0037】これらの課題は、コヒーレント積分を行う
変わりにFFT点数を多くすること、すなわち、一度の
FFT処理で大気乱流エコースペクトルと音波面エコー
スペクトルの両スペクトルを求めることで解決できる
が、FFT点数を多くするには高い性能の信号処理ハー
ドウェアが必要となる。特に、既に製作されているウィ
ンドプロファイラにRASS機能を追加する場合、信号
処理ハードウェアの制約により、大きな点数でのFFT
処理が実行できないなど、ハードウェア上の制約で精度
の高い温度測定を行うことが容易でないという課題があ
った。
These problems can be solved by increasing the number of FFT points instead of performing coherent integration, that is, by obtaining both the atmospheric turbulence echo spectrum and the sound wave front echo spectrum by one FFT processing. To increase the score, high-performance signal processing hardware is required. In particular, when the RAS function is added to a wind profiler that has already been manufactured, a large number of FFTs can be performed due to signal processing hardware limitations.
There has been a problem that it is not easy to perform high-accuracy temperature measurement due to hardware restrictions, such as inability to perform processing.

【0038】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、少ない演算量の増加で精度の
高い温度測定を行うことの可能な大気温度測定方法およ
び装置を得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide an atmospheric temperature measuring method and apparatus capable of performing accurate temperature measurement with a small increase in the amount of computation. And

【0039】[0039]

【課題を解決するための手段】この発明に係る大気温度
測定方法は、大気乱流または音波面によって反射された
電波についてAD変換後の受信信号のデータレートを下
げ、データレートを下げた前記受信信号をもとに、大気
乱流エコーのドップラ速度を算出する一方、前記AD変
換後の受信信号を周波数変換し、データレートを低速化
し、データレートを低速化した前記周波数変換されてい
る受信信号をもとに音波面エコーのドップラ速度を算出
し、該算出した音波面エコーのドップラ速度に対し前記
周波数変換分を補正し、前記算出した大気乱流エコーの
ドップラ速度と、前記補正した音波面エコーのドップラ
速度とをもとに大気中における音速を算出し、前記音速
から大気温度を求めるようにしたものである。
An atmospheric temperature measuring method according to the present invention reduces the data rate of a received signal after AD conversion of radio waves reflected by atmospheric turbulence or a sound wave surface, and reduces the data rate of the received signal. On the basis of the signal, the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo is calculated, the received signal after the AD conversion is frequency-converted, the data rate is reduced, and the data rate is reduced. Is calculated based on the Doppler velocity of the sound wave front echo, the frequency conversion is corrected for the calculated Doppler velocity of the sound wave echo, the Doppler velocity of the calculated atmospheric turbulence echo, the corrected sound wave front The sound velocity in the atmosphere is calculated based on the Doppler velocity of the echo, and the atmospheric temperature is determined from the sound velocity.

【0040】この発明に係る大気温度測定方法は、大気
乱流または音波面によって反射された電波についてAD
変換後の受信信号のデータレートを低速化し、該低速化
された前記受信信号から大気乱流エコーのドップラ速度
を算出する一方、前記AD変換後の受信信号に対し、帯
域通過フィルタにより大気乱流エコー成分を除去して音
波面エコー成分のみの信号を抽出し、該抽出した信号を
ダウンサンプルし、該ダウンサンプルした信号から音波
面エコーのドップラ速度を求め、該求めたドップラ速度
に対してドップラ速度の折返し補正を行い、該折返し補
正した音波面エコーのドップラ速度と前記求めた大気乱
流エコーのドップラ速度とをもとに音速を算出し、前記
音速から大気温度を求めるようにしたものである。
The method for measuring the atmospheric temperature according to the present invention employs the method for measuring the atmospheric turbulence or the radio wave reflected by the sound wave surface.
The data rate of the converted received signal is reduced, and the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo is calculated from the reduced received signal. The echo component is removed, a signal of only the sound wave front echo component is extracted, the extracted signal is down-sampled, the Doppler velocity of the sound wave front echo is determined from the down-sampled signal, and the Doppler velocity is determined with respect to the determined Doppler velocity. The velocity is looped back, and the sound velocity is calculated based on the Doppler velocity of the sound wave echo that has been looped back and the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo that is obtained, and the atmospheric temperature is obtained from the sound velocity. is there.

【0041】この発明に係る大気温度測定装置は、レー
ダ送受信手段から入力した受信信号をAD変換するAD
変換手段と、該AD変換手段から出力されたAD変換後
の受信信号を入力し、前記受信信号のデータレートを低
速化する第1データレート低速化手段と、該第1データ
レート低速化手段から出力された前記データレートの低
速化された受信信号から大気乱流エコーのドップラ速度
を算出する第1ドップラ速度算出手段と、前記AD変換
後の受信信号の周波数をオフセットさせる周波数オフセ
ット手段と、該周波数オフセット手段から出力され周波
数オフセットされた前記受信信号のデータレートを低速
化する第2データレート低速化手段と、該第2データレ
ート低速化手段から出力され前記データレートの低速化
された受信信号から音波面エコーのドップラ速度を求め
る第2ドップラ速度算出手段と、該第2ドップラ速度算
出手段から出力されたドップラ速度に対して、前記周波
数オフセット手段における周波数オフセット処理によっ
て生じたドップラ速度のオフセットを補正するオフセッ
ト補正手段と、前記第1ドップラ速度算出手段から出力
された大気乱流エコーのドップラ速度と前記オフセット
を補正した音波面エコーのドップラ速度の差を計算する
ことにより音速を算出する音速算出手段と、該音速算出
手段から出力された音速から大気の温度を算出する温度
算出手段とを備えるようにしたものである。
The atmospheric temperature measuring apparatus according to the present invention has an AD converter for AD converting a received signal input from a radar transmitting / receiving means.
Converting means, a first data rate lowering means for receiving the AD converted reception signal output from the A / D converting means, and lowering the data rate of the received signal, and a first data rate lowering means. First Doppler velocity calculating means for calculating the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo from the output data rate-reduced received signal, frequency offset means for offsetting the frequency of the AD-converted received signal, Second data rate lowering means for lowering the data rate of the received signal output from the frequency offset means and frequency offset, and a received signal output from the second data rate lowering means and having the data rate reduced. Second Doppler velocity calculating means for calculating the Doppler velocity of the sound wave echo from the sound wave, and the output from the second Doppler velocity calculating means. Offset correction means for correcting the Doppler velocity offset caused by the frequency offset processing in the frequency offset means for the Doppler velocity, and the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo output from the first Doppler velocity calculation means. A sound speed calculating means for calculating a sound speed by calculating a difference between Doppler velocities of the acoustic wave echoes with the offset corrected, and a temperature calculating means for calculating the temperature of the atmosphere from the sound speed output from the sound speed calculating means. It was done.

【0042】この発明に係る大気温度測定装置は、入力
されたAD変換後の信号を時間軸上で間引くことにより
データレートを低速化するダウンサンプル手段を、第1
データレート低速化手段または第2データレート低速化
手段が備えるようにしたものである。
The atmospheric temperature measuring apparatus according to the present invention includes a down-sampling means for reducing the data rate by thinning out the input AD-converted signal on the time axis.
The data rate lowering means or the second data rate lowering means is provided.

【0043】この発明に係る大気温度測定装置は、入力
されたAD変換後の信号に低域通過フィルタ処理を施す
低域通過フィルタ手段と、該低域通過フィルタ手段から
出力された信号を時間軸上で間引くことによりデータレ
ートを低速化するダウンサンプル手段とを第1データレ
ート低速化手段または第2データレート低速化手段が備
えるようにしたものである。
An atmospheric temperature measuring apparatus according to the present invention comprises a low-pass filter means for performing a low-pass filter process on an input signal after AD conversion, and a signal output from the low-pass filter means on a time axis. The first data rate lowering means or the second data rate lowering means includes downsampling means for lowering the data rate by thinning out the above.

【0044】この発明に係る大気温度測定装置は、入力
されたAD変換後の信号にコヒーレント積分処理を施す
コヒーレント積分手段を第1データレート低速化手段ま
たは第2データレート低速化手段が備えるようにしたも
のである。
In the atmospheric temperature measuring apparatus according to the present invention, the first data rate lowering means or the second data rate lowering means includes coherent integrating means for performing coherent integration processing on the input AD-converted signal. It was done.

【0045】この発明に係る大気温度測定装置は、入力
されたAD変換後の信号に窓関数をかける窓関数手段
と、該窓関数手段から出力された信号にコヒーレント積
分処理を施すコヒーレント積分手段とを第1データレー
ト低速化手段または第2データレート低速化手段が備え
るようにしたものである。
An atmospheric temperature measuring apparatus according to the present invention comprises: a window function means for applying a window function to an input signal after AD conversion; and a coherent integration means for performing coherent integration processing on a signal output from the window function means. Is provided in the first data rate lowering means or the second data rate lowering means.

【0046】この発明に係る大気温度測定装置は、時刻
に比例する位相角を持ち、かつ大きさが1の複素指数関
数を入力信号に乗算することにより入力信号の周波数を
オフセットさせる周波数オフセット手段を備えるように
したものである。
The atmospheric temperature measuring apparatus according to the present invention comprises frequency offset means for offsetting the frequency of the input signal by multiplying the input signal by a complex exponential function having a phase angle proportional to time and having a magnitude of one. It is prepared for.

【0047】この発明に係る大気温度測定装置は、時刻
に比例する位相角を持ち、かつ大きさが1の複素指数関
数値を有限個だけ記憶した複素指数関数テーブルから複
素指数関数値を読み取り、その複素指数関数値を入力信
号に乗算することで入力信号の周波数をオフセットさせ
る構成を備えるようにしたものである。
The atmospheric temperature measuring apparatus according to the present invention reads a complex exponential function value from a complex exponential function table having a finite number of complex exponential function values having a phase angle proportional to time and having a magnitude of 1, A configuration is provided in which the frequency of the input signal is offset by multiplying the input signal by the complex exponential function value.

【0048】この発明に係る大気温度測定装置は、大気
乱流または音波面によって反射された電波についてAD
変換後の受信信号のデータレートを低速化するデータレ
ート低速化手段と、該データレートの低速化された前記
受信信号から大気乱流エコーのドップラ速度を算出する
第1ドップラ速度算出手段と、前記AD変換後の受信信
号に対し帯域通過フィルタにより大気乱流エコー成分を
除去して音波面エコー成分のみを通す帯域通過フィルタ
手段と、該帯域通過フィルタ手段から出力された信号を
ダウンサンプルする第2ダウンサンプル手段と、該第2
ダウンサンプル手段から出力された信号から音波面エコ
ーのドップラ速度を求める第2ドップラ速度算出手段
と、該第2ドップラ速度算出手段から出力されたドップ
ラ速度に対してドップラ速度の折返し補正を行うドップ
ラ速度折返し補正手段と、前記第1ドップラ速度算出手
段で算出した大気乱流エコーのドップラ速度と前記折返
し補正した音波面エコーのドップラ速度の差を計算する
ことにより音速を算出する音速算出手段と、該音速から
温度を算出する温度算出手段とを備えるようにしたもの
である。
The atmospheric temperature measuring apparatus according to the present invention is capable of controlling the atmospheric turbulence or the radio wave reflected by the sound wave surface.
A data rate slowing means for slowing down the data rate of the converted received signal; a first Doppler speed calculating means for calculating a Doppler speed of the atmospheric turbulence echo from the slowed received signal at the data rate; Band-pass filter means for removing the atmospheric turbulence echo component from the AD-converted received signal by a band-pass filter and passing only the sound wave front echo component; Down-sampling means;
Second Doppler velocity calculating means for obtaining a Doppler velocity of a sound wave echo from a signal output from the down-sampling means, and a Doppler velocity for performing aliasing correction of the Doppler velocity with respect to the Doppler velocity output from the second Doppler velocity calculating means Loopback correction means, sound speed calculation means for calculating a sound speed by calculating the difference between the Doppler speed of the atmospheric turbulence echo calculated by the first Doppler speed calculation means and the Doppler speed of the sound wave front echo corrected for loopback, Temperature calculating means for calculating the temperature from the sound speed.

【0049】この発明に係る大気温度測定装置は、入力
されたAD変換後の受信信号を時間軸上で間引くことに
よりデータレートを低速化する第1ダウンサンプル手段
をデータレート低速化手段が備えるようにしたものであ
る。
In the atmospheric temperature measuring apparatus according to the present invention, the data rate lowering means includes first down-sampling means for reducing the data rate by thinning out the input received signal after AD conversion on the time axis. It was made.

【0050】この発明に係る大気温度測定装置は、入力
されたAD変換後の受信信号に低域通過フィルタ処理を
施す低域通過フィルタ手段と、該低域通過フィルタ手段
から出力された信号を時間軸上で間引くことによりデー
タレートを低速化する第1ダウンサンプル手段とをデー
タレート低速化手段が備えるようにしたものである。
An atmospheric temperature measuring apparatus according to the present invention comprises a low-pass filter for performing low-pass filtering on an input received signal after AD conversion, and a signal output from the low-pass filter for time conversion. The data rate lowering means includes first down-sampling means for lowering the data rate by thinning on the axis.

【0051】この発明に係る大気温度測定装置は、入力
されたAD変換後の受信信号にコヒーレント積分処理を
施すコヒーレント積分手段をデータレート低速化手段が
備えるようにしたものである。
In the atmospheric temperature measuring apparatus according to the present invention, the data rate lowering means is provided with coherent integrating means for performing coherent integration processing on the input received signal after AD conversion.

【0052】この発明に係る大気温度測定装置は、入力
されたAD変換後の受信信号に窓関数をかける窓関数手
段と、該窓関数手段から出力された信号にコヒーレント
積分処理を施すコヒーレント積分手段とをデータレート
低速化手段が備えるようにしたものである。
An atmospheric temperature measuring apparatus according to the present invention comprises: a window function means for applying a window function to an input AD converted reception signal; and a coherent integration means for performing coherent integration processing on a signal output from the window function means. Are provided in the data rate slowing means.

【0053】この発明に係る大気温度測定装置は、入力
された信号にFFT処理を施し、該FFT処理が施され
た出力からパワースペクトルを算出し、該算出したパワ
ースペクトルに対しインコヒーレント積分処理を行い、
該インコヒーレント積分後のパワースペクトルから前記
入力された信号のドップラ速度を算出する第1ドップラ
速度算出手段または第2ドップラ速度算出手段を備える
ようにしたものである。
The atmospheric temperature measuring apparatus according to the present invention performs an FFT process on an input signal, calculates a power spectrum from the output subjected to the FFT process, and performs an incoherent integration process on the calculated power spectrum. Do
A first Doppler velocity calculating means or a second Doppler velocity calculating means for calculating a Doppler velocity of the input signal from the power spectrum after the incoherent integration.

【0054】この発明に係る大気温度測定装置は、パル
スペア処理によって入力データのドップラ速度を算出す
るパルスペア手段を第1ドップラ速度算出手段または第
2ドップラ速度算出手段が備えるようにしたものであ
る。
In the atmospheric temperature measuring apparatus according to the present invention, the first Doppler velocity calculating means or the second Doppler velocity calculating means includes pulse pair means for calculating Doppler velocity of input data by pulse pair processing.

【0055】[0055]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態に
ついて説明する。 実施の形態1.図1は、この実施の形態1の大気温度測
定方法(以下、RASSという)が適用される大気温度
を測定する温度測定装置(以下、RASS装置という)
の全体構成を示すブロック図である。図において、1は
温度を測定しようとする大気へ電波を送信するととも
に、大気中の大気乱流または音波面によって反射された
電波を受信する空中線、2は前記温度を測定しようとす
る大気への電波と前記反射された電波の送受信を行うレ
ーダ送受信手段、3は受信信号を処理する信号処理手
段、4はデータの記録と表示とを行うデータ表示・記録
手段、5はレーダ送受信手段2と音波発生手段7との制
御を行う制御手段、6は温度を測定しようとする上空へ
音波を送信するスピーカ(音波送信手段)、7は前記上
空へ送信する音波信号を発生させる音波発生手段であ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 shows a temperature measuring device (hereinafter, referred to as a RASS device) for measuring the atmospheric temperature to which the atmospheric temperature measuring method (hereinafter, referred to as RASS) of the first embodiment is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing the entire configuration of the embodiment. In the drawing, 1 is an antenna transmitting radio waves to the atmosphere whose temperature is to be measured, and an antenna for receiving radio waves reflected by turbulence or sound waves in the atmosphere, and 2 is an antenna transmitting the air whose temperature is to be measured. Radar transmitting and receiving means for transmitting and receiving radio waves and the reflected radio waves; 3 for signal processing means for processing received signals; 4 for data display / recording means for recording and displaying data; Control means for controlling the generation means 7, a speaker (sound wave transmission means) 6 for transmitting a sound wave to the sky where temperature is to be measured, and 7 a sound wave generation means for generating a sound wave signal to be transmitted to the sky.

【0056】次に、このRASS装置による温度分布の
測定原理を説明する。まず、スピーカ6によって音波を
上空に送信する。これによって、上空に音波面が音速で
伝播する。この音波面を、空中線1、レーダ送受信手段
2、信号処理手段3、データ表示・記録手段4から構成
されるドップラレーダによって観測すると、前記音波面
から反射した電波(以下、音波面エコーという)により
音波面のドップラ速度を測定することができる。
Next, the principle of measuring the temperature distribution by the RASS apparatus will be described. First, a sound wave is transmitted to the sky by the speaker 6. As a result, the sound wave surface propagates over the sky at the speed of sound. When this sound wave surface is observed by a Doppler radar composed of the antenna 1, the radar transmitting / receiving means 2, the signal processing means 3, and the data display / recording means 4, the wave reflected by the sound wave surface (hereinafter referred to as sound wave echo) The Doppler velocity of the sound plane can be measured.

【0057】音波面は大気の流れである風に流されるこ
とから、音波面の速度は音速と風速の和となる。ドップ
ラレーダでは音波面エコー以外に大気乱流で反射された
電波(以下、大気乱流エコーという)が音波面エコーと
同時に観測される。大気乱流エコーのドップラ速度が風
速の視線方向成分となることから、ドップラレーダで音
波面エコーと大気乱流エコーを観測し、前者から音波面
速度、後者から視線方向の風速を求めれば、両者の差か
ら音速Ca[m/s]が求められる。
The speed of the sound wave surface is the sum of the sound speed and the wind speed since the sound wave surface is caused to flow by the wind which is the flow of the atmosphere. In the Doppler radar, a radio wave reflected by atmospheric turbulence (hereinafter referred to as atmospheric turbulence echo) other than the sound wave surface echo is observed simultaneously with the sound wave surface echo. Since the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo becomes the line-of-sight component of the wind speed, the sound wave front echo and the atmospheric turbulence echo are observed with a Doppler radar, and if the sound wave surface velocity is obtained from the former and the wind velocity in the line of sight is obtained from the latter, both are obtained. The sound speed Ca [m / s] is obtained from the difference between

【0058】さらに、音速Caと大気の仮温度Tvの間
には、Kdを定数とすると、Tv=Ca/Kdで表され
る関係があることから、大気の仮温度Tv[K]を算出
することが可能となる。ただし、Kdは定数であり、K
d=20.047の値をとる。ここで仮温度Tvとは、
混合比w(水蒸気密度と乾燥空気の密度の比)と大気温
度T[K]を用いてTv=(1+0.61w)Tで表さ
れる量である。通常、対流圏中では大気温度Tと仮温度
Tvとの差が1K以下であることから、仮温度Tvによ
って大気温度Tの近似値を知ることができる。
Further, since Kd is a constant between the sound velocity Ca and the temporary temperature Tv of the atmosphere, the temporary temperature Tv [K] of the atmosphere is calculated because Tv = Ca / Kd. It becomes possible. Where Kd is a constant and Kd
d = 20.047. Here, the provisional temperature Tv is
It is an amount represented by Tv = (1 + 0.61w) T using the mixing ratio w (ratio of the density of water vapor and the density of dry air) and the atmospheric temperature T [K]. Usually, in the troposphere, since the difference between the atmospheric temperature T and the provisional temperature Tv is 1 K or less, an approximate value of the atmospheric temperature T can be known from the provisional temperature Tv.

【0059】図2は、図1に示すレーダ送受信手段2の
構成を示すブロック図であり、一般のレーダ装置のレー
ダ送受信手段と同様の構成となっている。図において、
11は温度を測定しようとする大気へ送信する送信電波
と、大気中の大気乱流または音波面によって反射された
受信電波とを切り替える送受切換手段、12は送信電波
を発生させる送信手段、13は空中線1による受信電波
を受信処理する受信手段である。この受信手段13は、
増幅手段14、周波数変換手段15、位相検波手段1
6、局部発信器17、および基準信号発生器18から構
成されている。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the radar transmitting / receiving means 2 shown in FIG. 1, and has the same configuration as the radar transmitting / receiving means of a general radar device. In the figure,
11 is transmission / reception switching means for switching between a transmission radio wave transmitted to the atmosphere whose temperature is to be measured and a reception radio wave reflected by atmospheric turbulence or a sound wave surface in the atmosphere, 12 is a transmission means for generating a transmission radio wave, and 13 is a transmission means. This is a receiving unit that receives and processes a radio wave received by the antenna 1. This receiving means 13
Amplifying means 14, frequency converting means 15, phase detecting means 1
6, a local oscillator 17 and a reference signal generator 18.

【0060】増幅手段14は前記受信電波の受信信号を
増幅するものである。周波数変換手段15は、増幅され
た前記受信信号を中間周波数に変換するものである。位
相検波手段16は、前記中間周波数に変換された受信信
号からアナログの複素受信信号を生成するものである。
局部発振器17は、前記増幅された受信信号を中間周波
数に変換するための局部発振波を出力するものである。
基準信号発生器18は、前記中間周波数に変換された受
信信号に対し位相検波を行うための基準信号を発生させ
るものである。
The amplifying means 14 amplifies the received signal of the received radio wave. The frequency conversion means 15 converts the amplified received signal into an intermediate frequency. The phase detector 16 generates an analog complex reception signal from the reception signal converted to the intermediate frequency.
The local oscillator 17 outputs a local oscillation wave for converting the amplified received signal into an intermediate frequency.
The reference signal generator 18 generates a reference signal for performing phase detection on the received signal converted to the intermediate frequency.

【0061】次に、このレーダ送受信手段2の動作を説
明する。送信手段12で送信電波を発生させ、送受切換
手段11を経由して空中線1に送出する。空中線1は前
記送信電波を大気へと放射する。大気へ放射された電波
は大気中の大気乱流または音波面によって反射され、空
中線1によって受信電波がドップラレーダに受信され
る。この受信電波は、送受切換手段11を経由して受信
手段13に入力される。受信手段13は前記受信電波に
よる受信信号を増幅手段14によって増幅した後に、周
波数変換手段15で前記受信信号を中間周波数に変換す
る。さらに位相検波手段16によってアナログの複素受
信信号を生成し、信号処理手段3へと出力する。
Next, the operation of the radar transmitting / receiving means 2 will be described. A transmission radio wave is generated by the transmission means 12 and transmitted to the antenna 1 via the transmission / reception switching means 11. The antenna 1 emits the transmission radio wave to the atmosphere. Radio waves radiated to the atmosphere are reflected by atmospheric turbulence or sound waves in the atmosphere, and received radio waves are received by the Doppler radar via the antenna 1. This received radio wave is input to the receiving means 13 via the transmission / reception switching means 11. The receiving means 13 amplifies the received signal based on the received radio wave by the amplifying means 14, and then converts the received signal into an intermediate frequency by the frequency converting means 15. Further, an analog complex reception signal is generated by the phase detection means 16 and output to the signal processing means 3.

【0062】図3は、この信号処理手段3の構成を示す
ブロック図である。図において、21は受信手段13の
位相検波手段16から受信した前記アナログの複素受信
信号をAD変換するAD変換手段、22はAD変換手段
21から出力されたAD変換後のディジタルの複素受信
信号のデータレートを低速化する第1データレート低速
化手段、23は第1データレート低速化手段22から出
力されたディジタルの複素受信信号からレーダ視線方向
風速のドップラ速度を算出する第1ドップラ速度算出手
段、24はAD変換手段21でAD変換されたディジタ
ルの複素受信信号を入力し、その複素受信信号の周波数
を信号処理によって周波数変換する周波数オフセット手
段、25は周波数オフセット手段24から出力された周
波数オフセット後のディジタルの複素受信信号を入力
し、入力した前記ディジタルの複素受信信号のデータレ
ートを低速化し出力する第2データレート低速化手段、
26は第2データレート低速化手段25から出力された
前記ディジタルの複素受信信号から音波面エコーのドッ
プラ速度を算出し出力する第2ドップラ速度算出手段、
27は第2ドップラ速度算出手段26から出力された前
記ドップラ速度を入力し、周波数オフセット手段24で
周波数オフセットしたことにより生じる前記ドップラ速
度のオフセットを補正するオフセット補正手段、28は
第1ドップラ速度算出手段23から出力されるレーダ視
線方向風速(大気乱流エコー)と第2ドップラ速度算出
手段26から出力される音波面エコーのドップラ速度の
差をとることにより音速を算出する音速算出手段、29
は音速算出手段28から出力される音速から温度を算出
する温度算出手段である。
FIG. 3 is a block diagram showing the structure of the signal processing means 3. In the figure, reference numeral 21 denotes AD conversion means for AD-converting the analog complex reception signal received from the phase detection means 16 of the reception means 13, and reference numeral 22 denotes a digital complex reception signal after AD conversion output from the AD conversion means 21. A first data rate lowering means for lowering the data rate; a first Doppler velocity calculating means for calculating a Doppler velocity in the radar line-of-sight direction from a digital complex reception signal output from the first data rate lowering means , 24 are frequency offset means for inputting the digital complex reception signal AD-converted by the AD conversion means 21 and frequency-converting the frequency of the complex reception signal by signal processing, and 25 is a frequency offset output from the frequency offset means 24. Receiving the digital complex reception signal after the The second data rate slow means a for slowed output No. of data rates,
26 is a second Doppler velocity calculating means for calculating and outputting a Doppler velocity of a sound wave echo from the digital complex reception signal output from the second data rate lowering means 25;
27 is an offset correction unit for inputting the Doppler speed output from the second Doppler speed calculation unit 26 and correcting an offset of the Doppler speed caused by frequency offset by the frequency offset unit 24; 28 is a first Doppler speed calculation A sound velocity calculating means for calculating a sound velocity by calculating a difference between a Doppler speed of a radar line-of-sight direction wind velocity (atmospheric turbulence echo) outputted from the means 23 and a sound wave echo outputted from the second Doppler velocity calculating means 26;
Is a temperature calculating means for calculating the temperature from the sound speed output from the sound speed calculating means 28.

【0063】次に、信号処理手段3の動作について説明
する。AD変換手段21は、レーダ送受信手段2から出
力されたアナログの複素受信信号を入力し、AD変換手
段21によりディジタルの複素受信信号を生成し出力す
る。AD変換手段21には、ドップラレーダがパルス送
信を行う毎にアナログの複素受信信号が入力される。そ
してパルス送信毎にAD変換手段21はレンジビン数だ
けのディジタルの受信信号を生成する。よって、ドップ
ラレーダのパルス繰返し周波数に等しいデータレートで
各レンジビンのディジタルの複素受信信号がAD変換手
段21から出力されることになる。
Next, the operation of the signal processing means 3 will be described. The AD conversion means 21 receives the analog complex reception signal output from the radar transmission / reception means 2, and the AD conversion means 21 generates and outputs a digital complex reception signal. An analog complex reception signal is input to the AD converter 21 every time the Doppler radar performs pulse transmission. Then, each time a pulse is transmitted, the AD conversion means 21 generates digital reception signals corresponding to the number of range bins. Therefore, a digital complex reception signal of each range bin is output from the AD conversion means 21 at a data rate equal to the pulse repetition frequency of the Doppler radar.

【0064】ドップラレーダの受信信号には、ドップラ
速度が高々数10m/s程度の大気乱流エコーと、ドッ
プラ速度が音速340m/sに近い値となる音波面エコ
ーの2つの信号成分が含まれている。ドップラレーダの
パルス繰返し周波数は、音波面エコーのドップラ周波数
に対するナイキスト周波数よりも高くなるように設定さ
れる。
The received signal of the Doppler radar contains two signal components: an atmospheric turbulence echo having a Doppler velocity of at most about several tens m / s and a sound wave echo having a Doppler velocity close to a sound velocity of 340 m / s. ing. The pulse repetition frequency of the Doppler radar is set to be higher than the Nyquist frequency for the Doppler frequency of the acoustic wave echo.

【0065】AD変換手段21から出力されたディジタ
ルの複素受信信号は、第1データレート低速化手段22
と周波数オフセット手段24の2つの手段に入力され
る。第1データレート低速化手段22に入力されたディ
ジタルの複素受信信号は、大気乱流エコーのドップラ速
度を算出するために用いられる。一方、周波数オフセッ
ト手段24に入力されたディジタルの複素受信信号は音
波面エコーのドップラ速度を算出するために用いられ
る。
The digital complex reception signal output from the A / D conversion means 21 is
And frequency offset means 24. The digital complex reception signal input to the first data rate lowering means 22 is used to calculate the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo. On the other hand, the digital complex reception signal input to the frequency offset means 24 is used for calculating the Doppler velocity of the sound wave front echo.

【0066】次に、大気乱流エコーのドップラ速度算出
について説明する。前述のように、受信信号のデータレ
ートは音波面エコーのドップラ速度をエリアジングなく
観測できるように設定されている。しかし、音波面エコ
ーよりもドップラ周波数の低い大気乱流エコーについて
は、よりデータレートが低くてもエリアジングなくドッ
プラ速度を求めることができる。そこで、第1データレ
ート低速化手段22によって前記複素受信信号のデータ
レートを低くした後に、第1ドップラ速度算出手段23
でFFT処理を行うことによりドップラ速度を算出す
る。この場合、第1ドップラ速度算出手段23は、入力
された信号にFFT(Fast Fourier Tr
ansform)処理を施し、さらにそのFFT処理が
施された出力からパワースペクトルを算出し、該算出し
たパワースペクトルについてインコヒーレント積分処理
を行い、該インコヒーレント積分後のパワースペクトル
から前記入力された信号のドップラ速度を算出する。す
なわち、この第1ドップラ速度算出手段23の構成は、
図17に示した従来技術における第1ドップラ速度算出
手段111と同じ構成である。データレートが低くなっ
たことにより、第1ドップラ速度算出手段23における
FFT処理の点数を小さくすることができるため、FF
T処理に要する演算量は従来技術によるRASS信号処
理と変わらないことになる。
Next, the calculation of the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo will be described. As described above, the data rate of the received signal is set so that the Doppler velocity of the sound wave echo can be observed without aliasing. However, for the atmospheric turbulence echo having a lower Doppler frequency than the acoustic wave front echo, the Doppler velocity can be obtained without aliasing even at a lower data rate. Therefore, after the data rate of the complex reception signal is reduced by the first data rate lowering unit 22, the first Doppler speed calculating unit 23
To calculate the Doppler velocity by performing the FFT processing. In this case, the first Doppler velocity calculating means 23 applies FFT (Fast Fourier Tr) to the input signal.
ansform) process, further calculates a power spectrum from the output subjected to the FFT process, performs an incoherent integration process on the calculated power spectrum, and calculates a power spectrum of the input signal from the power spectrum after the incoherent integration. Calculate Doppler velocity. That is, the configuration of the first Doppler velocity calculating means 23 is as follows.
It has the same configuration as the first Doppler velocity calculating means 111 in the conventional technique shown in FIG. Since the data rate is reduced, the score of the FFT processing in the first Doppler velocity calculating means 23 can be reduced, so that the FF
The amount of calculation required for the T processing is not different from the RAS signal processing according to the prior art.

【0067】なお、FFT処理において、データレート
を低くする代わりにデータの時間長を短くすることによ
ってもFFT点数は小さくなるが、この場合、FFTの
周波数分解能が低下するため、好ましい方法ではない。
In the FFT processing, the number of FFT points can be reduced by shortening the data time length instead of lowering the data rate. However, in this case, the frequency resolution of the FFT decreases, which is not a preferable method.

【0068】次に、第1データレート低速化手段22に
おいてデータレートを低くする方法について説明する。
データレートを低くする最も単純な方法は、各距離毎に
データをダウンサンプルする方法である。すなわち、第
1データレート低速化手段22を図4に示すようにダウ
ンサンプル手段31によって構成する。
Next, a method for lowering the data rate in the first data rate lowering means 22 will be described.
The simplest way to lower the data rate is to downsample the data at each distance. That is, the first data rate lowering means 22 is constituted by the down-sampling means 31 as shown in FIG.

【0069】第1データレート低速化手段22の別の実
現例を図5に示す。図において、32は低域通過フィル
タ手段、33はダウンサンプル手段である。低域通過フ
ィルタ手段32は、大気乱流エコーが存在しうる低周波
領域のみを通過させ、他の周波数成分を除去する。それ
により、高周波領域に存在する音波面エコー成分が除去
される。また、通過帯域外の白色雑音成分が除去される
ことによりSN比が向上する。低域通過フィルタ手段3
2には一般に良く知られているFIR(Finite
Impulse Response)フィルタやIIR
(Infinite Impulse Respons
e)フィルタなどの時間軸上のフィルタ処理を採用すれ
ば良い。
FIG. 5 shows another embodiment of the first data rate lowering means 22. In the figure, 32 is a low-pass filter means, and 33 is a down-sampling means. The low-pass filter means 32 passes only low-frequency regions where atmospheric turbulence echoes may exist, and removes other frequency components. Thereby, the sound wave front echo component existing in the high frequency region is removed. Further, the removal of the white noise component outside the pass band improves the SN ratio. Low-pass filter means 3
2 includes a well-known FIR (Finite
Impulse Response) filter and IIR
(Infinity Impulse Responses
e) Filter processing on the time axis such as a filter may be employed.

【0070】ダウンサンプル手段33では、低域通過フ
ィルタ手段32から出力された信号を間引くことによ
り、データレートを低速化する。既に低域通過フィルタ
手段32によって音波面エコー成分が除去されているた
め、ダウンサンプル処理を行なっても、エリアジングに
よる音波面エコーの混入は生じない。
The down-sampling means 33 reduces the data rate by thinning out the signal output from the low-pass filter means 32. Since the sound wave front echo component has already been removed by the low-pass filter means 32, even if the down-sampling process is performed, mixing of the sound wave front echo due to aliasing does not occur.

【0071】また、第1データレート低速化手段22の
別の実現例を図6に示す。図において、41はコヒーレ
ント積分手段である。コヒーレント積分手段41では、
各レンジビン毎に、時間軸方向にデータをコヒーレント
積分する。コヒーレント積分処理によってSN比が改善
されるとともに、データレートが低速化される。コヒー
レント積分処理は低域通過特性を持つため、図5に示し
た低域通過フィルタ手段32を用いた第1データレート
低速化手段22と同様に、音波面エコーの抑圧効果もあ
る。コヒーレント積分処理は低域通過特性を持つことか
ら、図6のコヒーレント積分手段41を用いた実現例は
図5の低域通過フィルタ手段32を用いた実現例の具体
例の一つとみなすことができる。コヒーレント積分処理
は単純なデータ積算処理であることから、演算量の小さ
い低域通過フィルタ実現方法であるという利点がある。
FIG. 6 shows another embodiment of the first data rate lowering means 22. In the figure, reference numeral 41 denotes a coherent integrating means. In the coherent integration means 41,
Data is coherently integrated in the time axis direction for each range bin. The coherent integration process improves the SN ratio and lowers the data rate. Since the coherent integration processing has a low-pass characteristic, similarly to the first data rate slowing means 22 using the low-pass filter means 32 shown in FIG. Since the coherent integration process has a low-pass characteristic, the implementation using the coherent integration means 41 of FIG. 6 can be regarded as one of the specific examples of the implementation using the low-pass filter means 32 of FIG. . Since the coherent integration process is a simple data integration process, there is an advantage that it is a low-pass filter realizing method with a small amount of calculation.

【0072】さらに、第1データレート低速化手段22
の別の実現例を図7に示す。図において、51は窓関数
手段、52はコヒーレント積分手段である。この実現例
では、図6に示した構成に窓関数手段51を付加した構
成となっている。前述のように、コヒーレント積分手段
は低域通過特性を持っている。コヒーレント積分処理は
時間領域において、データに矩形窓を畳み込むことと等
価である。そのため、その周波数特性は、矩形窓のフー
リエ変換であるsinc関数で表現される。sinc関
数で表される周波数特性ではサイドローブが比較的高い
ため、音波面エコーの抑圧が不十分となる可能性があ
る。そこで、図7の構成では、コヒーレント積分処理の
前に窓関数処理を施すことにより、コヒーレント積分処
理の周波数特性のサイドローブを低減し、音波面エコー
の抑圧性能を高めている。
Further, the first data rate lowering means 22
FIG. 7 shows another example of the implementation. In the figure, 51 is a window function means, and 52 is a coherent integration means. In this embodiment, the window function means 51 is added to the configuration shown in FIG. As described above, the coherent integration means has a low-pass characteristic. Coherent integration is equivalent to convolving a rectangular window with data in the time domain. Therefore, the frequency characteristic is represented by a sinc function which is a Fourier transform of a rectangular window. Since the side lobe is relatively high in the frequency characteristic represented by the sinc function, there is a possibility that the suppression of the sound wave front echo becomes insufficient. Therefore, in the configuration of FIG. 7, by performing a window function process before the coherent integration process, the side lobe of the frequency characteristic of the coherent integration process is reduced, and the performance of suppressing sound wave front echo is enhanced.

【0073】第1ドップラ速度算出手段23では、大気
乱流エコーのドップラ速度を算出する。第1データレー
ト低速化手段22を図4に示す構成で実現した場合、ダ
ウンサンプル手段31によってデータレートが低速化さ
れているため、FFT処理によってドップラ速度を算出
する場合でも、小さなFFT点数によるFFT処理が可
能となっている。
The first Doppler velocity calculating means 23 calculates the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo. When the first data rate lowering means 22 is realized by the configuration shown in FIG. 4, since the data rate is reduced by the down-sampling means 31, even when the Doppler speed is calculated by the FFT processing, the FFT with a small number of FFT points is performed. Processing is possible.

【0074】また、第1データレート低速化手段22を
図5、図6、図7のいずれかの構成で実現した場合に
は、FFT処理の代わりにパルスペア法を用いることに
より、さらに信号処理演算量を低減することができる。
パルスペア法の使用は、信号が単一のガウス関数型スペ
クトル成分を持つことが前提となるが、図5、図6、図
7の構成を持つ第1データレート低速化手段22には、
高周波を抑圧する効果がある。そのため、音波面エコー
成分が抑圧され、大気乱流エコー成分のみ含むことにな
るため、パルスペア法が使用可能となる。
When the first data rate lowering means 22 is realized by any one of the configurations shown in FIGS. 5, 6, and 7, the pulse pair method is used in place of the FFT processing to further perform the signal processing operation. The amount can be reduced.
The use of the pulse pair method is based on the premise that the signal has a single Gaussian function type spectral component. However, the first data rate slowing means 22 having the configuration of FIGS. 5, 6 and 7 includes:
This has the effect of suppressing high frequencies. Therefore, the sound wave front echo component is suppressed and only the atmospheric turbulence echo component is included, so that the pulse pair method can be used.

【0075】このパルスペア法を用いる場合、第1ドッ
プラ速度算出手段23は図8の構成で実現される。図に
おいて、61は時間的に連続する2つの受信信号サンプ
ルの相関を取ることにより、両サンプルの時間間隔をラ
グとする自己相関係数を求める自己相関算出手段(パル
スペア手段)、62は複数の時刻で算出した自己相関係
数を積分処理する積分手段(パルスペア手段)、63は
積分した自己相関係数の位相値からドップラ速度を算出
する速度算出手段(パルスペア手段)である。
When this pulse pair method is used, the first Doppler velocity calculating means 23 is realized by the configuration shown in FIG. In the figure, reference numeral 61 denotes an autocorrelation calculating means (pulse pair means) for obtaining an autocorrelation coefficient with a time interval of both samples as a lag by correlating two temporally continuous received signal samples. Integrating means (pulse pair means) for integrating the autocorrelation coefficient calculated at the time, 63 is speed calculating means (pulse pair means) for calculating the Doppler velocity from the phase value of the integrated autocorrelation coefficient.

【0076】自己相関算出手段61では、時間的に連続
する2つの受信信号サンプルの相関を取ることにより、
両サンプルの時間間隔をラグとする自己相関係数を求め
る。このような自己相関係数を複数の時刻で算出し、積
分手段62で積分する。積分した自己相関係数の位相値
がドップラ速度に比例することから、速度算出手段63
において、自己相関係数の位相値からドップラ速度を算
出する。
The auto-correlation calculating means 61 calculates the correlation between two temporally continuous received signal samples,
An autocorrelation coefficient is determined using the time interval between both samples as a lag. Such an autocorrelation coefficient is calculated at a plurality of times and integrated by the integration means 62. Since the phase value of the integrated autocorrelation coefficient is proportional to the Doppler speed, the speed calculation means 63
, The Doppler velocity is calculated from the phase value of the autocorrelation coefficient.

【0077】次に、音波面エコーのドップラ速度の算出
について説明する。音波面エコーのドップラ速度は、周
波数オフセット手段24、第2データレート低速化手段
25、第2ドップラ速度算出手段26、オフセット補正
手段27によって求める。
Next, the calculation of the Doppler velocity of the sound wave front echo will be described. The Doppler velocity of the sound wave front echo is obtained by the frequency offset means 24, the second data rate lowering means 25, the second Doppler velocity calculating means 26, and the offset correcting means 27.

【0078】周波数オフセット手段24では、AD変換
されたディジタルの複素受信信号に対して、ディジタル
信号処理によって周波数をオフセットさせる。周波数を
オフセットさせるには、フーリエ変換の周波数推移性を
利用すれば良い。その原理を次に説明する。
The frequency offset means 24 offsets the frequency of the digitally-converted complex received signal subjected to AD conversion by digital signal processing. In order to offset the frequency, the frequency transition of Fourier transform may be used. The principle will be described below.

【0079】時系列信号a(t)のフーリエ変換をA
(f)とする。このとき、フーリエ変換の周波数推移性
から、周波数軸上での移動は、時間軸上では時刻に比例
する位相を持つ複素正弦波を元の信号に掛け合わせたこ
とになる。fo を周波数オフセットの量とすると、周波
数推移性はA(f-fo )=F[a(t)exp(j2π
o t)]で表される。
The Fourier transform of the time series signal a (t) is represented by A
(F). At this time, the movement on the frequency axis means that the original signal is multiplied by a complex sine wave having a phase proportional to the time on the time axis from the frequency transition of the Fourier transform. If f o is the amount of the frequency offset, the frequency transition is A (f−f o ) = F [a (t) exp (j2π
f ot )].

【0080】ここでFはフーリエ変換を表している。R
ASS観測のデータに対して、音波面エコーの周波数が
0に近くなるように設定し、時系列信号の各サンプルに
exp(j2πfo t)を複素乗算すれば、時系列上の
処理で信号の周波数を移動させることができる。これに
より、音波面エコーは低周波領域に移動するため、ダウ
ンサンプリングによってサンプリングレートを落してお
けば、周波数分解能を下げることなく、少ないFFT点
数で音波面エコーの周波数解析を行うことが可能とな
る。
Here, F represents a Fourier transform. R
If the frequency of the sound wave front echo is set to be close to 0 with respect to the data of the ASS observation, and each sample of the time series signal is complex-multiplied by exp (j2πf o t), the processing of the signal in the time series is performed. The frequency can be shifted. As a result, since the sound wave echo moves to the low frequency region, if the sampling rate is reduced by downsampling, the frequency analysis of the sound wave echo can be performed with a small number of FFT points without lowering the frequency resolution. .

【0081】この方式によれば、各データサンプルに対
して複素指数関数を乗算することから、N点のデータに
対してN回の複素乗算が必要となる。それに対し、FF
TではNlog2 Nに比例する演算量が必要であること
から、本方式において演算量を減らすことができる。
According to this method, each data sample is multiplied by a complex exponential function, so that N-point data must be subjected to N complex multiplications. On the other hand, FF
Since T requires an operation amount proportional to Nlog 2 N, the operation amount can be reduced in this method.

【0082】なお、本方式において、複素指数関数ex
p(j2πfo t)の演算量を少なくするために、この
値を予めテーブルとして用意しておくと良い。この場
合、用意する指数関数値の数を有限とするために、指数
関数値が周期的に元の値に戻るようにする必要がある。
Note that, in this method, the complex exponential function ex
In order to reduce the calculation amount of p (j2πf o t), it is preferable to prepare this value in advance as a table. In this case, in order to make the number of exponential function values prepared finite, it is necessary to periodically return the exponential function value to the original value.

【0083】ここで、Ne サンプルのデータを処理した
結果、exp(j2πfo t)の位相がNp回転したと
すると、Np =foe /(PRF)が成立する(PR
F;パルス繰返周波数)。
[0083] Here, N e sample result data have been processed, the phase of exp (j2πf o t) is When rotated Np, N p = f o N e / (PRF) is satisfied (PR
F; pulse repetition frequency).

【0084】よって、この式においてNp とNe がとも
に整数となるようなfo を求めれば良い。例えば、PR
Fが20kHzの場合、前記式はfo /20kHz=N
p /Ne のように変形される。
Therefore, it is sufficient to find f o such that both N p and N e are integers in this equation. For example, PR
When F is 20 kHz, the above equation is expressed as f o / 20 kHz = N
It is modified as p / N e.

【0085】よって、例えばNp =3,Ne =20とす
れば、fo を3000Hzとすることができる。
[0085] Thus, for example, if N p = 3, N e = 20, it is possible to 3000Hz to f o.

【0086】周波数オフセット手段24によって周波数
オフセットされたディジタルの複素受信信号では、音波
面エコーが低周波領域に移動し、大気乱流エコーは高周
波領域に移動する。このディジタルの複素受信信号に対
して、第2データレート低速化手段25および第2ドッ
プラ速度算出手段26によって、音波面エコーのドップ
ラ速度を算出する。
In the digital complex reception signal whose frequency has been offset by the frequency offset means 24, the sound wave front echo moves to a low frequency region, and the atmospheric turbulence echo moves to a high frequency region. For the digital complex reception signal, the second data rate lowering means 25 and the second Doppler velocity calculating means 26 calculate the Doppler velocity of the sound wave front echo.

【0087】第2データレート低速化手段25と第2ド
ップラ速度算出手段26の動作は、第1データレート低
速化手段22と第1ドップラ速度算出手段23による大
気乱流エコー処理と同じである。ただし、第2ドップラ
速度算出手段26から出力されるドップラ速度は周波数
オフセット手段24による周波数オフセットを受けた状
態でのドップラ速度である。そこで、オフセット補正手
段27によって、オフセットした周波数に相当するドッ
プラ速度を補償する。
The operation of the second data rate lowering means 25 and the second Doppler velocity calculating means 26 is the same as the atmospheric turbulence echo processing by the first data rate lowering means 22 and the first Doppler velocity calculating means 23. However, the Doppler speed output from the second Doppler speed calculating means 26 is the Doppler speed in a state where the frequency offset has been performed by the frequency offset means 24. Therefore, the Doppler velocity corresponding to the offset frequency is compensated by the offset correction means 27.

【0088】なお、第2データレート低速化手段25の
構成の実現例としては、図4、図5、図6、図7に示し
た第1データレート低速化手段22の実現例と同じであ
り、第1データレート低速化手段22の実現例と同一の
符号で示す各構成要素からなる。また、パルスペア法を
用いる場合の第2ドップラ速度算出手段26は図8の構
成で実現される。
An example of realizing the configuration of the second data rate lowering means 25 is the same as the example of realizing the first data rate lowering means 22 shown in FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, and FIG. , The same components as those of the first data rate lowering means 22. Further, the second Doppler velocity calculating means 26 in the case of using the pulse pair method is realized by the configuration of FIG.

【0089】第2ドップラ速度算出手段26では、音波
面エコーのドップラ速度を算出する。第2データレート
低速化手段25を図4の構成で実現した場合には、第2
データレート低速化手段25のダウンサンプル手段31
によってデータレートが低速化されているため、FFT
処理によってドップラ速度を算出する場合でも、小さな
FFT点数によるFFT処理が可能となっている。
The second Doppler velocity calculating means 26 calculates the Doppler velocity of the sound wave front echo. When the second data rate lowering means 25 is realized by the configuration of FIG.
Downsampling means 31 of data rate reducing means 25
Has reduced the data rate by FFT
Even when the Doppler velocity is calculated by processing, FFT processing with a small number of FFT points is possible.

【0090】また、第2データレート低速化手段25を
図5、図6、図7のいずれかの構成で実現した場合に
は、FFT処理の代わりにパルスペア法を用いることに
より、さらに信号処理演算量を低減することができる。
パルスペア法の使用は信号が単一のガウス関数型スペク
トル成分を持つことが前提となるが、図5、図6、図7
の構成を持つ第2データレート低速化手段25には、高
周波を抑圧する効果がある。そのため、周波数オフセッ
ト手段24によって高周波に周波数変換された大気乱流
エコー成分が抑圧され、音波面エコー成分のみ含むこと
になるため、パルスペア法が使用可能となる。
When the second data rate lowering means 25 is realized by any one of the configurations shown in FIGS. 5, 6, and 7, the pulse processing method is used in place of the FFT processing to further perform the signal processing operation. The amount can be reduced.
The use of the pulse-pair method presupposes that the signal has a single Gaussian-type spectral component, but FIGS. 5, 6 and 7
The second data rate lowering means 25 having the configuration described above has an effect of suppressing high frequencies. Therefore, the atmospheric turbulence echo component frequency-converted to a high frequency by the frequency offset unit 24 is suppressed, and only the sound wave front echo component is included, so that the pulse pair method can be used.

【0091】第1ドップラ速度算出手段23から出力さ
れる大気乱流エコーのドップラ速度とオフセット補正手
段27から出力される音波面エコーのドップラ速度は音
速算出手段28に入力される。音速算出手段28では、
各距離毎に、音波面エコーのドップラ速度から大気乱流
エコーのドップラ速度を差し引くことにより、音速を算
出する。算出された各距離の音速は温度算出手段29に
入力され、従来技術で説明した次式、Tv=Ca/Kd
を用いて各距離の温度を求め、大気温度Tを近似的に算
出する。算出された大気温度Tはデータ表示・記録手段
4へ出力される。
The Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo output from the first Doppler velocity calculating means 23 and the Doppler velocity of the sound wave echo output from the offset correcting means 27 are input to the sound velocity calculating means 28. In the sound speed calculation means 28,
For each distance, the sound velocity is calculated by subtracting the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo from the Doppler velocity of the acoustic echo. The calculated sound speed at each distance is input to the temperature calculating means 29, and the following equation described in the prior art, Tv = Ca / Kd
, The temperature at each distance is obtained, and the atmospheric temperature T is approximately calculated. The calculated atmospheric temperature T is output to the data display / recording means 4.

【0092】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、音波面エコーのドップラ速度の算出では、低域通過
フィルタの使用により地形エコーおよび大気乱流エコー
が抑圧されるため、エリアジングによって大気乱流エコ
ーや地形エコーが音波面エコーに重畳することによるド
ップラ速度算出の精度劣化がない大気温度測定方法およ
びRASS装置が得られる効果がある。
As described above, according to the first embodiment, in the calculation of the Doppler velocity of the acoustic wave front echo, since the terrain echo and the atmospheric turbulence echo are suppressed by using the low-pass filter, the aliasing is performed. There is an effect that an atmospheric temperature measuring method and a RASS device that do not deteriorate the accuracy of Doppler velocity calculation due to superposition of an atmospheric turbulence echo or a terrain echo on a sound wave echo are obtained.

【0093】また、従来技術で大気乱流エコーや地形エ
コーが音波面エコーに重畳するのを避けるにはPRFお
よびコヒーレント積分数に制限を設ける必要があった
が、この実施の形態1ではそのような制限を設ける必要
がないため、観測パラメータの諸元を自由に設定可能な
大気温度測定方法およびRASS装置が得られる効果が
ある。
In the prior art, it is necessary to limit the PRF and the coherent integral number in order to avoid the atmospheric turbulence echo and the terrain echo from being superimposed on the sound wave echo. Since there is no need to provide any restrictions, there is an effect that an atmospheric temperature measurement method and a RASS device in which the parameters of the observation parameters can be freely set are obtained.

【0094】また、1つのレーダ受信機で大気乱流エコ
ーと音波面エコーを同時に観測できるため、レーダ受信
機一つで大気乱流エコーと音波面エコーを交互に観測す
る従来技術3と比較して、大気乱流エコーと音波面エコ
ーの観測時間のずれによる大気温度測定誤差が生じない
ため、温度測定精度が向上する。また、2つのレーダ受
信機を用いて大気乱流エコーと音波面エコーを同時に観
測する方式の従来技術と比較して、レーダ受信機が一つ
で済むため、装置の低コスト化を図れる大気温度測定方
法およびRASS装置が得られる効果がある。
Also, since the atmospheric turbulence echo and the acoustic wave front echo can be simultaneously observed by one radar receiver, it is compared with the prior art 3 in which the atmospheric turbulence echo and the acoustic wave echo are observed alternately by one radar receiver. Therefore, an error in atmospheric temperature measurement due to a difference in observation time between the atmospheric turbulence echo and the acoustic wave echo does not occur, so that the temperature measurement accuracy is improved. Also, compared to the conventional technique of simultaneously observing the atmospheric turbulence echo and the acoustic wave echo using two radar receivers, only one radar receiver is required, so that the atmospheric temperature can be reduced and the cost of the apparatus can be reduced. There is an effect that a measuring method and a RASS device can be obtained.

【0095】さらに、コヒーレント積分を行わずに、F
FTのみで処理する方式と比較すると、FFT点数が小
さくなることにより信号処理の演算量が小さくなるた
め、従来のRASS装置にこの実施の形態1で説明した
RASS機能を容易に付加することが可能となる。
Further, without performing coherent integration, F
Compared to the method of processing using only FT, the number of signal processing operations is reduced by reducing the number of FFT points, so that the RASS function described in the first embodiment can be easily added to a conventional RASS device. Becomes

【0096】実施の形態2.前記実施の形態1では、信
号処理によって周波数オフセットをさせることで音波面
エコーの周波数を下げることにより、少ないFFT点数
によるドップラ速度算出を行なっていた。この実施の形
態2では、信号処理手段における音波面エコーの処理に
おいて、データレート低速化の前で大気乱流エコーをフ
ィルタ処理により抑圧することで、周波数オフセットを
行わなくても音波面エコーのドップラ速度を算出できる
ようにしたものである。
Embodiment 2 In the first embodiment, the Doppler velocity calculation with a small number of FFT points is performed by lowering the frequency of the sound wave front echo by performing frequency offset by signal processing. In the second embodiment, in the processing of the sound wave echo in the signal processing means, the atmospheric turbulence echo is suppressed by filtering before the data rate is reduced, so that the Doppler of the sound wave echo can be obtained without performing the frequency offset. The speed can be calculated.

【0097】図9は、この実施の形態2のRASS装置
の信号処理手段の構成を示したものである。図9におい
て図3および図5と同一の部分については同一の符号を
付し説明を省略する。図において、9はこの実施の形態
2の信号処理手段、73は音波面エコーが存在しうる周
波数範囲以外の周波数成分を抑圧する帯域通過フィルタ
手段、74は帯域通過フィルタ手段73の出力に対しデ
ータレートを低速化するダウンサンプル手段(第2ダウ
ンサンプル手段)、75は周波数折り返しを受けたドッ
プラ速度を補正するドップラ速度折返し補正手段であ
る。
FIG. 9 shows the configuration of the signal processing means of the RASS apparatus according to the second embodiment. In FIG. 9, the same portions as those in FIGS. 3 and 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the figure, 9 is a signal processing means of the second embodiment, 73 is a band-pass filter means for suppressing a frequency component other than a frequency range where a sound wave echo can exist, and 74 is a data for an output of the band-pass filter means 73. Down-sampling means (second down-sampling means) for lowering the rate, and 75 is Doppler velocity loopback correction means for correcting the Doppler velocity that has undergone frequency loopback.

【0098】なお、この実施の形態2の図9に示す低域
通過フィルタ手段32とダウンサンプル手段(第1ダウ
ンサンプル手段)33は、前記実施の形態1の図3に示
す第1データレート低速化手段22またはデータレート
低速化手段25に相当するデータレート低速化手段に対
応し、このデータレート低速化手段については、前記実
施の形態1の図4から図7で説明した実現例の構成を適
用することが可能である。
Note that the low-pass filter means 32 and the down-sampling means (first down-sampling means) 33 of the second embodiment shown in FIG. 9 correspond to the first data rate low speed shown in FIG. 3 of the first embodiment. Data rate lowering means corresponding to the data rate lowering means 22 or the data rate lowering means 25. The data rate lowering means corresponds to the configuration of the embodiment described in the first embodiment with reference to FIGS. It is possible to apply.

【0099】次に動作について説明する。この実施の形
態2の信号処理手段9のうち、実施の形態1の信号処理
手段3の動作と異なる部分は、音波面エコーのドップラ
速度を求めるための手段、すなわち帯域通過フィルタ手
段73、ダウンサンプル手段74、第2ドップラ速度算
出手段26、ドップラ速度折返し補正手段75の部分で
あり、図9のその他の部分については図3と同じ動作と
なる。
Next, the operation will be described. The part of the signal processing means 9 according to the second embodiment that is different from the operation of the signal processing means 3 according to the first embodiment is a means for determining the Doppler velocity of the sound wave front echo, that is, the band-pass filter means 73, This is the part of the means 74, the second Doppler velocity calculating means 26, and the Doppler velocity return correcting means 75, and the other parts in FIG. 9 perform the same operations as in FIG.

【0100】帯域通過フィルタ手段73では、音波面エ
コーが存在しうる周波数範囲以外の周波数成分を抑圧す
る。帯域通過フィルタは一般に良く知られているFIR
フィルタやIIRフィルタなどの時間軸上のフィルタ処
理を採用すればよい。帯域通過フィルタ手段73から出
力された信号は、ダウンサンプル手段74で間引かれる
ことによりデータレートが低速化される。これにより音
波面エコーはドップラ速度が折り返された状態となる。
帯域通過フィルタ処理により大気乱流エコーと地形エコ
ーが抑圧されるため、エリアジングした音波面エコーが
他のエコー成分と重畳することはない。
The band-pass filter 73 suppresses frequency components outside the frequency range where sound wave front echoes can exist. Bandpass filters are generally well known FIR
Filter processing on a time axis such as a filter or an IIR filter may be employed. The data rate of the signal output from the band-pass filter unit 73 is reduced by being decimated by the down-sampling unit 74. As a result, the sound wave echo returns to a state where the Doppler velocity is turned back.
Since the atmospheric turbulence echo and the terrain echo are suppressed by the band-pass filter processing, the aliased sound wave front echo does not overlap with other echo components.

【0101】第2ドップラ速度算出手段26では、音波
面エコーのドップラ速度を算出する。前段のダウンサン
プル手段74によってデータレートが低速化されている
ため、FFT処理によってドップラ速度を算出する場合
でも、小さなFFT点数によるFFT処理が可能となっ
ている。さらに信号処理演算量を低減するために、FF
T処理の代わりにパルスペア法を用いても良い。パルス
ペア法の使用は信号が単一のガウス関数型スペクトル成
分を持つことが前提となるが、帯域通過フィルタ手段7
3により信号は音波面エコー成分のみ含むことになるた
め、パルスペア法が使用可能となる。
The second Doppler velocity calculating means 26 calculates the Doppler velocity of the sound wave front echo. Since the data rate is reduced by the downsampling means 74 in the preceding stage, even when the Doppler velocity is calculated by the FFT processing, the FFT processing with a small number of FFT points is possible. In order to further reduce the amount of signal processing operation, FF
A pulse pair method may be used instead of the T processing. The use of the pulse-pair method presupposes that the signal has a single Gaussian function type spectral component.
3, the signal includes only the sound wave front echo component, so that the pulse pair method can be used.

【0102】第2ドップラ速度算出手段26により算出
されたドップラ速度は、前段のダウンサンプル手段74
によって信号がエリアジングを受けている。エリアジン
グによって周波数が折り返された回数は、FFT処理あ
るいはパルスペア処理によって折り返しの発生なく算出
できる最大ドップラ速度と、帯域通過フィルタ手段73
の通過帯域の周波数から求めることができる。最大ドッ
プラ速度は、FFT処理あるいはパルスペア処理に入力
されるデータレートから求めることができる。ただし、
周波数折り返し回数が一意に定まるようにするには、帯
域通過フィルタ手段73の帯域幅Bがダウンサンプル後
のデータレート以下である必要がある。
The Doppler speed calculated by the second Doppler speed calculating means 26 is equal to the Doppler speed of the preceding stage.
Signal is undergoing aliasing. The number of times the frequency is folded back by aliasing is determined by the maximum Doppler velocity that can be calculated without the occurrence of the folding by the FFT processing or the pulse pair processing, and the band-pass filter unit 73.
From the passband frequency of The maximum Doppler velocity can be obtained from the data rate input to the FFT processing or the pulse pair processing. However,
In order for the number of times of frequency folding to be uniquely determined, the bandwidth B of the band-pass filter means 73 needs to be equal to or less than the data rate after down-sampling.

【0103】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、低域通過フィルタ手段32と帯域通過フィルタ手段
73によって、同時に受信された大気乱流エコーと音波
面エコーとを正確に分離することができるため、それぞ
れのエコーのドップラ速度を正確に算出できる。また、
大気乱流エコーと音波面エコーの時間ずれがない。これ
らのことから、従来のRASS装置よりも高い精度の温
度測定が可能となる。また、ドップラ速度算出に少ない
点数のFFT処理またはパルスペア処理を用いるため、
従来技術と比較し演算量の増加も小さい大気温度測定方
法およびRASS装置が得られる効果がある。
As described above, according to the second embodiment, the low-pass filter means 32 and the band-pass filter means 73 accurately separate the simultaneously received atmospheric turbulence echo and sound wave echo. Therefore, the Doppler velocity of each echo can be accurately calculated. Also,
There is no time lag between atmospheric turbulence echo and sound front echo. For these reasons, it is possible to measure the temperature with higher accuracy than the conventional RASS device. In addition, since a small number of FFT processing or pulse pair processing is used for Doppler velocity calculation,
There is an effect that an atmospheric temperature measuring method and a RASS device in which the increase in the amount of calculation is small compared to the conventional technology can be obtained.

【0104】[0104]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、大気
乱流または音波面によって反射された電波についてAD
変換後の受信信号のデータレートを下げ、該データレー
トを下げた前記受信信号をもとに、大気乱流エコーのド
ップラ速度を算出する一方、前記AD変換後の受信信号
を周波数変換し、データレートを低速化し、該データレ
ートを低速化した前記周波数変換されている受信信号を
もとに音波面エコーのドップラ速度を算出し、該音波面
エコーのドップラ速度に対し前記周波数変換分を補正
し、前記算出した大気乱流エコーのドップラ速度と、前
記補正した音波面エコーのドップラ速度とをもとに大気
における音速を算出し、前記音速から大気温度を求める
ようにしたので、1つの受信チャネルで大気乱流エコー
のドップラ速度と音波面エコーのドップラ速度を同時に
観測できるため、コストの増加を抑制できる効果があ
る。また、大気乱流エコーと音波面エコーとの観測を時
間ずれなく同時に行うことができるため、温度測定の誤
差を小さくできる効果がある。さらに小さなFFT点数
で信号処理が可能であるため、信号処理を行うハードウ
ェア規模が小さくて済むという効果がある。
As described above, according to the present invention, AD turbulence or radio waves reflected by a sound wave surface are controlled.
While lowering the data rate of the converted received signal and calculating the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo based on the reduced received data rate, the received signal after the AD conversion is frequency-converted, Slowing down the rate, calculating the Doppler velocity of the sound wave echo based on the frequency-converted received signal whose data rate has been reduced, and correcting the frequency conversion for the Doppler velocity of the sound wave echo. The sound velocity in the atmosphere is calculated based on the Doppler velocity of the calculated atmospheric turbulence echo and the Doppler velocity of the corrected sound wave front echo, and the atmospheric temperature is obtained from the sound velocity. Can simultaneously observe the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo and the Doppler velocity of the acoustic wave front echo, which has the effect of suppressing an increase in cost. In addition, since the observation of the atmospheric turbulence echo and the sound wave echo can be simultaneously performed without time lag, there is an effect that the error of the temperature measurement can be reduced. Further, since signal processing can be performed with a small number of FFT points, there is an effect that the scale of hardware for performing signal processing can be reduced.

【0105】この発明によれば、大気乱流または音波面
によって反射された電波についてAD変換後の受信信号
のデータレートを低速化し、該低速化された前記受信信
号から大気乱流エコーのドップラ速度を算出する一方、
前記AD変換後の受信信号に対し、帯域通過フィルタに
より大気乱流エコー成分を除去して音波面エコー成分の
みの信号を抽出し、該抽出した信号をダウンサンプル
し、該ダウンサンプルした信号から音波面エコーのドッ
プラ速度を求め、該求めたドップラ速度に対してドップ
ラ速度の折返し補正を行い、前記求めた大気乱流エコー
のドップラ速度と音波面エコーのドップラ速度とをもと
に音速を算出し、前記音速から大気温度を求めるように
したので、1つの受信チャネルで大気乱流エコーのドッ
プラ速度と音波面エコーのドップラ速度を同時に観測で
きるため、コストを低く抑えられる効果がある。また、
大気乱流エコーと音波面エコーとを時間ずれなく同時に
観測するため、温度測定の誤差を小さくできる効果があ
る。さらに小さなFFT点数で信号処理が可能であるた
め、信号処理のためのハードウェア規模が小さくて済む
という効果がある。また、帯域通過フィルタの利用によ
り大気乱流エコーと音波面エコーの分離精度が向上する
ため、温度測定精度が高いという効果がある。
According to the present invention, the data rate of the received signal after AD conversion of the radio wave reflected by the atmospheric turbulence or the sound wave surface is reduced, and the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo is calculated from the reduced received signal. While calculating
From the received signal after the AD conversion, the atmospheric turbulence echo component is removed by a band-pass filter to extract a signal of only a sound wave front echo component, the extracted signal is down-sampled, and a sound wave is extracted from the down-sampled signal. Determine the Doppler velocity of the surface echo, perform the Doppler velocity loopback correction on the determined Doppler velocity, calculate the sound velocity based on the Doppler velocity of the obtained atmospheric turbulence echo and the Doppler velocity of the sound wave echo. Since the atmospheric temperature is determined from the sound velocity, the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo and the Doppler velocity of the acoustic wave front echo can be simultaneously observed on one receiving channel, and thus the cost can be reduced. Also,
Since the atmospheric turbulence echo and the sound wave front echo are simultaneously observed without time lag, there is an effect that errors in temperature measurement can be reduced. Further, since signal processing can be performed with a small number of FFT points, there is an effect that the hardware scale for signal processing can be reduced. In addition, the use of the band-pass filter improves the accuracy of separating the atmospheric turbulence echo and the acoustic wave front echo, so that there is an effect that the temperature measurement accuracy is high.

【0106】この発明によれば、レーダ送受信手段から
入力した受信信号をAD変換するAD変換手段と、該A
D変換手段から出力されたAD変換後の受信信号を入力
し、前記受信信号のデータレートを低速化する第1デー
タレート低速化手段と、該第1データレート低速化手段
から出力されたデータレートの低速化された前記受信信
号から大気乱流エコーのドップラ速度を算出する第1ド
ップラ速度算出手段と、前記AD変換後の受信信号の周
波数をオフセットさせる周波数オフセット手段と、該周
波数オフセット手段から出力される周波数オフセットさ
れた前記受信信号のデータレートを低速化する第2デー
タレート低速化手段と、該第2データレート低速化手段
から出力された前記データレートの低速化された受信信
号から音波面エコーのドップラ速度を求める第2ドップ
ラ速度算出手段と、該第2ドップラ速度算出手段から出
力されたドップラ速度に対して、前記周波数オフセット
手段における周波数オフセット処理によって生じたドッ
プラ速度のオフセットを補正するオフセット補正手段
と、前記大気乱流エコーのドップラ速度と前記補正した
音波面エコーのドップラ速度とをもとに音速を算出し大
気の温度を算出する構成を備えるようにしたので、1つ
の受信チャネルで大気乱流エコーのドップラ速度と音波
面エコーのドップラ速度を同時に観測できるため、コス
トの増加を抑制できる効果がある。また、大気乱流エコ
ーと音波面エコーとの観測を時間ずれなく同時に行うこ
とができるため、温度測定の誤差を小さくできる効果が
ある。さらに小さなFFT点数で信号処理が可能である
ため、信号処理を行うハードウェア規模が小さくて済む
という効果がある。
According to the present invention, A / D conversion means for A / D converting a received signal input from the radar transmission / reception means,
A first data rate lowering means for receiving a received signal after the A / D conversion output from the D converting means and lowering a data rate of the received signal, and a data rate output from the first data rate lowering means; First Doppler velocity calculating means for calculating the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo from the received signal having a reduced speed, frequency offset means for offsetting the frequency of the AD-converted received signal, and output from the frequency offset means. Second data rate lowering means for lowering the data rate of the received signal whose frequency is offset, and a sound wave plane based on the received data signal having the lower data rate output from the second data rate lowering means. Second Doppler velocity calculating means for calculating the Doppler velocity of the echo, and Doppler output from the second Doppler velocity calculating means Offset correction means for correcting the Doppler velocity offset caused by the frequency offset processing in the frequency offset means, based on the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo and the corrected Doppler velocity of the sound wave echo. Since the apparatus is provided with a configuration for calculating the speed of sound and calculating the temperature of the atmosphere, the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo and the Doppler velocity of the sound wave front echo can be simultaneously observed on one reception channel, thereby suppressing an increase in cost. effective. In addition, since the observation of the atmospheric turbulence echo and the sound wave echo can be simultaneously performed without time lag, there is an effect that the error of the temperature measurement can be reduced. Further, since signal processing can be performed with a small number of FFT points, there is an effect that the scale of hardware for performing signal processing can be reduced.

【0107】この発明によれば、入力されたAD変換後
の信号を時間軸上で間引くことによりデータレートを低
速化するダウンサンプル手段を第1データレート低速化
手段または第2データレート低速化手段が備えるように
構成したので、前記ダウンサンプル手段によるダウンサ
ンプルによって前記信号のデータレートを低くすること
ができ、少ないFFT点数でドップラ速度算出が可能と
なるため、信号処理のためのハードウェア規模が小さく
て済むという効果がある。
According to the present invention, the downsampling means for lowering the data rate by thinning out the input signal after AD conversion on the time axis is provided by the first data rate lowering means or the second data rate lowering means. Since the data rate of the signal can be reduced by down-sampling by the down-sampling means and the Doppler velocity can be calculated with a small number of FFT points, the hardware scale for signal processing is reduced. This has the effect of being small.

【0108】この発明によれば、入力されたAD変換後
の信号に低域通過フィルタ処理を施す低域通過フィルタ
手段と、該低域通過フィルタ手段から出力された信号を
時間軸上で間引くことによりデータレートを低速化する
ダウンサンプル手段とを第1データレート低速化手段ま
たは第2データレート低速化手段が備えるように構成し
たので、前記低域通過フィルタ処理によって、受信信号
のSN比が改善されることに加えて、大気乱流エコーと
音波面エコーとがドップラ速度折返しで重畳することが
ないため、精度の高いドップラ速度の算出が可能とな
り、温度測定精度が向上する効果がある。
According to the present invention, low-pass filter means for performing low-pass filter processing on an input signal after AD conversion, and thinning out a signal output from the low-pass filter means on a time axis The first data rate lowering means or the second data rate lowering means is provided with downsampling means for lowering the data rate by means of the above. Therefore, the S / N ratio of the received signal is improved by the low-pass filter processing. In addition, since the atmospheric turbulence echo and the sound wave surface echo do not overlap each other due to the Doppler velocity return, it is possible to calculate the Doppler velocity with high accuracy, and there is an effect that the temperature measurement precision is improved.

【0109】この発明によれば、入力されたAD変換後
の信号にコヒーレント積分処理を施すコヒーレント積分
手段を第1データレート低速化手段または第2データレ
ート低速化手段が備えるように構成したので、前記コヒ
ーレント積分処理によって低域通過フィルタ処理を実現
するため、より少ない演算量で温度測定精度を向上でき
る効果がある。
According to the present invention, the first data rate lowering means or the second data rate lowering means comprises coherent integrating means for performing coherent integration processing on the input signal after AD conversion. Since the low-pass filter processing is realized by the coherent integration processing, there is an effect that the temperature measurement accuracy can be improved with a smaller amount of calculation.

【0110】この発明によれば、入力されたAD変換後
の信号に窓関数をかける窓関数手段と、該窓関数手段か
ら出力された信号にコヒーレント積分処理を施すコヒー
レント積分手段とを第1データレート低速化手段または
第2データレート低速化手段が備えるように構成したの
で、コヒーレント積分処理の前に窓関数を施すことによ
り、高周波成分の抑圧精度が向上し温度測定精度を向上
できる効果がある。
According to the present invention, the window function means for applying a window function to the input signal after AD conversion, and the coherent integration means for performing coherent integration processing on the signal output from the window function means, include the first data. Since the data rate reduction means or the second data rate reduction means is configured to be provided, by applying a window function before the coherent integration processing, there is an effect that the accuracy of suppressing high frequency components is improved and the accuracy of temperature measurement can be improved. .

【0111】この発明によれば、時刻に比例する位相角
を持ち、かつ大きさが1の複素指数関数を入力信号に乗
算することにより入力信号の周波数をオフセットさせる
周波数オフセット手段を備えるように構成したので、フ
ーリエ変換の周波数推移性を利用することにより信号処
理にて周波数オフセットを実現でき、少ない演算量で温
度測定精度を向上できる効果がある。
According to the present invention, a frequency offset means for offsetting the frequency of an input signal by multiplying the input signal by a complex exponential function having a phase angle proportional to time and having a magnitude of 1 is provided. Therefore, by utilizing the frequency transition of the Fourier transform, a frequency offset can be realized by the signal processing, and the temperature measurement accuracy can be improved with a small amount of calculation.

【0112】この発明によれば、時刻に比例する位相角
を持ち、かつ大きさが1の複素指数関数値を有限個だけ
記憶した複素指数関数テーブルから複素指数関数値を読
み取り、その複素指数関数値を入力信号に乗算すること
で入力信号の周波数をオフセットさせる構成を備えるよ
うにしたので、周波数オフセットに利用する複素指数関
数値を予め算出しておくため、さらに演算量を削減でき
るという効果がある。
According to the present invention, a complex exponential function value is read from a complex exponential function table having a finite number of complex exponential function values having a phase angle proportional to time and having a magnitude of 1, and Since a configuration is provided in which the frequency of the input signal is offset by multiplying the input signal by the value, a complex exponential function value used for the frequency offset is calculated in advance, so that the effect of further reducing the amount of calculation can be obtained. is there.

【0113】この発明によれば、大気乱流または音波面
によって反射された電波についてAD変換後の受信信号
のデータレートを低速化するデータレート低速化手段
と、該データレート低速化手段から出力されたデータレ
ートの低速化された前記受信信号から大気乱流エコーの
ドップラ速度を算出する第1ドップラ速度算出手段と、
前記AD変換後の受信信号に対し帯域通過フィルタによ
り大気乱流エコー成分を除去して音波面エコー成分のみ
を通す帯域通過フィルタ手段と、該帯域通過フィルタ手
段から出力された信号をダウンサンプルする第2ダウン
サンプル手段と、該第2ダウンサンプル手段から出力さ
れた信号からドップラ速度を求める第2ドップラ速度算
出手段と、該第2ドップラ速度算出手段から出力された
ドップラ速度に対してドップラ速度の折返し補正を行う
ドップラ速度折返し補正手段と、前記算出した大気乱流
エコーのドップラ速度と前記折返し補正された音波面エ
コーのドップラ速度をもとに音速を算出し、前記音速か
ら大気温度を算出する構成を備えるようにしたので、1
つの受信チャネルで大気乱流エコーのドップラ速度と音
波面エコーのドップラ速度を同時に観測できるため、コ
ストを低く抑えられる効果がある。また、大気乱流エコ
ーと音波面エコーとを時間ずれなく同時に観測するた
め、温度測定の誤差を小さくできる効果がある。さらに
小さなFFT点数で信号処理が可能であるため、信号処
理のためのハードウェア規模が小さくて済むという効果
がある。また、帯域通過フィルタの利用により大気乱流
エコーと音波面エコーの分離精度が向上するため、温度
測定精度が高いという効果がある。
According to the present invention, the data rate lowering means for lowering the data rate of the received signal after the AD conversion for the radio wave reflected by the atmospheric turbulence or the sound wave surface, and the data output from the data rate lowering means. First Doppler velocity calculating means for calculating a Doppler velocity of an atmospheric turbulence echo from the received signal having a reduced data rate,
Band-pass filter means for removing the atmospheric turbulence echo component from the AD-converted received signal by a band-pass filter and passing only the sound wave front echo component; and a second sampler for down-sampling the signal output from the band-pass filter means. 2 down-sampling means, second Doppler velocity calculating means for obtaining a Doppler velocity from a signal output from the second down-sampling means, and folding back of the Doppler velocity with respect to the Doppler velocity output from the second Doppler velocity calculating means Doppler velocity aliasing correction means for performing correction, and a configuration for calculating a sound velocity based on the calculated Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo and the Doppler velocity of the acoustic wave echo echoed back, and calculating the atmospheric temperature from the sound velocity. So that 1
Since the Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo and the Doppler velocity of the acoustic wave front echo can be simultaneously observed on one reception channel, the cost can be reduced. In addition, since the atmospheric turbulence echo and the sound wave echo are simultaneously observed without time lag, there is an effect that errors in temperature measurement can be reduced. Further, since signal processing can be performed with a small number of FFT points, there is an effect that the hardware scale for signal processing can be reduced. In addition, the use of the band-pass filter improves the accuracy of separating the atmospheric turbulence echo and the acoustic wave front echo, so that there is an effect that the temperature measurement accuracy is high.

【0114】この発明によれば、入力されたAD変換後
の受信信号を時間軸上で間引くことによりデータレート
を低速化する第1ダウンサンプル手段をデータレート低
速化手段が備えるように構成したので、データレートの
低速化により、少ないFFT点数でドップラ速度算出が
可能となるため、信号処理のためのハードウェア規模が
小さくて済むという効果がある。
According to the present invention, the data rate reducing means is provided with the first down-sampling means for reducing the data rate by thinning out the input AD-converted received signal on the time axis. In addition, since the Doppler velocity can be calculated with a small number of FFT points due to the reduction in the data rate, the hardware scale for signal processing can be reduced.

【0115】この発明によれば、入力されたAD変換後
の受信信号に低域通過フィルタ処理を施す低域通過フィ
ルタ手段と、該低域通過フィルタ手段から出力された信
号を時間軸上で間引くことによりデータレートを低速化
する第1ダウンサンプル手段とをデータレート低速化手
段が備えるように構成したので、前記低域通過フィルタ
処理によって、受信信号のSN比が改善されることに加
えて、大気乱流エコーと音波面エコーとがドップラ速度
折返しで重畳することがないため、精度の高いドップラ
速度の算出が可能となり、温度測定精度を向上できる効
果がある。
According to the present invention, low-pass filter means for performing low-pass filter processing on the input received signal after AD conversion, and thinning out the signal output from the low-pass filter means on the time axis. Therefore, the data rate slowing means is provided with the first downsampling means for slowing down the data rate. In addition to improving the S / N ratio of the received signal by the low-pass filter processing, Since the atmospheric turbulence echo and the sound wave echo are not superimposed by the Doppler velocity return, it is possible to calculate the Doppler velocity with high accuracy, and there is an effect that the temperature measurement precision can be improved.

【0116】この発明によれば、入力されたAD変換後
の受信信号にコヒーレント積分処理を施すコヒーレント
積分手段をデータレート低速化手段が備えるように構成
したので、前記コヒーレント積分処理によって低域通過
フィルタ処理を実現するため、より少ない演算量で温度
測定精度を向上できる効果がある。
According to the present invention, since the data rate lowering means is provided with the coherent integration means for performing coherent integration processing on the input AD-converted received signal, the low-pass filter is provided by the coherent integration processing. Since the processing is realized, there is an effect that the temperature measurement accuracy can be improved with a smaller amount of calculation.

【0117】この発明によれば、入力されたAD変換後
の受信信号に窓関数をかける窓関数手段と、該窓関数手
段から出力された信号にコヒーレント積分処理を施すコ
ヒーレント積分手段とをデータレート低速化手段が備え
るように構成したので、前記コヒーレント積分処理の前
に窓関数を施すため、高周波成分の抑圧精度が向上し、
温度測定精度を向上できる効果がある。
According to the present invention, the window function means for applying a window function to the input received signal after AD conversion, and the coherent integration means for performing coherent integration processing on the signal output from the window function means, have a data rate Since the low-speed means is configured to be provided, to apply a window function before the coherent integration processing, the suppression accuracy of high-frequency components is improved,
This has the effect of improving the temperature measurement accuracy.

【0118】この発明によれば、入力された信号にFF
T処理を施し、該FFT処理が施された出力からパワー
スペクトルを算出し、該算出したパワースペクトルに対
しインコヒーレント積分処理を行い、該インコヒーレン
ト積分後のパワースペクトルから前記入力された信号の
ドップラ速度を算出する第1ドップラ速度算出手段また
は第2ドップラ速度算出手段を備えるように構成したの
で、小さいFFT点数でドップラ速度算出を行うため、
信号処理演算量の増加が少なく、かつ大気乱流エコーと
音波面エコーを時間ずれなく同時に観測可能であり、温
度測定精度が高いという効果がある。
According to the present invention, the FF is added to the input signal.
T is performed, a power spectrum is calculated from the output subjected to the FFT processing, an incoherent integration process is performed on the calculated power spectrum, and the Doppler of the input signal is calculated from the power spectrum after the incoherent integration. Since the apparatus is provided with the first Doppler velocity calculating means or the second Doppler velocity calculating means for calculating the velocity, the Doppler velocity is calculated with a small number of FFT points.
The increase in the amount of signal processing calculation is small, the atmospheric turbulence echo and the acoustic wave front echo can be simultaneously observed without time lag, and there is an effect that the temperature measurement accuracy is high.

【0119】この発明によれば、パルスペア処理によっ
て入力データのドップラ速度を算出するパルスペア手段
を第1ドップラ速度算出手段または第2ドップラ速度算
出手段が備えるように構成したので、パルスペア法によ
ってドップラ速度を算出するため、FFTを用いる場合
よりも演算量をさらに少なくできる効果がある。
According to the present invention, since the first Doppler velocity calculating means or the second Doppler velocity calculating means is provided with the pulse pair means for calculating the Doppler velocity of the input data by the pulse pair processing, the Doppler velocity is calculated by the pulse pair method. Since the calculation is performed, there is an effect that the amount of calculation can be further reduced as compared with the case where FFT is used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1の大気温度測定方法
が適用される大気温度測定装置の全体構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an atmospheric temperature measuring device to which an atmospheric temperature measuring method according to a first embodiment of the present invention is applied.

【図2】 この発明の実施の形態1の大気温度測定装置
のレーダ送受信手段の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a radar transmitting / receiving means of the atmospheric temperature measuring device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態1の大気温度測定装置
における信号処理手段の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a signal processing unit in the atmospheric temperature measuring device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態1の大気温度測定装置
における信号処理手段の第1データレート低速化手段の
実現例を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an implementation example of a first data rate lowering unit of the signal processing unit in the atmospheric temperature measuring device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態1の大気温度測定装置
における信号処理手段の第1データレート低速化手段の
実現例を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an implementation example of a first data rate lowering unit of the signal processing unit in the atmospheric temperature measuring device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態1の大気温度測定装置
における信号処理手段の第1データレート低速化手段の
実現例を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating an implementation example of a first data rate lowering unit of the signal processing unit in the atmospheric temperature measuring device according to the first embodiment of the present invention;

【図7】 この発明の実施の形態1の大気温度測定装置
における信号処理手段の第1データレート低速化手段の
実現例を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating an implementation example of a first data rate lowering unit of the signal processing unit in the atmospheric temperature measuring device according to the first embodiment of the present invention;

【図8】 この発明の実施の形態1の大気温度測定装置
の信号処理においてパルスペア法を用いる場合の第1ド
ップラ速度算出手段、第2ドップラ速度算出手段の構成
例を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of a first Doppler velocity calculating unit and a second Doppler velocity calculating unit when the pulse pair method is used in the signal processing of the atmospheric temperature measuring device according to the first embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態2の大気温度測定方法
が適用される大気温度測定装置における信号処理手段の
構成を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a signal processing unit in an atmospheric temperature measuring device to which the atmospheric temperature measuring method according to Embodiment 2 of the present invention is applied.

【図10】 従来の大気温度測定装置の全体構成を示す
ブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing the entire configuration of a conventional atmospheric temperature measuring device.

【図11】 大気温度測定方法による温度分布の測定原
理を示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a principle of measuring a temperature distribution by an atmospheric temperature measuring method.

【図12】 従来技術1の大気温度測定装置のレーダ送
受信手段の構成を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a radar transmitting / receiving means of the atmospheric temperature measuring device of the related art 1.

【図13】 従来技術1の大気温度測定装置の信号処理
手段の構成を示すブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a signal processing unit of the atmospheric temperature measuring device according to the related art 1.

【図14】 従来技術2の大気温度測定装置のレーダ送
受信手段の構成を示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a radar transmitting / receiving means of the atmospheric temperature measuring device of the related art 2.

【図15】 従来技術2の大気温度測定装置の信号処理
手段の構成を示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of a signal processing unit of the atmospheric temperature measuring device according to the related art 2.

【図16】 従来技術2の大気温度測定装置のレーダ送
受信手段の受信信号に対する作用上の特徴を示す説明図
である。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing an operational characteristic of a radar transmission / reception means of the atmospheric temperature measurement device of the related art 2 with respect to a reception signal.

【図17】 従来技術2の大気温度測定装置の第1ドッ
プラ速度算出手段および第2ドップラ速度算出手段の構
成を示すブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a first Doppler speed calculating unit and a second Doppler speed calculating unit of the atmospheric temperature measuring device of the related art 2.

【図18】 従来技術3の大気温度測定装置のレーダ送
受信手段の構成を示すブロック図である。
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of a radar transmitting / receiving means of the atmospheric temperature measuring device of Prior Art 3;

【図19】 従来技術3の大気温度測定装置の信号処理
手段の構成を示すブロック図である。
FIG. 19 is a block diagram illustrating a configuration of a signal processing unit of an atmospheric temperature measuring device according to Conventional Technique 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 空中線、2 レーダ送受信手段、3,9 信号処理
手段、6 スピーカ(音波送信手段)、7 音波発生手
段、21 AD変換手段、22 第1データレート低速
化手段、23 第1ドップラ速度算出手段、24 周波
数オフセット手段、25 第2データレート低速化手
段、26 第2ドップラ速度算出手段、27 オフセッ
ト補正手段、28 音速算出手段、29 温度算出手
段、31 ダウンサンプル手段、32 低域通過フィル
タ手段(データレート低速化手段)、33 ダウンサン
プル手段(第1ダウンサンプル手段,データレート低速
化手段)、41,52 コヒーレント積分手段、51
窓関数手段、61 自己相関算出手段(パルスペア手
段)、62 積分手段(パルスペア手段)、63 速度
算出手段(パルスペア手段)、73 帯域通過フィルタ
手段、74 ダウンサンプル手段(第2ダウンサンプル
手段)、75 ドップラ速度折返し補正手段。
REFERENCE SIGNS LIST 1 antenna, 2 radar transmitting / receiving means, 3 and 9 signal processing means, 6 loudspeaker (sound wave transmitting means), 7 sound wave generating means, 21 AD converting means, 22 first data rate lowering means, 23 first Doppler velocity calculating means, 24 frequency offset means, 25 second data rate lowering means, 26 second Doppler velocity calculating means, 27 offset correction means, 28 sound velocity calculating means, 29 temperature calculating means, 31 down sampling means, 32 low-pass filter means (data Rate downsampling means), 33 downsampling means (first downsampling means, data rate slowing down means), 41, 52 coherent integration means, 51
Window function means, 61 autocorrelation calculating means (pulse pair means), 62 integrating means (pulse pair means), 63 speed calculating means (pulse pair means), 73 band-pass filter means, 74 downsampling means (second downsampling means), 75 Doppler velocity aliasing correction means.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空中に音波および送信電波を送信し、大
気乱流または前記音波面によって反射された電波を受信
し、音波面エコーと大気乱流エコーのドップラ速度を観
測し大気中での音速を求め前記大気温度を測定する大気
温度測定方法において、 前記反射された電波についてAD変換後の受信信号のデ
ータレートを下げる第1データレート低速化ステップ
と、 該第1データレート低速化ステップでデータレートを下
げた前記受信信号をもとに、大気乱流エコーのドップラ
速度を算出する第1ドップラ速度算出ステップと、 前記AD変換後の受信信号を周波数変換する周波数オフ
セットステップと、 該周波数オフセットステップで周波数変換した前記受信
信号のデータレートを低速化する第2データレート低速
化ステップと、 該第2データレート低速化ステップでデータレートを下
げた前記周波数変換されている受信信号をもとに音波面
エコーのドップラ速度を算出する第2ドップラ速度算出
ステップと、 該第2ドップラ速度算出ステップで算出した音波面エコ
ーのドップラ速度に対し、前記周波数オフセットステッ
プによる周波数変換分を補正する周波数オフセット補正
ステップと、 前記第1ドップラ速度算出ステップで算出した前記大気
乱流エコーのドップラ速度と、前記第2ドップラ速度算
出ステップで算出し、前記周波数オフセット補正ステッ
プで補正した前記音波面エコーのドップラ速度とをもと
に前記大気中における音速を算出する音速算出ステップ
と、 該音速算出ステップで算出した音速をもとに前記大気中
における温度を算出する温度算出ステップと、 を備えたことを特徴とする大気温度測定方法。
1. A sound wave and a transmission radio wave are transmitted in the air, an atmospheric turbulence or a radio wave reflected by the sound wave surface is received, a Doppler velocity of a sound wave surface echo and an atmospheric turbulence echo is observed, and a sound velocity in the atmosphere is measured. An air temperature measuring method for measuring the atmospheric temperature, wherein the first data rate lowering step lowers the data rate of the received signal after AD conversion of the reflected radio wave; A first Doppler velocity calculating step of calculating a Doppler velocity of an atmospheric turbulence echo based on the reduced reception signal; a frequency offset step of frequency-converting the AD-converted reception signal; A second data rate lowering step of lowering the data rate of the received signal frequency-converted in the second data rate; A second Doppler velocity calculating step of calculating a Doppler velocity of a sound wave front echo based on the frequency-converted received signal whose data rate has been lowered in the step-down speed step, and a second Doppler velocity calculating step. A frequency offset correction step of correcting the frequency conversion by the frequency offset step with respect to the Doppler velocity of the sound wave front echo, a Doppler velocity of the atmospheric turbulence echo calculated in the first Doppler velocity calculation step, and the second Doppler. A sound speed calculation step of calculating a sound speed in the atmosphere based on the Doppler speed of the sound wave front echo calculated in the speed calculation step and corrected in the frequency offset correction step, and a sound speed calculated in the sound speed calculation step. And a temperature calculating step of calculating the temperature in the atmosphere, A method for measuring atmospheric temperature, characterized in that:
【請求項2】 空中に音波および送信電波を送信し、大
気乱流または前記音波面によって反射された電波を受信
し、音波面エコーと大気乱流エコーのドップラ速度を観
測し大気中での音速を求め前記大気温度を測定する大気
温度測定方法において、 前記反射された電波についてAD変換後の受信信号のデ
ータレートを低速化するデータレート低速化ステップ
と、 該データレート低速化ステップでデータレートが低速化
された前記受信信号から大気乱流エコーのドップラ速度
を算出する第1ドップラ速度算出ステップと、 前記AD変換後の受信信号に対し、帯域通過フィルタに
より大気乱流エコー成分を除去して音波面エコー成分の
みの信号を抽出する音波面エコー成分抽出ステップと、 該音波面エコー成分抽出ステップで抽出した信号をダウ
ンサンプルする第2ダウンサンプルステップと、 該第2ダウンサンプルステップでダウンサンプルした信
号からドップラ速度を求める第2ドップラ速度算出ステ
ップと、 該第2ドップラ速度算出ステップで求めたドップラ速度
に対してドップラ速度の折返し補正を行うドップラ速度
補正ステップと、 前記第1ドップラ速度算出ステップで求めたドップラ速
度と前記ドップラ速度補正ステップで折返し補正したド
ップラ速度とをもとに音速を算出する音速算出ステップ
と、 該音速算出ステップから出力された音速から温度を算出
する温度算出ステップと、 を備えていることを特徴とする大気温度測定方法。
2. Transmitting sound waves and transmission radio waves into the air, receiving atmospheric turbulence or radio waves reflected by the sound wave surface, observing Doppler velocities of sound wave surface echoes and atmospheric turbulence echoes, and measuring sound velocities in the atmosphere. In the atmospheric temperature measuring method for measuring the atmospheric temperature, a data rate lowering step for lowering the data rate of the received signal after the AD conversion of the reflected radio wave is performed, and the data rate is reduced in the data rate lowering step. A first Doppler velocity calculating step of calculating a Doppler velocity of an atmospheric turbulence echo from the received signal which has been reduced in speed; and a sound wave obtained by removing an atmospheric turbulent echo component from the AD-converted received signal by a band-pass filter. A sound wave front echo component extracting step of extracting a signal of only the surface echo component, and a signal extracted in the sound wave front echo component extracting step. A second downsampling step for sampling, a second Doppler velocity calculating step for obtaining a Doppler velocity from the signal downsampled in the second downsampling step, and a Doppler velocity for the Doppler velocity obtained in the second Doppler velocity calculating step. A Doppler velocity correction step of performing a velocity return correction, and a sound velocity calculation step of calculating a sound velocity based on the Doppler velocity obtained in the first Doppler velocity calculation step and the Doppler velocity corrected in the Doppler velocity correction step. A temperature calculating step of calculating a temperature from the sound speed output from the sound speed calculating step.
【請求項3】 空中に音波を送信する音波送信手段と、
送信電波を空中に送信し、大気乱流または前記音波面に
よって反射された電波を受信する空中線と、前記送信電
波を生成して前記空中線へ出力し、かつ前記空中線から
受信電波を入力して受信信号を生成するレーダ送受信手
段と、該レーダ送受信手段で生成された前記受信信号を
入力し大気温度を算出する信号処理手段とを備えた大気
温度測定装置において、 前記信号処理手段は、 前記レーダ送受信手段から入力した受信信号をAD変換
するAD変換手段と、 該AD変換手段から出力されたAD変換後の受信信号を
入力し、前記受信信号のデータレートを低速化する第1
データレート低速化手段と、 該第1データレート低速化手段から出力された前記デー
タレートの低速化された受信信号から大気乱流エコーの
ドップラ速度を算出する第1ドップラ速度算出手段と、 前記AD変換手段によるAD変換後の受信信号を入力
し、前記AD変換後の受信信号の周波数をオフセットさ
せる周波数オフセット手段と、 該周波数オフセット手段から出力される周波数オフセッ
トされた前記受信信号のデータレートを低速化する第2
データレート低速化手段と、 該第2データレート低速化手段から出力された前記デー
タレートの低速化された受信信号から音波面エコーのド
ップラ速度を求める第2ドップラ速度算出手段と、 該第2ドップラ速度算出手段から出力されたドップラ速
度に対して、前記周波数オフセット手段における周波数
オフセット処理によって生じたドップラ速度のオフセッ
トを補正するオフセット補正手段と、 前記第1ドップラ速度算出手段から出力された大気乱流
エコーのドップラ速度と前記オフセット補正手段で補正
した音波面エコーのドップラ速度の差を計算することに
より音速を算出する音速算出手段と、 該音速算出手段から出力された音速から大気の温度を算
出する温度算出手段と、 を備えていることを特徴とする大気温度測定装置。
3. A sound wave transmitting means for transmitting sound waves in the air,
An antenna that transmits a transmission radio wave into the air and receives radio waves reflected by the atmospheric turbulence or the sound wave surface, and generates and transmits the transmission radio wave to the antenna, and receives and receives a reception radio wave from the antenna. An atmospheric temperature measuring device comprising: a radar transmitting / receiving unit that generates a signal; and a signal processing unit that receives the received signal generated by the radar transmitting / receiving unit and calculates an atmospheric temperature. A / D conversion means for performing A / D conversion on a reception signal input from the means, and a first signal for inputting the A / D converted reception signal output from the A / D conversion means and reducing the data rate of the reception signal.
Data rate reducing means; first Doppler velocity calculating means for calculating a Doppler velocity of atmospheric turbulence echo from the received data rate reduced signal output from the first data rate reducing means; A frequency offset means for inputting a reception signal after the AD conversion by the conversion means and offsetting a frequency of the reception signal after the AD conversion, and reducing a data rate of the frequency-offset reception signal output from the frequency offset means to a low speed Second
Data rate lowering means; second Doppler velocity calculating means for obtaining a Doppler velocity of a sound wave front echo from the data rate reduced reception signal output from the second data rate lowering means; Offset correction means for correcting the Doppler velocity offset generated by the frequency offset processing in the frequency offset means with respect to the Doppler velocity output from the velocity calculation means, and atmospheric turbulence output from the first Doppler velocity calculation means A sound velocity calculating means for calculating a sound velocity by calculating a difference between the Doppler velocity of the echo and the Doppler velocity of the sound wave front echo corrected by the offset correcting means; and calculating the temperature of the atmosphere from the sound velocity outputted from the sound velocity calculating means. An atmospheric temperature measuring device, comprising: a temperature calculating unit.
【請求項4】 第1データレート低速化手段または第2
データレート低速化手段は、 入力されたAD変換後の信号を時間軸上で間引くことに
よりデータレートを低速化するダウンサンプル手段を備
えていることを特徴とする請求項3記載の大気温度測定
装置。
4. The first data rate lowering means or the second data rate lowering means.
4. The atmospheric temperature measuring device according to claim 3, wherein the data rate lowering means includes down sampling means for lowering the data rate by thinning out the input signal after AD conversion on a time axis. .
【請求項5】 第1データレート低速化手段または第2
データレート低速化手段は、 入力されたAD変換後の信号に低域通過フィルタ処理を
施す低域通過フィルタ手段と、 該低域通過フィルタ手段から出力された信号を時間軸上
で間引くことによりデータレートを低速化するダウンサ
ンプル手段とを備えていることを特徴とする請求項3記
載の大気温度測定装置。
5. The first data rate lowering means or the second data rate lowering means.
The data rate reducing means includes a low-pass filter means for performing low-pass filtering on the input signal after AD conversion, and a data output by thinning the signal output from the low-pass filter means on a time axis. 4. The atmospheric temperature measuring device according to claim 3, further comprising down sampling means for lowering a rate.
【請求項6】 第1データレート低速化手段または第2
データレート低速化手段は、 入力されたAD変換後の信号にコヒーレント積分処理を
施すコヒーレント積分手段を備えていることを特徴とす
る請求項3記載の大気温度測定装置。
6. The first data rate lowering means or the second data rate lowering means.
4. The atmospheric temperature measuring apparatus according to claim 3, wherein the data rate lowering means includes coherent integration means for performing coherent integration processing on the input signal after AD conversion.
【請求項7】 第1データレート低速化手段または第2
データレート低速化手段は、 入力されたAD変換後の信号に窓関数をかける窓関数手
段と、 該窓関数手段から出力された信号にコヒーレント積分処
理を施すコヒーレント積分手段とを備えていることを特
徴とする請求項3記載の大気温度測定装置。
7. The first data rate lowering means or the second data rate lowering means.
The data rate slowing means includes: a window function means for applying a window function to an input signal after AD conversion; and a coherent integration means for performing coherent integration processing on a signal output from the window function means. The atmospheric temperature measuring device according to claim 3, wherein:
【請求項8】 周波数オフセット手段は、 時刻に比例する位相角を持ち、かつ大きさが1の複素指
数関数を入力信号に乗算することにより入力信号の周波
数をオフセットさせることを特徴とする請求項3記載の
大気温度測定装置。
8. The frequency offset means offsets the frequency of the input signal by multiplying the input signal by a complex exponential function having a phase angle proportional to time and having a magnitude of one. 3. The atmospheric temperature measuring device according to 3.
【請求項9】 周波数オフセット手段は、 時刻に比例する位相角を持ち、かつ大きさが1の複素指
数関数値を有限個だけ記憶しておく複素指数関数テーブ
ルを有し、 該複素指数関数テーブルから複素指数関数値を読み取
り、その複素指数関数値を入力信号に乗算し入力信号の
周波数をオフセットさせることを特徴とする請求項8記
載の大気温度測定装置。
9. The frequency offset means has a complex exponential function table having a phase angle proportional to time and storing only a finite number of complex exponential function values having a magnitude of one. 9. The atmospheric temperature measuring apparatus according to claim 8, wherein a complex exponential function value is read from the input signal, and the complex exponential function value is multiplied by the input signal to offset the frequency of the input signal.
【請求項10】 空中に音波を送信する音波送信手段
と、送信電波を空中に送信し、大気乱流または前記音波
面によって反射された電波を受信する空中線と、前記送
信電波を生成して前記空中線へ出力し、かつ前記空中線
から受信電波を入力して受信信号を生成するレーダ送受
信手段と、該レーダ送受信手段で生成された受信信号を
入力し大気温度を算出する信号処理手段とを備えた大気
温度測定装置において、 信号処理手段は、 入力した前記受信信号をAD変換するAD変換手段と、 該AD変換手段から出力されたAD変換後の受信信号を
入力し、そのデータレートを低速化するデータレート低
速化手段と、 該データレート低速化手段から出力された前記データレ
ートの低速化された受信信号から大気乱流エコーのドッ
プラ速度を算出する第1ドップラ速度算出手段と、 前記AD変換手段によるAD変換後の受信信号を入力
し、帯域通過フィルタにより大気乱流エコー成分を除去
して音波面エコー成分のみを通す帯域通過フィルタ手段
と、 該帯域通過フィルタ手段から出力された信号をダウンサ
ンプルする第2ダウンサンプル手段と、 該第2ダウンサンプル手段によりダウンサンプルされた
信号からドップラ速度を求める第2ドップラ速度算出手
段と、 該第2ドップラ速度算出手段から出力されたドップラ速
度に対してドップラ速度の折返し補正を行うドップラ速
度折返し補正手段と、 前記第1ドップラ速度算出手段から出力されたドップラ
速度と前記ドップラ速度折返し補正手段から出力された
ドップラ速度の差を計算することにより音速を算出する
音速算出手段と、 該音速算出手段から出力された音速から温度を算出する
温度算出手段とを備えていることを特徴とする大気温度
測定装置。
10. A sound wave transmitting means for transmitting a sound wave in the air, an antenna for transmitting a transmission radio wave in the air and receiving an air turbulence or a radio wave reflected by the sound wave surface, and generating the transmission radio wave to generate the transmission radio wave. A radar transmitting / receiving means for outputting to the antenna and receiving radio waves from the antenna to generate a reception signal, and a signal processing means for inputting the reception signal generated by the radar transmitting / receiving means and calculating an atmospheric temperature. In the atmospheric temperature measuring device, the signal processing unit is configured to input an A / D conversion unit for performing an A / D conversion on the input reception signal, and to input the reception signal after the A / D conversion output from the A / D conversion unit and reduce a data rate thereof. Calculating a Doppler velocity of an atmospheric turbulence echo from a data-rate-reduced reception signal output from the data rate-lowering means; A first Doppler velocity calculating unit, a band-pass filter unit that receives a received signal after AD conversion by the AD converting unit, removes an atmospheric turbulence echo component by a band-pass filter, and passes only a sound wave front echo component, Second downsampling means for downsampling a signal output from the band-pass filter means, second Doppler velocity calculating means for obtaining a Doppler velocity from the signal downsampled by the second downsampling means, and the second Doppler velocity Doppler velocity return correction means for performing Doppler velocity return correction on the Doppler velocity output from the calculation means, Doppler velocity output from the first Doppler velocity calculation means, and Doppler output from the Doppler velocity return correction means A sound speed calculating means for calculating a sound speed by calculating a speed difference; An atmospheric temperature measuring device comprising: a temperature calculating unit that calculates a temperature from a sound speed output from the speed calculating unit.
【請求項11】 データレート低速化手段は、 入力されたAD変換後の受信信号を時間軸上で間引くこ
とによりデータレートを低速化する第1ダウンサンプル
手段を備えていることを特徴とする請求項10記載の大
気温度測定装置。
11. The data rate lowering means includes first down-sampling means for reducing the data rate by thinning out the input AD-converted received signal on a time axis. Item 11. The atmospheric temperature measuring device according to Item 10.
【請求項12】 データレート低速化手段は、 入力されたAD変換後の受信信号に低域通過フィルタ処
理を施す低域通過フィルタ手段と、 該低域通過フィルタ手段から出力された信号を時間軸上
で間引くことによりデータレートを低速化する第1ダウ
ンサンプル手段とを備えていることを特徴とする請求項
10または請求項11記載の大気温度測定装置。
12. The data rate lowering means includes: low-pass filter means for performing low-pass filter processing on the input AD-converted received signal; and a signal output from the low-pass filter means on a time axis. 12. The atmospheric temperature measuring apparatus according to claim 10, further comprising: a first down-sampling means for lowering a data rate by thinning the data.
【請求項13】 データレート低速化手段は、 入力されたAD変換後の受信信号にコヒーレント積分処
理を施すコヒーレント積分手段を備えていることを特徴
とする請求項10記載の大気温度測定装置。
13. The atmospheric temperature measuring apparatus according to claim 10, wherein the data rate lowering means includes a coherent integration means for performing a coherent integration process on the input received signal after AD conversion.
【請求項14】 データレート低速化手段は、 入力されたAD変換後の受信信号に窓関数をかける窓関
数手段と、 該窓関数手段から出力された信号にコヒーレント積分処
理を施すコヒーレント積分手段とを備えていることを特
徴とする請求項10記載の大気温度測定装置。
14. A data rate reducing means, comprising: a window function means for applying a window function to an input received signal after AD conversion; a coherent integration means for performing coherent integration processing on a signal output from the window function means; The atmospheric temperature measuring device according to claim 10, further comprising:
【請求項15】 第1ドップラ速度算出手段または第2
ドップラ速度算出手段は、 入力された信号にFFT処理を施し、該FFT処理が施
された出力からパワースペクトルを算出し、該算出した
パワースペクトルに対しインコヒーレント積分処理を行
い、該インコヒーレント積分後のパワースペクトルから
前記入力された信号のドップラ速度を算出することを特
徴とする請求項3から請求項14のうちのいずれか1項
記載の大気温度測定装置。
15. The first Doppler velocity calculating means or the second Doppler velocity calculating means.
The Doppler velocity calculating means performs FFT processing on the input signal, calculates a power spectrum from the output subjected to the FFT processing, performs incoherent integration processing on the calculated power spectrum, and performs The atmospheric temperature measuring apparatus according to any one of claims 3 to 14, wherein a Doppler velocity of the input signal is calculated from a power spectrum of the atmospheric temperature.
【請求項16】 第1ドップラ速度算出手段または第2
ドップラ速度算出手段は、 パルスペア処理によって入力データのドップラ速度を算
出するパルスペア手段を備えていることを特徴とする請
求項5から請求項7、または請求項12から請求項14
のうちのいずれか1項記載の大気温度測定装置。
16. The first Doppler velocity calculating means or the second Doppler velocity calculating means.
15. The Doppler velocity calculating means includes pulse pair means for calculating Doppler velocity of input data by pulse pair processing.
The atmospheric temperature measuring device according to any one of claims 1 to 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2017172982A (en) * 2016-03-18 2017-09-28 スターライト工業株式会社 Sound wave generator for rass radar and rass radar

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