JP2001521161A

JP2001521161A - 大気の天候状態を検出する方法

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Publication number: JP2001521161A
Application number: JP2000517577A
Authority: JP
Inventors: フランク・エル・リーズ
Original assignee: フライト・セイフティー・テクノロジーズ・インコーポレーテッド
Priority date: 1997-10-21
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2001-11-06
Also published as: CA2308203A1; TR200001100T2; KR20010031349A; NO20001994L; KR100566349B1; CA2308203C; NZ504575A; CN1135901C; IL135735A; EP1040726A1; IL135735A0; US6034760A; WO1999021394A1; AU753006B2; CN1279878A; EP1040726A4; NO321926B1; NO20001994D0; AU1060699A

Abstract

(57)【要約】【解決手段】飛行中の飛行機に危険である大気の状態を検出し、パイロット又は地上の人員に早期警告を提供するための方法及び装置である。本方法は、これらの危険な状態により生成された音波（２０）を光学的に検知するため、レーザービーム（３４）及びコヒーレントな光学レシーバー（８７）使用し、送信し、受信した光ビームに関するこれらの音波の影響を測定する工程を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、概して飛行機が飛行する際に危険である悪天候状態を検出するため
の検出システムに係り、より詳しくは、例えばきれいな空気乱流、風によるせん
断、マイクロバースト及び飛行機により生成された飛行跡の渦巻きなど飛行上の
危険因子により生成される輪状渦の大気乱流生成音を光学的に特徴付けるための
センサー（ソクラテス：SOCRATES）に関する。本システムによって集められる情
報は、パイロット又は地上基地の人員に対し早期に警告を提供する。

【０００２】

【従来技術】

過去においては、飛行中のパイロット又は地上基地の人員に対し、危険な天候
状態に関する情報を提供するため様々な提案がなされてきた。地上基地の人員の
中には、天候状態のインディケータとして、温度、水蒸気含有量及び空気速度な
どの大気状態を検知するレーザー検出装置を備えたものもいた。これら従来のレ
ーザーを基礎としたシステムのいずれもが、幅広く民間用には受け入れられてい
なかった。

【０００３】例えば、ウェザー−ＳＯＤＡＲ（音検出及び照準）及びウェザー−レーダーな
どの他型式の検出システムが使用されたが、これらのシステムは、それらが、検
出しようとしている空気塊の乱流混合の下で、減少したエネルギー後方散乱を経
験する仕方で気象条件を測定するので、全ての気象を包含して検出する能力を持
ち得なかった。その結果、これらのシステムは、それらが最も必要とされるとき
の悪天候条件の間、能力を低減してしまう傾向を持っている。同様に、気象レー
ザーレーダーシステムは、気象レーダーより正確であるが、それらのレーダー対
応物よりも更に気象条件によって左右されてしまうことが知られている。

【０００４】その結果、近年の飛行カタストロフ即ちきわどい惨事に起因して、航空路線の
安全性をより大きくすることの必要性が高まってきている。それらの惨事の原因
は説明されないままになっており、即ち、きれいな空気乱流、飛行跡渦、風によ
るせん断及びマイクロバーストに帰着させることが可能である。

【０００５】１９７０年代頃から、これらの大気現象は、音波パターン即ち、非常に低い周
波数の音波の形態の特徴を含むか或いは生成するということが認識されてきた。
これらの低周波音波は、周囲の気象又は他の大気現象により比較的妨げられずに
長い距離に亘って移動する。この音波生成現象は、輪状渦及びそれに関連した速
度循環と不安定流れ場として知られ、特に小石を水の中に投げ入れた後、水の実
体に発生する水パターンと同様に放射状に広がる音波を生成する。小石の投入に
より生成されるリングは、激しい雷雨、飛行跡の渦及び他のきれいな空気乱流に
伴う音波パターンと形状が類似している。

【０００６】１９７０年代頃から、例えば船、潜水艦又は水中の動物などの移動物体は、水
中における音波の放射物体又は反射物体の存在及び位置を示すように自由空間又
は波誘導光ビームを利用したレーザー検出システムによって検出し得る音波を生
成及び放射することも公に知られてきた。そのようなシステムの１つがヤコブの
特許５，５０４，７１９号に示されている。

【０００７】しかしながら、この従来の公開知識にも拘わらず、誰も悪天候で危険な天候状
態、即ち、飛行跡の渦の状態によって生成される音波に応答するレーザー検出シ
ステムを、飛行機のパイロット又は飛行場基地の人員にそれらの状態を前もって
警告するために提案したり或いは又は成功裏に実行していなかった。

【０００８】本発明のソクラテスシステムは、それを実行するために意図されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】

従って、本発明の主要な目的は、飛行中の飛行機に危険をもたらす、大気の悪
天候状態を検出するための新規な方法及び装置を提供することである。

【００１０】本発明の別の目的は、例えばきれいな空気乱流、風せん断などの大気の悪天候
状態、並びに、山岳性の接近経路に沿って滑走路まで突発する激しい風、マイク
ロバースト、及び／又は、飛行跡渦若しくは竜巻、或いは、接近する飛行機のエ
ンジンノイズでさえも、又は、テロリストの発射したミサイル等々を、これらの
悪天候状態又は他の状態によって夫々生成された音波を光学的に検知することに
よって検出し、その後、飛行機のパイロット及び又は地上の人員に早期警告信号
を提供するための新規な方法を提供することである。

【００１１】本発明の更なる目的は、大気の悪天候状態によって生成された音波を検出する
ため１又はそれ以上のレーザービームを使用する新規な方法を提供し、これによ
って、飛行機が危険な悪天候様態を回避することができるようにパイロット及び
又は地上の人員が修正処置を取るのに十分な時間を提供することである。

【００１２】本発明の更に別の目的は、音波に応答して運動する例えば微粒子、エアロゾル
、ダストなどの光反射物を含む大気のプローブ体積領域から孤立した距離隔てら
れた大気の領域に悪天候又は飛行跡渦が存在する状態で、これらのプローブ体積
領域に光ビームを向ける上記した新規な方法を提供することである。その結果、
本発明の新規なシステムは、飛行機が危険な悪天候様態を回避することができる
ようにパイロット及び又は地上の人員が修正処置を取るのに十分な時間を提供す
る。

【００１３】本発明の追加の目的は、完全反射器又は部分光学反射器で光ビームを向ける代
替モードの作用を備えた新規な方法を提供することであり、それらの反射器は、
それらの光ビームから孤立した距離隔てられた大気の領域に存在する悪天候又は
飛行跡渦から発せられた音波の到着によって光の速度が変えられる光経路に沿っ
て光を効率的に戻す。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

真空中の光に対する各光経路に沿って変動する光の速度は、粒子運動の変化と
は対照的に、光学的な屈折率の変化に直接的に関与する。光のエネルギーを反射
するため物理的な後方戻り反射器を取り付けることが適していない応用では、光
のエネルギーを反射する粒子、及び、屈折率の変化をもたらすようにその運動を
通して変化させる粒子の結合は、距離を隔てた悪天候状態又は飛行跡渦の状態か
らの音波の到着に関する顕著に異なる情報に共同して寄与するが、送信及び戻り
光ビームに共通若しくはそれらのビームを二分する方向と各々整合した、又は、
該方向に直角に各々整合した軸に沿って、各々のその最大応答を提供する。

【００１５】本発明の上記目的は、光ビームが、運動中の粒子に出くわすか、及び／又は、
光ビームが音波と交差する局所的な光学上画定した領域から孤立距離隔てられた
上述した悪天候状態又は飛行跡渦の状態によって放射された音波に起因する屈折
率の変化を誘起する圧力と相互作用するときを除き自由空間を伝播する該光ビー
ムを使用して達成される。上記目的は、光ファイバーで案内された光波を使用し
ても達成し得る。この光ファイバーも、夫々等価な経路長及び光速度の変化、並
びに、自由空間を伝播する光が通過するところの光学上画定した局所領域が距離
を隔てた悪天候状態又は飛行跡渦の状態が生成する音源によって放射された音波
と交差するとき経験する代替粒子運動と屈折率の変化を経験する。

【００１６】本発明の更なる目的は、上述したような新規なレーザー検出システムを提供す
ることであり、このシステムは、パイロットに直接情報を提供するため飛行機に
直接取り付けるか或いは飛行機の滑走路に隣接した地上に取り付けることができ
る。或いは、１又は編隊を組んだ飛行機による接近、着陸、離陸又は高度の上昇
を指令する地上の人員に情報を提供するため空港の周囲回りに取り付けてもよい
。

【００１７】他の目的及び利点は、添付図面を参照して次に続く本発明の詳細な説明を読む
ことによって明らかとなろう。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１ないし図３を参照すると、新規なレーザー検出システム１０は、飛行機１
１の前部に取り付けられており、レーザー１２、ビームスプリッター３８を備え
ている。ビームスプリッター３８は、望遠鏡７４から例えば０．５ｋｍ又はそれ
以下だけ離れた遠距離検出範囲Ａでの大気内に位置する焦点上の体積領域即ちプ
ローブ体積１６ａ、１６ｂ、１６ｃ等のアンテナに望遠鏡７４を介して届く複数
の送信ビーム３４ａ、３４ｂ、３４ｃ等を提供する。ビーム３４及びプローブ体
積領域１６の数は、変更し得るが、好ましくは、飛行機１１の前部に、３次元の
発散する円錐形態に配列された１２８個のプローブ体積領域が存在するのがよい
。このとき、プローブ体積領域は、飛行機１１の前方に、例えば１００ｋｍの孤
立距離Ｂだけ離れた地点に存在する危険な天候状態により生成された可聴下音波
２０を検出するための仮想マイクロフォンとして機能する。例えば飛行中のシス
テム用の飛行機又は地上ベースのシステムの直接前方に中心が置かれた２ステラ
ジアンの球形キャップまで覆う仮想マイクロフォンの音波測定アンテナが提案さ
れている。飛行機の方向からの或いは地上ベースのシステムの背後からのバック
ローブ応答を拒絶するために、範囲が変位されたプローブ体積領域が、前方アレ
イアンテナの背後に音波の波長の約１／４に間隔を隔てられた同様の球形キャッ
プ状アレイアンテナの仮想マイクロフォンを構成するように形成される。該アレ
イアンテナに対して、そのようなアパーチャが設計される。そのような２つの球
形キャップアレイアンテナは、異なる音波周波数のサブバンドに適切な仮想マイ
クロフォンの隙間間隔が存在する「入れ子式」のサブアパーチャを収容するよう
に設計することができる。

【００１９】プローブ体積領域内の運動粒子によって反射され後方散乱された変調戻りビー
ムは、電荷結合素子（CCD）８７に基づくマルチチャンネルレシーバーによって集められる。集められた変調戻りビームは、光学的にコヒーレント混合（cohere
nt optical mixing）されるようになり、次いで、必要とあらば修正処置を取ることができるようパイロットに早期の警告を与えるため処理される。気象関連音
波が放射され、ほとんど連続的に仮想マイクロフォンにより受信される際に、そ
の遅延時間は重要ではない。２分早く放射された音波のパッケージが瞬間的に聞
こえるからである。例えば、たとえ音波２０がマッハ１で伝達され、これによっ
て、音の受信時まで拡散して１０２ｋｍ離れた孤立距離の地点に届くのに５分か
かったとしても、例えばマッハ０．５の空気速度で移動する飛行機のパイロット
は、早期警告時間として更に約１０分間が提供される。このことは、そのような
飛行機は、該飛行機から元々１５３ｋｍ距離離れた危険に渦巻いている空気塊の
地点で発散された音波を受信する前に、該飛行機からのその元々の距離１５３ｋ
ｍのうち５１ｋｍを進み、マッハ０．５で飛行し続けている間に危険な空気塊に
出くわすまでもう１０分間かかるということに概して帰着される。この１０分間
は、修正措置を取るのに十分な時間より更に多いと考えられ、これらの音放射に
関連した受信距離は、重大な早期警告状況の前に半減或いは更に減少させること
ができると考えられる。

【００２０】図３を参照すると、図１のシステム１０が、輪状渦による大気乱流から放射さ
れた音を光学的に特徴付けるためのセンサー（ソクラテス）として同定すること
ができる。このセンサーは、約１．５７μｍ又は２μｍ波長で作動し、光電式（
E-O）パルスモジュレータ２４により発信された光ビーム２２を生成するキャビティ減衰固体状態レーザー１２を備える。モジュレータ２４は、パルスコーディ
ングE−Oドライバー２６によって制御され、その伝達タイミングは、プラットフ
ォーム運動（移流／対流）の長時間に亘る間隔トラッカー装置２８によって制御
される。モジュレータ２４から発せられたパルス化された光ビーム３０は、部分
的反射型式のミラービームスプリッター３２に向けられ、該スプリッターは、送
信ビーム３４及び参照ビーム３６を生成する。次に、ビームスプリッター３８は
、ビーム３４を、検出されるプローブ体積領域１６ａ、１６ｂ、１６ｃ等の数に
一致する数の複数の送信ビーム３４ａ、３４ｂ、３４ｃ等に分割する。

【００２１】参照ビーム３６は、ミラー４２によって反射され、経路長マッチングアセンブ
リに至る。このアセンブリは、対光ファイバー光学結合子４４、光ファイバーバ
ルク時間遅延コイル４６、トラッカー２８からの電子フィードバッグ信号５０に
応答して圧電ファイバー光経路長を「伸長」させる遅延装置４８、及び、一対の
ブラッグセルの高／低周波数シフター５６及び５８に、経路長を合わせられた基
準光ビーム５４を放射する対光ファイバー光学結合子５２を備える。周波数シフ
ターは、プローブ体積領域からの戻りビームと参照ビームとを引き続いてヘテロ
ダイン混合するため参照ビームの周波数をオフセットする。図示しないが、外部
制御ループは、変調されていない（後述する）位相率出力信号１０２ａを受け取
り、この信号を外部ループの平均化フィルター及び周波数シンセサイザーに通す
ことによって提供される。このシンセサイザーは、離散した周波数のトーンから
の選択を提供する。これらの周波数トーンは、周波数が接近した状態で離散して
おり、ブラッグセルの高／低周波数シフター５６、５８の１つのオフセット周波
数の表面音波変調を制御するときに含まれるクロック周波数と正確に同期されて
いる。可変のゲイン増幅及び次のパワー増幅の後、位相率出力信号１０２ａに比
例する電圧を平均化することによって表されるように瞬間的なドップラー効果の
平均値に最も近いものとして選択され、そのように制御され増幅された周波数同
期トーンは、外部の平均ドップラー補償フィードバッグループに接近するように
フィードバッグされる。複数のこの平均ドップラー補償フィードバッグループは
、他のプローブ体積領域からの位相率出力信号１０２ｂ、１０２ｃ等の各々に対
し同様に適用される。

【００２２】次に、参照ビーム５４は、ビームスプリッター６０を通過する。ビームスプリ
ッター６０は、送信ビーム３４ａ、３４ｂ等の数即ちプローブ体積領域の数に一
致した数の複数の参照ビーム５４ａ、５４ｂ、５４ｃ等に、入力された参照ビー
ムを分割する。

【００２３】送信ビーム３４ａ、参照ビーム５４ａ、プローブ体積領域１６ａ及びこれらに
伴う光学処理要素の光経路が図３に示されている。同一の光経路及び回路がプロ
ーブ体積領域１６ｂ、１６ｃ等、送信ビーム３４ｂ、３４ｃ等及び参照ビーム５
４ｂ、５４ｃ等に対して提供される。

【００２４】スプリッター３８から、ビーム３４ａは、後部ビームデフレクター７０、ビー
ムエクスパンダ−７２及び合焦された望遠鏡７４を全て通過し、望遠鏡７４から
音響光学的に望ましい遠隔検出範囲に位置するプローブ体積領域１６ａに至る。
プローブ体積領域１６ａ内に浮かんでいる粒子は、望遠鏡７４から距離Ｂだけ離
れた孤立地点における大気中の悪天候状態により生成された音波２０に応答して
運動しており、これらの粒子によって散乱された光が望遠鏡７４によって集めら
れ、エクスパンダ−７２によってコリメートされる戻りビーム７６を形成する。
遠隔検出ビーム７６に垂直に近い方向に到達した音波も屈折率の結合を提供する
。しかしながら、粒子運動結合に対するそのような結合の鈍感さの故に、前方に
見える方向から来る音波が結合の支配的形態を提供する。それにも拘わらず、プ
ローブ体積領域１６ａ内の長期間に亘る粒子運動結合を補完するため、右舷／左
舷並びに上下形態の側面からの適用範囲を提供するため屈折率の結合を利用する
ことができる。

【００２５】次に、戻りビーム７６は、カー−セル（Ｋｅｒｒ−Ｃｅｌｌ）型光電式（Ｅ−
Ｏ）トランスミッター／レシーバー（ｔ／ｒ）スイッチ及び時間スケールトラッ
カー２８によってオンオフされるレンジゲート８０に偏向される。このようにし
て、モジュレータ２４、遅延装置４８及びゲート８０の時間パルス化操作がトラ
ッカー２８によって同期して制御される。トラッカー２８は、プローブ体積領域
２８に向かう飛行機の瞬間的な運動を修正し、これによって同体積の空気が多重
レーザーパルスを収集するため必要とされる時間期間に亘って検出されるように
する。トラッカー２８は、ある時間に亘ってドライバー２６及びゲート８０への
パルス率を短くする。信号５０は、飛行機がプローブ体積領域１６ａに向かって
移動し従って距離Ａが減少するときビーム３４ａ及び７６を介して送信／受信の
間に夫々受けるレーザーパルスの送信／戻り時間遅延における変化に参照ビーム
５４ａの遅延を合致させる。合焦された望遠鏡は、例えばジンバル慣性プラット
フォームなどの可動のプラットフォームに取り付けられ、このプラットフォーム
は、飛行機がプローブ体積領域に向かって移動するとき、このプローブ体積領域
１６ａにビームが向けられた状態を維持するようにトラッカー２８と同期して動
かされる。トラッカーは、飛行機前方の目前に迫った大気のスカラー乱流変動に
起因して発生する、温度、湿度及び圧力等によって引き起こされる屈折率の変化
に伴う変動をパルス化するため、レーザーの送信／戻り移動時間のパルスに対し
ても修正処理を施す。

【００２６】また、プローブ体積領域の長さを多重パルス処理する必要が無く、従って、単
一のパルス期間は、粒子運動（ＰＭ）のドップラー周波数拡大によって制約され
る。パルス符号化ドライバーによって適用される単一パルス符号化と共に、遥か
に短いプローブ体積領域が、Ｎ個のパルスを処理することによって適合され得る
。

【００２７】戻りビーム７６は、レンジゲート８０から出て、波前部を湾曲して発散させる
（wavefront curvature divergent）光学レンズ８２に至る。このレンズは、戻りビームを複数のビーム８４に扇形に広げて３次元湾曲オフセット軸ミラー８６
の前面に投影する。このミラーは、多重ビーム８４の各々個々のビームを反射し
て電荷結合素子（ＣＣＤ）８７の前面８９の画素上に至らせる。

【００２８】参照ビーム５４ａは、ビーム８４と数が等しい複数の参照ビーム９０にビーム
を広げてミラー８６の裏側に投影する同様のレンズ８８を通過する。このミラー
を通してＣＣＤ８７の各々対応する画素において時間及び波長に関する湾曲が減
少される。参照ビームは、多重チャンネル信号情報を持つ戻りビーム８４とヘテ
ロダイン混合される。このようにして、角度相違受信（angle-diversity receiv
ing ：ＡＤＲ）が共通のプローブ体積領域１６ａに適用される。このとき、各々のＡＤＲ多重チャンネルは、ＣＣＤ８７の画像平面の面を横切る「スペックル
（speckles）」として現れる音速又は亜音速ノイズの「正体不明」の成分を平均
化するように十分に異なる角度からこの体積領域を見ている（seeing）。プロー
ブ体積領域１６ｂ、１６ｃ等に夫々伴う追加の複数の同一処理チャンネルが設け
られている。

【００２９】ＣＣＤ８７は、その前面８９上に１００×１００画素即ち１０⁴画素を持つように概してサイズが定められている。このサイズは、空気中のブラウン運動を抑
制することと両立し、戻りビーム８４及び参照ビーム９０は、各画素で光学的に
ヘテロダイン混合される。ヘテロダイン混合の代わりとして、望ましくない混合
積を取り除くため空間的フィルター処理を適用する際に４倍もの多くのＣＣＤ画
素を必要とするが、ＣＣＤ８７がオンチップのアナログバンドパスフィルター及
びオンチップのアナログ−デジタル変換器９２を備える方法がある。バンドパス
フィルタは、望ましい混合積、即ち戻りビーム８４×参照ビーム９０を受け取り
、これは瞬間的なドップラー情報を含むが、望ましくない混合積、即ち、ビーム
８４×ビーム８４又はビーム９０×ビーム９０を却下している。参照ビーム９０
を戻された信号ビーム８４と合致する経路長により提供された時間調整の結果と
して、ＣＣＤ８７の面で実行されるコヒーレントな光学ヘテロダイン混合プロセ
スが複製のコリレータとして役立つ。瞬間的なドップラー信号を含むビーム８４
×ビーム９０の望ましい混合積を選択するため加えられるバンドパスフィルター
処理９１は、その平均作用が元々の符号化されたレーザーパルスより遥かに限定
された範囲の分解パルスエンベロープを電子的に生成するため、戻された符号化
レーザーパルスのパルス圧縮を提供するように滑らかにされる。そうする間に、
この処理は、瞬間的なドップラー（即ち位相率）変調信号及びノイズの周波数偏
差範囲も保持する。このドップラー変調情報は、位相率復調プロセスを使用して
取り出される。このプロセスは、ＡＤＲ処理から利益を与える位相率を得るため
、空間平均化処理９８及びデジタル時間微分１００によって続かれる位相アンラ
ッピング（unwrapping）処理と結合された位相復調からなる。この広帯域位相率
復調は、ドップラー情報並びに複製コリレータプロセスにおけるレンジ情報を提
供するためドップラーバンドパスフィルターの通常のバンクを利用するのとは反
対に、この特殊な機能に対してはより適切である。符号化レーザーパルス圧縮は
、レーザーパルス長を選択するときの前述した制約の一部分を取り除き、これに
よって、より多くの音速及び亜音速ノイズを却下するため、レンジゲート８０の
期間を「短く」する。こうしなければ、このノイズは遥かに長い等価プローブ体
積に結合されたＰＭとなるであろう。Ｎパルス処理の追加は、「細かい粒子（ｆ
ｉｎｅｇｒａｉｎ）」のＰＭドップラー拡散情報を保存し、抽出する。この拡
散情報は、周波数ゼロの周りに空間的に限定されたデジタルＩＱデータ流れのド
ップラー「くし（ｃｏｍｂ）」スペクトル領域に課されている。このＮパルス移
動ターゲットインジケータ（ＭＴＩ）のレーダー型式プロセスの適用は、単一の
パルススペクトルが「Ｎ歯のくし」に更に小区分されることを可能にする。この
くしスペクトルでは、各々の歯がＰＭドップラー周波数拡散スペクトルの複製を
含んでいる。別の単一幅バンドパルスの場合では、望ましいドップラー変調スペ
クトルは、パルススペクトルとのコンボルーション（convolution）によって取り消せない状態で歪められる。更に、周波数バンドが等しくなるように制限され
、こうしなければ、周波数バンドに亘って「ショット（shot）」ノイズが寄与す
るであろう。Ｎパルス処理の結果として、符号化レーザーパルスのバンド幅は、
単一パルス処理により可能とされるより遥かに短い半径範囲の分解プローブを提
供するため選択されることができる。コンバータ９２は、多重画素、多重チャン
ネルデジタルＩ−Ｑデータ流れ９４を生成するための最小サンプルクロック率の
要求を適用するべく平均値として各画素上で同相（Ｉ）及び９０度隔てた位相（
Ｑ）のサンプルを得るようにバンドパスフィルターのサンプリングの下で、９０
度隔てた位相パルスを用いる。上記に説明した作用を備えたＣＣＤ８７は、カド
レ−コープス（Charge-Coupled Angle Diversity Receiver Extraction by Corr
elating Optical Replicas for Phase Sensing）カメラとして便利に称すること
ができる。

【００３０】ＣＣＤ８７によって提供された多重チャンネルＡＤＲシステムは、プローブ体
積領域１６ａからの「スペックル」ノイズを大きく減少させ、ヤコブの特許で各
プローブ体積領域に対して示されたように、単一チャンネルのレーザードップラ
ー速度計を大きく超えてその感度を改善させる。「スペックル」ノイズは、ハイ
バースト密度（ＨＢＤ）状態と云われるものから発生する。ハイバースト密度状
態は、一度に多数の光散乱粒子が集まったプローブ体積領域１６ａから光子が光
学レシーバーに戻ったときに発生する。光がこれらの多数粒子から戻されるとこ
ろの多重光経路は、画像平面上の受信点を横切ってスペックルパターンを分配さ
せる。

【００３１】「スペックル」は、これらの多重光経路の間の構造的及び破壊的な干渉の結果
として起こる。そのような「スペックル」は、粒子がプローブ体積領域１６ａ内
でそれら自身と再配列し直すとき振幅が変動する。その結果、多数の統計的に独
立な「スペックル」をサンプルするように画像平面を横切ってモザイク状に広が
った夫々異なる光検出地点と一致する十分に多数の観察角度からプローブ体積領
域１６ａ内の多数粒子を観察することによって、「スペックル」ノイズは、各々
のＣＣＤから抽出された位相率推定値を組み合わせることでかなり減少させるこ
とができる。理想的には、平均的な「スペックル」分離距離は、ＣＣＤ画素分離
距離と一致させるべきである。しかし、縮小化した光学系が、このマッチングを
達成するように光学レンズ８２を収容しなければならない。この方法とは別に、
レーザーの中心周波数が移動されるとき（これに付随して光の波長が十分に変化
する）、「スペックル」ノイズは、変化して空間的な相関がより少なくなる。従
って、「スペックル」ノイズは、十分多数の夫々分離した周波数のレーザー光で
照明されたプローブ体積領域から抽出された位相率推定値を組み合わせることに
よっても減少させることができる。これは、追加のスペックルノイズを抑制する
ためＡＤＲ処理と組み合わされた周波数相違レシーバー（ＦＤＲ）に対する基礎
である。

【００３２】本発明のシステムは、プローブ体積領域１６ａ内にあり該領域を通過する運動
中の粒子によって分かち与えられた瞬間的なドップラー周波数変調の位相率推定
を抽出するためのコヒーレントな光学レシーバーを具体化する。振幅減衰から生
じる前述した「スペックル」ノイズは、コヒーレント処理が用いられるときの幾
つかの方法の１つにおいて現れる。この「スペックルの発生」は、粒子運動の変
化（並びに、各粒子を介してリンクする光経路に沿って現れる屈折率の変化）を
反映する。これは、プローブ体積領域の特徴的寸法より小さい長さスケールでの
揺らぎのメカニズムに起因して変動する。これらの運動は、システムによっては
「分解不能（unresolved）」であると云われる。逆に、プローブ体積領域より大
きい長さスケールを持つ運動は、プローブ体積領域内の全ての粒子を、「スペッ
クル」フェージングを誘起することなく一緒に運動させる。そのような運動は、
システムによって「分解可能（resolved）」といわれる。分解不能成分は、スペ
ックルノイズを表すのに対し、分解可能成分は、更なる処理のため回復されるべ
き音速場変動を含んでいる。分解可能成分は、順次、それらの平均位相率変動の
回りのノイズ変動を表すが、これらの平均値量の１つは、システムにより検出さ
れた音場変動に直接比例して変化する。

【００３３】データの流れ９４は、デジタル位相推定器９６に供給され、該推定器は、デジ
タルの「位相アンラッピング」、次いで空間平均演算器９８を介して位相率抽出
のためのデジタル時間微分器１００に結合される。位相推定プロセス９６の「位
相アンラッピング」は、ＡＤＲ処理時に課された負荷を容易にするように意図さ
れている。この目的に対し、本発明は、比較的狭い帯域のＰＭ及びＲＩ位相率変
調ノイズ機構が、アークタンジェントの位相復調プロセスの多重周期不連続特性
を示す領域のいくつかを通過するそれらの位相変動の結果として「スペクトル拡
散」を被るとき演じられる役割を認識する。これらの狭帯域ＰＭ及びＲＩノイズ
機構は、各々、速度及びスカラーの大気乱流場などの事項に対応する。アークタ
ンジェントの不連続性によって引き起こされる「位相飛び」は、デジタル時間微
分器１００の後段で等価的に導出されるとき位相率復調プロセスで生じる「スパ
イク」の原因となる。

【００３４】本発明に組み込まれたこの作用の理解以前に、位相率復調に含まれるアークタ
ンジェント不連続性から生じることが知られる重大な「スペクトル拡散」は、そ
の原因が、同相（Ｉ）成分というより振幅の減衰を引き起こさせることであると
信じられていた。その結果として、本発明は、位相率復調をデジタル時間微分器
１００に含まれた「位相アンラッピング」のロジックでの位相復調に分割する。
「位相アンラッピング」は、不連続性に出くわされる時間を検出し、問題の領域
の回りからのデータを蓄え、次にこの領域を削除し、位相飛びを取り除き、及び
それを全体として滑らかにすることによって達成することができる。これは、「
アンラップされた位相」の推定値からスペクトルが拡散されていない位相率の推
定値を導出するためになされる。

【００３５】従って、ＡＤＲ処理のこの形態は、大気粒子のブラウン運動の分解不能成分を
その分解可能成分レベルにまで抑制するために必要とされるような１００×１０
０＝１０，０００多重チャンネルを超えた空間平均演算器９８の要求で負荷をか
けられない。分解された成分レベルは、一般に、分解された周囲の音波ノイズ背
景レベル以下であるようにされる。これは、分解不能のブラウン運動ノイズの４
０ｄＢを抑制することを必要とし、このノイズは１００×１００＝１０，０００
多重チャンネルＡＤＲ処理と両立する。「位相アンラッピング」が無い場合では
、大気乱流に起因した速度及びスカラー（即ち、温度及び相対湿度）変動の分解
不能成分の「スペクトル拡散」は、「分解不能の」ノイズ抑制の約６０ｄＢを提
供するため、約１０，０００×１０，０００＝１，０００，０００の多重チャン
ネルを有するＡＤＲを使用することを余儀なくされる。

【００３６】微分器１００からのデータ流れ信号１０２ａは、プローブ体積領域１６ａから
生じた位相率変調の状態に関するデジタル情報を含む。同様に、データの流れ１
０２ｂ、１０２ｃ等は、各々の体積領域１６ｂ、１６ｃ等に対して生成される。
これらのデータの流れは、時間領域デジタルビーム成形装置１０４に供給され、
この装置は、所定の音波領域に焦点を合わせられるためズームされる。この装置
は、一般にプローブ体積領域１６ａ、１１６ｂ等の数に一致するように設計され
、例えば数が１２８個の複数の多重チャンネルビーム１０６を生成する。このと
き、ビーム１０６は、方位角及び仰角に亘って分配される。更に加えて、音波範
囲の合焦作業は、ディスプレイ１１２の目的のための「時間経過」の態様で半径
範囲スケール全体に亘って走査するように引き起こされ得る。ビーム１０６は、
距離Bだけ離れた地点での危険な悪天候状態における正確な検出、分類、位置測定、及び、追跡を同時に行うため該ビーム情報を処理するプロセッサ１０８に至
る。次に、処理されたビーム１１０は、パイロットの目に写るディスプレイパネ
ル１１２に転送される。このディスプレイパネルは、方位角及び仰角若しくは俯
角の対の形態の結合からなる様々な２次元輪郭プロット、並びに、飛行機に関し
て安定化された危険な天候状態の範囲に関して表示された、色が付与された形態
での音速接触強度を示すことができる。更に加えて、３次元カラーディスプレイ
は、方位角及び仰角若しくは俯角に関して与えられた情報の「予想図」を示すよ
うに形成され得る。このとき、この図の「時間経過の」走査は、第３の範囲依存
次元におけるシーンの変化を表示するため全半径範囲スケールを通してゆっくり
とズーミングされることによってなされる。

【００３７】ＰＭ結合されたシステム１０は、飛行機の直接前部に使用するため説明及び図
示されたが、かくして、システムの幾分簡単なバージョンは、空港滑走路の端部
に地面にも取り付けることができる。このシステムでは、レーザービームが滑走
路への接近経路に沿って射出される。地上ベースのシステムは、パルストラッキ
ング及びビーム安定化機能を必要としない。このシステムは、移動する飛行機上
というより地面に固定されているからである。

【００３８】図４及び図５に示された本発明のソクラテスに関する実施形態は、空港の滑走
路１２８を横切って延設され、或いは、別の場合には空港滑走路に平行に離れて
いる地上ベースシステム１８０を示しており、このシステムは、飛行中の大気の
様々な危険因子によって生成された音波１５０に応じて結合する屈折率（ＲＩ）
を利用する。システム１８０は、後方戻り反射器に基づくアプローチ（ソーラー
；ＳＯＬＡＲ）を使用した区画化された光学ラインアレイアンテナを用い、均等
に間隔を隔てられた複数の調整可能な測定用三脚１８２、１８４、１８６及び１
８８を備える。これらの三脚は、滑走路１２８を横切って直線状に配列されるか
、或いは、滑走路１２８に平行なオフセット位置に配置される。そのようなシス
テムの二重軸対は、後方戻り反射器（ソーラー）を使用した対の区画化光学ライ
ンアレイアンテナ（ＢＩＮＡＲＹＳＯＬＡＲｓ）と呼ばれ、互いに直角に向け
られる。このようにして、二重軸多数端子の対又は操舵可能なビームによって形
成された重なり合い領域は、システムに追加の位置検出能力を提供するため利用
され得る。

【００３９】三脚１８２に取り付けられているのは、結合レーザートランスミッター及びコ
ヒーレント光学レシーバーモジュール１９０である。後者は、レーザービーム１
９１を右端部の三脚１８８に取り付けられた、整合されて共同する完全反射型の
外部光学コーナー反射器１９２に送る。中間の三脚１８４及び１８６の各々は、
部分反射型の後方戻り反射器１９４及び１９４ａであり、これらの各々はトラン
スミッター−レシーバー１９０にビーム１９１の部分を後方戻り反射する。図５
に示されるように、各々の後方戻り反射器１９４、１９４ａ等は、中心孔１９６
を備え、該中心孔を通って送信ビーム１９１がコーナーの反射器１９２に到着し
てトランスミッター―レシーバー１９０に戻ることを可能とする。後方戻り反射
器は、周辺に各々等角に隔てられた複数の光源孔１９８と、部分的及び完全に反
射するミラーを使用して送信ビーム１９１の一部分を反射し該孔１９８の選択さ
れた一つを通してトランスミッター−レシーバー１９０に戻す回転可能な光偏向
アーム２００と、を更に備える。例えば、後方戻り反射器１９２では、アーム２
００は、レシーバー１９０に対する一つの径方向位置で戻りビーム２０２を提供
するため孔１９８の一つと整合されている。後方戻り反射器１９４ａでは、アー
ム２００は、戻りビーム２０２から角度が離れ、これと干渉しない戻りビーム２
０４を提供するため、後方戻り反射器１９４の孔から径方向に離れた別の孔１９
８と整合される。

【００４０】一定数の中間の架台１８４、１８６等及びこれに対応する数の部分後方戻り反
射器１９４、１９４ａ、１９４ｂ等は、各戻り光ビームが他の部分後方戻り反射
光ビームと干渉しない仕方で、周辺で等角度に離れた３２個の戻り光ビーム２０
２、２０４等がトランスミッター−レシーバー１９０上の周辺で間隔を隔てられ
た光検出器２０４に戻るように同程度の個数３２であってもよい。１００％コー
ナー反射器１９２からの戻りビームは、後方戻り反射器１９４、１９４ａ等の各
々のアーム２００上の後方戻り反射器１９４、１９４ａ、１９４ｂ等の整合され
た中心孔１９６を通る中心光経路に沿って戻る。選択された数の直列接続された
中性密度（ＮＤ）の光学フィルター２１０が、夫々の光経路の減衰を調整し、等
しくさせるために設けられてもよい。

【００４１】コーナー反射器１９２及び後方戻り反射器１９４、１９４ａの正確な整合は、
夫々のアーム２００及び選択された孔１９８の径方向位置によって画定される夫
々の位置を通して戻り光学光ビームを貫通させるように測量士の光線レーダー又
は光学レーダー目標集中機器を使用することによって達成することができる。測
量士の光線レーダー又は光学レーダー目標集中機器は、進路整合望遠鏡と、狭い
バンドのビームを細かく整列したパルスレーザーと、レンジがゲートされたレシ
ーバー能力と、を有する。測量士は、最初に、架台１８８とコーナー反射器１９
２とをその所望の位置に配置し、次に、図４に示されたように、右から左に一列
に配置する。全ての後方戻り反射器の中心孔１９６及び周辺穴１９８が適切に整
合するように、中間の架台１８６、１８４等と後方戻り反射器１９４ａ、１９４
等の各々を調整する。次に、架台１８２は、ビーム１９１が中心孔１９６及びコ
ーナー反射器１９２と正確に整合されるようにトランスミッター−レシーバーモ
ジュール１９０を位置決めするように適切に調整される。次に、各後方戻り反射
器の光偏向アーム２００は、各後方戻り反射器からの戻りビームが、他の後方戻
り反射器１９４、１９４ａ、１９４ｂ等から径方向に離れた戻りビームと干渉し
ないように、選択された角度位置にまで適切に回転される。

【００４２】ソーラーシステム１８０は、光学ラインアレイアンテナを提供し、このアレイ
アンテナから、音波多重ビーム即ちビーム操舵可能な応答パターン２２０が形成
され得る。そのようなビーム成形パターン応答は、離れた音源１５０を受信して
その場所を突き止め、局所的な音速及び亜音速の干渉を却下することができる。
後方戻り反射器を使用したツイン区画化光学ラインアレイアンテナ（ツインソー
ラー）と呼ばれる、一対のソーラーシステムで近接して隔てられた平行背中合わ
せ配列を設けることもできる。この配列は、飛行機エンジンからくる後部ローブ
の音速エネルギーを却下する一方で、滑走路への接近用制限通路から音速エネル
ギーを受け取るように同調させることができる。特に、飛行機が滑走路に降りた
後、エンジンの逆噴射装置が適用されている間、同調される。

【００４３】後方戻り反射器１９４の各々の光偏向アーム２００には、部分反射ミラーが設
けられている。このミラーは、送信ビーム１９１の所定部分をアームに沿った妨
害されない「スプールセンターライン」から選択された整合孔１９８に連続的に
送ることを可能にし、これによって当該光の部分はトランスミッター−レシーバ
ー１９０に戻される。中性密度光学フィルター２１０の適切な組が、アーム２０
０に沿った径方向の光ビーム経路に選択的に切り替えられ、これによって、特定
の後方戻り反射器１９４に対して必要とされる夫々の量の光学的減衰が段階的に
調整される。これは、部分反射後方戻り反射器１９４、１９４ａ等の各々が、完
全反射反射器１９２によって戻されるのと同じ平均数の光子を戻すように調整可
能である。特定の後方戻り反射器１９４のアーム２００が、選択された孔１９８
の中にクリックされて径方向に位置決めされることができ、これによってこの特
定の後方戻り反射器が、光学ラインアレイアンテナ内の該特定の後方戻り反射器
の位置と合った予め選択された光学減衰を有する、互いに排他的に離れた偏向戻
り光ビームを提供するように予めセットされる。各々の戻り光ビームは、それと
その個々の光学受信光検出器２０４との間にある後方戻り反射器１９４、１９４
ａ等の空いている周辺孔１９８を妨げられずに通過するように径方向に整合され
る。複数の光学受信光検出器２０４は、トランスミッター−レシーバー１９０の
円状光学受信平面に円周に沿って配列されている。

【００４４】上記したソーラーシステムは、多数の固定された又は操舵可能なビームの形成
、及び、最適即ち制御された複雑なウェイト対セグメント比の適用を可能にする
。これは、ビームのナル（null）制御、又は、音速若しくは亜音速ノイズの消去
を実行するという目的のため、後方戻り反射器の全てからきた光学戻りビーム群
のベクトル−マトリックス操作を適用することによって実行される。

【００４５】レーザービーム及び戻りビームに亘る個々の所要時間は、例えば飛行跡渦、下
降気流、上昇気流等などの大気中の危険な飛行状態によって生成された入射音波
１５０による圧縮及び希薄作用に関連して変化する。このとき、各々のビームの
屈折率の夫々の変動における変化は、その危険な状態からの音波放射の到達方向
の示度として役立つ所要時間の変化を提供する。これらの所要時間の変化は、入
射音波の時間波形の偏倚に続いて起こり、音波を生成する音源機構を特徴付ける
ことに役立つ。

【００４６】例えばモジュール１９０及びコーナー反射器１９２などのトランスミッター−
レシーバーを単一の進行及び戻り光ビームを生成するため単に用いるＲＩ結合シ
ステムでは、結果として生じる音波応答パターンは、バイスタティックの角度の
二等分線に垂直なその最大応答軸（ＭＲＡ）又はモノスタティック角度システム
の共通軸で特徴付けられるサインｘ／ｘを有し、その回りに軸方向対称に配置さ
れている。この単一の進行戻り光ビームシステムは、この光学ラインアレイアン
テナの音波応答パターンが、二等分線又は進行及び戻りビームの共通軸に垂直な
位置から離してそのＭＲＡを移動するようにビーム操舵することができないとい
う欠点を有する。これとは対照的に、上記したソーラーシステム１８０は、多数
の固定された又は操舵可能なビームを提供することによって、この欠点を克服す
る。

【００４７】関心を持つ周波数帯の最高部における与えられた周波数まで明瞭にビーム成形
し／ビーム操舵するための光学ラインアレイアンテナを設ける際に、側面方向か
ら離れてビーム操舵するときには、音波波長の半分又はそれ以下の間隔（帯域最
高の周波数で決定される）が必要となる。これは、回折格子ローブ（grating lo
be）を回避するため必要とされる。このローブは、事実上、アンテナビームの破
壊を生じさせ、次いで上記間隔が音波波長を越えて増加するとき、より複雑なロ
ーズペダル（rose-pedal）状のパターンを生じさせる。

【００４８】側面方向のビーム操舵のため、側面方向のビーム幅は、外部の進行及び戻り光
ビーム経路長に沿って分配された音波波長の数におおよそ逆比例して与えられる
。たて型のビーム操舵が近づいたとき、アパーチャの遠近法的縮小効果の故に、
音波ビームの応答が幅広くなる。更に加えて、音波波長の四分の一に間隔を減少
させることが無い場合、ＭＲＡが両方のたて型方向に等しく向いた状態でのたて
型ビームが形成される。四分の一の音波波長間隔を設けた場合、このことは、少
なくとも１６個或いは好ましくは３２個の架台、部分反射後方戻り反射器、及び
更に加えて外部１００％反射型の後方戻り反射器の必要性を示唆する。これらの
後方戻り反射器の各々は、受動の光学装置となろう。

【００４９】ソーラーアプローチのためのビーム成形は、非常に複雑となり得る。各セグメ
ントが入れ子状であり、従って次のより長いセグメント及びそれを超えるセグメ
ントと部分的に重なり合うからである。これは、特定の部分反射後方戻り反射器
と連係する音波応答パターンが、略照合されたレーザートランスミッター／コヒ
ーレント光学レシーバーとこの後方戻り反射器との間の一方向光経路長によって
決定されるのがその理由である。全体的な音波応答の見地からすると、従来の区
画化センサーによる音波応答は、源から後方戻り反射器に至る一つのセグメント
の位相率変調（ＰＲＭ）を、源から後方戻り反射器に至る隣接して重なり合うセ
グメントの位相率変調から減算することによって導出することができる。複素数
の重み係数が、これら異なるＰＲＭ成分を重み付けするために導出され、音波信
号を音波ノイズから選択的に抽出する。いわば、離散的に配置された音波ノイズ
源にナルを置くのである。しかしながら、亜音速ノイズ源が支配的であるとき、
この構成は、音速ノイズ以上に亜音速ノイズを抑制するという点で最も良い優先
ゲインを生じさせない。最適な複素重み係数は、亜音速ノイズが支配的である場
合における重なり合ったセグメントＰＲＭ成分に適用されるべきとき、これらの
複素重み係数は、各々入れ子になって重なり合ったセグメントの長さに比例した
大きさを有する。

【００５０】これらのビーム成形上の複雑さにも拘らず、適切なビーム形成、ビーム方向付
け、サイドローブ制御及びナル制御を達成することができる。更に、多重ソーラ
ー、バイナリーソーラー、或いは、ツインソーラーの区画化光学ラインアンテナ
を、２次元或いは３次元さえのアンテナ形態に形成するため配列することができ
る。次に、（周波数の関数として）適切な位相又は時間遅延を各々用いることに
よって、サイドローブ又はナル制御のための実数又は複素数の重み係数を含む、
周波数ドメイン又は時間ドメインのビーム成形を、更にビームを鋭くするために
実行してもよい。

【００５１】本発明の別の実施形態が図６及び７に示されており、該実施形態は、空港滑走
路１２８を横切って延在するよう構成され、且つ、様々な飛行中の大気危険要素
により生成された音波１５０に応答して結合した屈折率（ＲＩ）を用いる簡単化
した地上ベースシステム１２０を示している。

【００５２】システム１２０は、左端部及び右端部の架台１２２及び１２４と、「滑走路の
手前で着地する」ための空港滑走路１２８への接近用制限通路を横切って横方向
に間隔を隔てて配置された一対の架台１２６、１２７と、を備え、各架台は、三
角形のロッドフレーム１３０、１３２、１３４及び１３６を支持し、これらのフ
レームのコーナーは互いに整合され、隣接するフレームが３つのセグメントをそ
れらの間に形成する。

【００５３】左端部フレーム１３０の各コーナーでは、レーザービームをフレーム１３６上
の整合した完全反射型のコーナー後方戻り反射器１４２に送信し、後方戻り反射
器から反射された戻りビームを受け取る、トランスミッター／レシーバーモジュ
ール１４０の結合体が存在する。光ファイバーと共に光ビームスプリッターを使
用すると、十分に強力なＣＷレーザーからの光学パワーは、フレーム１３０のコ
ーナーでの３つの送信位置１４０全ての間で分配される。かくして、３つの水平
且つ垂直に間隔を隔てられた検出ビーム又はモードが、フレームの整合したコー
ナー間でシステムに設けられる。これらのレーザービームに沿った個々の所要時
間は、例えば飛行跡渦、下降気流、上昇気流等などの大気中の危険な飛行状態に
よって生成された入射音波１５０による圧縮及び希薄作用に関連して変化する。
このとき、各々のビームの屈折率の夫々の変動における変化は、その危険な状態
からの音波放射の到達方向の示度として役立つ所要時間の変化を提供する。これ
らの所要時間の変化は、入射音波の時間波形の偏倚に続いて起こり、音波を生成
する音源機構を特徴付けることに役立つ。

【００５４】水平局所化精度を提供するため、この他の実施形態の基本的な形態は、フレー
ム１３２の各コーナーに取り付けられた部分後方戻り反射器１５２と、フレーム
１３４の各コーナーに取り付けられた部分後方戻り反射器１５４と、を用いる。
後方戻り反射器１５２及び１５４は、図５の後方戻り反射器１９４と同じであり
、フレーム１３６のコーナーに取り付けられたコーナー反射器１４２に到着して
戻るように３つのモジュール１４０の各々からトランスミッタービームを可能に
するため整合されている。モジュール１４０から送信されたビームの部分は、部
分後方戻り反射器１５２によって反射され、フレーム１３０の光検出器１５６に
戻る。同様に、モジュール１４０から送信されたビームの部分は、部分後方戻り
反射器１５４によって反射され、フレーム１３０の光検出器１５８に戻る。整合
した後方戻り反射器１５２及び１５４の光偏向アーム１９６は、それらの後方戻
り反射器からの戻りビームが径方向に離され、互いに干渉しないように径方向に
位置決めされている。モジュール１４０からのレーザービームの残りの主要な部
分は、「着色（cats-eye）」の後方戻り反射器１４２に至り、そこから該部分が
反射してモジュール１４０に戻る。かくして、各々のビーム群モードは、それら
と連係するフレーム１３０上の１組の３つの光検出器を有する。次に、光検出器
により検知されるような光ビームの屈折率の変化は、地上の人員に早期警告情報
を提供するために適切に処理される。

【００５５】上記したソーラーアプローチの本他の実施形態は、音波の波フロント部１５０
が発するところの方位到達角度及び径方向範囲を受動で突き止めることができる
。この実施形態は、フレーム１３０の前面の頂部及び底部に配置されたトランス
ミッター／レシーバーモジュールの間に画成されたサブアパーチャ、左側サブア
パーチャのためのフレーム１３２の前面の頂部及び底部に配置された対応する部
分後方戻り反射器１５２、同様に中心サブアパーチャのためのフレーム１３４及
び右側サブアパーチャの「着色」後方戻り反射器１４２、の夫々の間の位相中心
に到達した音波エネルギーの到達時間における相違の時間遅延の推定値を使用し
て、上記のことを行う。これら３つのサブアパーチャは互いに部分的に重なり合
い、３つの別々に分離するが連続的なサブアパーチャの応答は、ソーラー処理に
ついて説明したように、隣接するサブアパーチャＲＩ結合信号応答を微分するこ
とによってクレート（crate）される。本他の実施形態は、全開アパーチャを区画化することによって可能とされたソーラービーム成形又はビーム操舵機能の代
わりに、方位角及び放射範囲を決定するため、波前面の水平傾斜及び曲率を推定
するため架台を使用してその代わりとすることができる。

【００５６】既に説明したように、ソーラーの本他の実施形態における図６の形態のみが、
左側、中央及び右側のサブアパーチャの共通の垂直寸法によって決定されたかな
り広い垂直音波応答パターンから仰角及び俯角を推定することを容易にする。本
システムの精度を上げるため、中間の部分後方戻り反射器１５２及び１５４を備
え、各々対応する光検出器１５６及び１５８と結合した、トランスミッター／レ
シーバー１４０及び「着色」後方戻り反射器１４２の同様の結合体が、各々のフ
レーム１３０、１３６、１３２及び１３４の前面の中心部に挿入される。様々な
光ビーム経路が、左側、中央及び右側のサブアパーチャの垂直中心の間を、フレ
ーム１３０、１３６、１３２及び１３４の背部先端に形成された同様の光ビーム
経路と平行に走っている。しかしながら、これらの背部先端光ビーム経路から導
出されたサブアパーチャ信号は、各々のサブアパーチャのバックローブ音波応答
を相殺するため、対応する前面光経路ビーム経路と関連して使用される。

【００５７】図７は、架台１２４に取り付けられた右側フレーム１３６内を覗く追加の位置
１４２を指定することによる前面中心を向いた光ビーム経路のクラスターモード
を示している。このようにして、各々水平に変位されたサブアパーチャは、更に
、上部及び下部のサブアパーチャに分離される。フレーム１３６及びその対応す
るフレームは全て、直接の音波１５０を相殺する１８０°位相シフトされた地平
面１２８の反射音波との干渉を生じさせる、かすめ角ビームのナルによってもた
らされる垂直ビーム傾斜のイリュージョンを補償するため共通軸を通って垂直に
傾斜するようにしてもよい。上部及び下部のサブアパーチャの各々は、重なり合
う上部及び下部の垂直応答ビーム１７１、１７２を生成する。この垂直ビーム重
なり合い角度領域内では、それらの垂直位相中心の間の時間遅延の相違が推定さ
れ得る。このようにして、図７に示されたこの追加のクラスターモードを導入す
ることは、垂直波前面の傾斜に関連するこれらの時間遅延の相違からビーム交差
軸１７３の回りの仰角／俯角を推定することによって垂直角度推定精度を改善す
るため役立つ。

【００５８】フレーム１３０、１３２、１３４及び１３６の前部を横切って重なり合う音波
垂直検出ビーム１７１及び１７２が無い場合、システム１２０は、これらのフレ
ームに向かって移動する音波１５０を検出するための逆方向のビーム応答の抑制
と共に、垂直角度推定精度を限定されるだけであろう。既に述べたように、これ
らのフレームは、接近用制限通路１２８の下の地面との相互作用を最小にするた
め僅かに上方に傾けてもよい。更に加えて、重なり合った音波垂直検出ビーム１
７１及び１７２は、トタンスミッター／レシーバーのモジュール１４０とコーナ
ー反射器１４２との同様の結合を生じさせ、適切には、光ビームは、対応するオ
フセット光検出器と共に部分後方戻り反射器１５２及び１５４から離れる。これ
らの光検出器はフレーム１３０、１３２、１３４及び１３６の前面に夫々中心に
位置決めされて一緒に導入される。既に述べたように、この追加のビームクラス
ターモードは、交差軸１７３の回りに配置された上部及び下部の音波受信ビーム
１７１、１７２の分割ビーム処理のおかげで容易に垂直角度推定精度を向上させ
る。このシステムは、日食（SOLAR-ECLIPSE）システムと呼ぶことができる。即ち、それは、後方戻り反射器を使用した区画化された光学ラインアンテナであり
、音波放射位置を推定するための仰角及び局所曲率を提供する。それは、方位角
及び仰角の推定値を得るため入射音波の波前面の水平及び垂直傾斜を処理する。
このとき、波前面の曲率は受動的に範囲を指示している。

【００５９】図４、５、６及び７に示されたＲＩ結合システムは地上ベースシステムとして
の特定の使用形態に対して説明されたが、それらは、飛行中の形態にも用いるこ
とができる。例えば、翼の先端部から先端部まで、ポート側の翼先端部からポー
ト側胴体、右舷側胴体から右舷側翼先端部、又は、最上胴体地点、いわば、コッ
クピットの背後から飛行機の垂直尾翼の最上先端部まで光ビームを接続する。前
者のＲＩ結合形態は、飛行機の前方又は後方を直接カバーし、これに対し後者の
形態は、飛行機のポート側又は右舷方向から到着した音波信号のＲＩ結合を提供
する。これらのアプローチの各々はいくつかの応用に適切であるが、図１ないし
３に示された粒子運動結合システムは、依然として好ましい飛行システムである
。

【００６０】別の変形した実施形態は、ファイバーの長さに沿った音波誘導張力に応答する
光学波ガイドとして構成されたファイバー光学ケーブルを使用する。このとき、
対応するファイバー断面変化は、ファイバーの屈折率変化を生じさせる。これは
、光学符号化パルスを形成するため光電式又は他の技術を用いるための任意の方
法を備える。この光学符号化パルスは、例えばファイバーを通して含まれるラン
ダム又は決定論的に分配される閉塞物からレイリー又はミー光学漏洩散乱によっ
て、光子検出器コヒーレントヘテロダイン又はホモダインレシーバーに戻り得る
。そのような方法のうち最もありそうなものは、個々に広がったマイクロフォン
センサーセグメントの輪郭を辿るため、一手段として光電式又は電子式のレンジ
のゲート制御と共に光学パルスを折り畳むためパルス復号化を使用する。ソーラ
ーシステムのアプローチで自由光学波を使用するのと同様な仕方で、これらの光
学波ガイド方法のうち任意のものが、音波音速開口に亘ってそのような広がった
マイクロフォンセンサーを隣接して配置することができる。図１ないし７の実施
形態の光ビームに関して、放射波によって引き起こされた光ファイバー波ガイド
における屈折率の変化は、その音を生成する危険な大気状態を示す。

【００６１】別の変形例は、危険な天候状態及び又は飛行跡渦によって生成された音波を検
出するため、滑走路と交差し、離され、或いは、平行に飛行機の角翼の案内エッ
ジに取り付けられた音波マイクロフォンを備えてもよい。

【００６２】更に、図３に示した実施形態は、ファラオ（ＰＨＡＲＡＯＨ；光学ホログラフ
ィーによる位相率アセスメント）と呼ばれ、本明細書中で説明されたシステムの
全光学形態をこれに代替することによって変更することができる。「ファラオ」
は、図３に関して上記したコヒーレントな光学ＣＣＤベースのカメラと類似した
操作を実行するため電子の代わりに光子を使用する。ＡＤＲ処理の「ファラオ」
型式は、ＣＣＤを必要とせず、その代わりに、直交する対の光キャリアの空路成
分のコヒーレントな光学ヘテロダインの形態を生成する２波混合（ＤＴＷＭ）に
光学的に縮退する方法を用い、これによって、電気的に導出されたＩ＆Ｑ成分と
類似の機能を提供する。

【００６３】図３の実施形態においても、角度相違レシーバーは、「分解不能」のノイズ抑
制のための周波数相違レシーバー（FDR）によって置き換えることができる。図３のパルストラッカー２８への付加として、波ベクトル周波数フィルター処理（
WVFF）システムが、スペクトルを「分解可能の」亜音速ノイズ成分を持つ信号周
波数バンドに広げさせるプラットフォーム運動に伴う効果を作り出す「信号」を
除去するため設けられてもよい。波ベクトル周波数フィルター処理の代替は、「
分解可能の」亜音速ノイズの消去のためのコヒーレント光学ホモダイン又はヘテ
ロダイン処理のいずれかを使用して適用され得る信号自由参照（SFR）適応性ノイズ消去技術を含んでいる。これらの実施形態の全ては、カドレーコープスカメ
ラ又はファラオカメラに統合することができる。

【００６４】本発明の他の実施形態は、後方戻り反射器として作用する音響光学ミラー（Ａ
ＯＭ）を作るため非線形に生成され且つ径方向範囲に合焦された音響鋸歯状波を
使用する工程を含む。衝撃波前面を非線形音響鋸歯状波へ生成するために十分な
音響的強化処理は、多数組の位相固定され且つパルス化された音響キャリア波形
を使用して統合スペクトル波形を伝達することによってもたらされる。各々の音
響キャリア波形は、大型アンテナの拡声器の個々の放射器から放射される。これ
らの音響パルスが所定の焦点領域でコヒーレントに一緒に加わるようになったと
き、構造的な干渉が発生する。結果として生じる音響ピーク圧力の増強は、非常
に鋭いフロント圧力の不連続性が非線形音響相互作用を通して周期的に形成され
る結果となる。

【００６５】周期的に間隔を隔てられた非常に鋭い非線形衝撃波のフロントは、同様に鋭い
光学屈折率（ＲＩ）の不連続性を伴う。これらの不連続性の各々は、光学ミラー
として作用し、音響波長が光学半波長の倍数であるように調整されたとき、ブラ
ッグ散乱によって、戻ってきた光場の強度が増強される。更なる増強が、光学位
相共役（ＯＰＣ）と呼ばれる技術を用いた自生（reseeded）ブリュアン散乱（Ｒ
ＢＳ）の形態を使用して達成することができる。従来、ＲＢＳ法は、自発的なブ
リュアン散乱に伴うドップラー周波数の拡大における百分の一折り畳み減少（on
e-hundred fold reduction）を達成する。この自発的なブリュアン散乱は、比較
的低いレベルの明るさで、幅広く伝播し消え去っていくフォノンに対応する非等
方揺らぎを光子に自発的に生成させる。比較的高いレベルの明るさでは、強化ブ
リュアン散乱が発生する。この散乱では、フォノンの指向性は遥かに規則的とな
り、これによって、自発的なブリュアン散乱に対する大きさの１次のオーダーで
、「フォノン運動」を通して生成されるドップラー周波数の拡大を減少させる。

【００６６】ＳＢＳは、光学波面フロントの歪みを除去するように歪められたＯＰＣミラー
を作るため光学波ガイドチューブ内に閉じ込められたガスを用いてきており、従
来のミラーとは異なり、当たった光を、それが反射する前に取った経路を後戻り
させる。チタン酸鉛などの他の光屈折材料が、ＳＢＳにより必要とされるよりも
低い輝度でゆっくりと成形した修正ミラーを生成するように作られる。これは、
縮退４波混合（ＤＦＷＭ）と呼ばれるプロセスによって達成される。このプロセ
スの縮退２波混合（ＤＴＷＭ）が、ファラオに適用可能な非線形光学処理の文脈
で言及されたことに着目されたい。

【００６７】ＲＢＳは、非常に高い光学輝度レベルを使用することができる。この輝度レベ
ルは、フォノンが非常に集中した光によって直接生成されるようにＯＰＣを使用
して大気の光学異常を通してもたらすことができる。ＡＯＭと組み合わせて使用
するとき、ＲＢＳプロセスは、非線形音響的に生成されたフォノンから散乱され
た自生レーザー光に対するＦＷＤＭアプローチを用いる。これらの２つのプロセ
スの結合は、ミラー反射損失を減少させるため役立つ仕方で光学ＲＩ不連続性を
鋭くするように意図されている。他には通常の衝撃波フロントの厚さがこの損失
に伴い、ＲＢＳ強化が無い場合には、光学波長に対して十分に小さな部分とはな
らないであろう。周期的に形成される非線形音波によるブラッグ散乱と結合した
とき、ＲＢＳで強化したＡＯＭは、効率的な「スカイフック（sky hook）」ミラ
ーを提供し、これによって、後方戻り反射器が飛行機の翼間隔の胴体寸法の制約
以内に収められるような飛行中の応用のためのＲＩ結合を制限するための必要性
に取って替わる。

【００６８】電磁エネルギーが、大気の危険な状態により生成された音波に応答して光学波
の代わりに自由な若しくは波ガイドされた無線波のいずれかで伝播する、音響電
磁場アプローチを用いる別の可能性があり得る。例えば、上記ＡＯＭで説明され
たようにブラッグ散乱されると共に合焦された非線形音波の組を用いるが、光学
波の代わりに無線波を用いる、拡大無線音波サウンドシステム（ＥＲＡＳＳ）と
して同定されるシステムを、飛行中の大気の危険状態により生成される進行音波
を調べるため使用してもよい。

【００６９】更なる実施形態は、ブラッグ散乱を通した音場を調べるため、共軸ケーブルを
使用して波ガイド無線波を使用する工程を含んでもよい。

【００７０】本発明は、本発明の精神即ち本質的な特徴から逸脱することなく他の特定の形
態で具体化することができる。従って、本実施形態は、実例をあらゆる観点から
考慮するべきであり、この例にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲は、
前述した説明によってではなく請求の範囲によって画定される。従って、請求の
範囲の均等物の意味及び範囲内に含まれる全ての変更が、請求の範囲に含まれる
ことが意図されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】遠距離における大気中の悪天候状態によって生成された音波を検出するため飛
行中の飛行機に取り付けられた本発明のレーザーシステムの概略図である。簡単
化された同様のシステムを地上にも取り付けることができる。

【図２】大気中の連係するプローブ体積に作用して遠距離の悪天候状態により生成され
た音波から発生した該プローブ体積内の粒子運動を検出する光ビームのアンテナ
を利用した、図１に示した本発明のシステムの概略平面図である。

【図３】各々のプローブ体積に伴い且つ図２のアンテナの一部分を形成する光学／電気
成分を概略示すブロック図である。

【図４】危険な気象及び飛行跡の状態により生成された音波によって引き起こされた光
ビームの屈折率の変化を測定する本発明のレーザーシステムの地上をベースにし
た実施形態の概略図である。

【図５】図４のライン５−５に沿って取られた図である。

【図６】光ビームの屈折率の変化に応答する地上ベースのシステムの第２実施形態であ
る。

【図７】図６のライン７−７に沿って取られた図である。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１月１０日（２００１．１．１０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＵ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＥＥ，ＧＥ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵＦターム(参考） 2G059 BB02 EE02 EE09 GG01 GG08 HH01 JJ11 JJ17 JJ22 JJ23 JJ25 JJ30 KK04 KK08 MM01 MM03 NN01 NN02 NN04 PP04 2G064 AB24 BC06 BC12 BC14 BC15 BC21 BC32 BC33 CC02 CC34 CC35 CC41 CC47 DD08 5J070 AE12 AF06 5J084 AB12 AD01 BA03 BA34 BB14 BB21 BB31 CA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】飛行中の飛行機に危険をもたらし、大気中に音波を生成する
大気の悪天候状態を検出する方法であって、光ビームを生成するレーザー装置を用意し、前記音波に応答して運動する光反射物を含んだ大気のプローブ体積領域に前記
光ビームを向け、前記光反射物から反射された光を収集し、収集された前記光から前記音波及び大気の悪天候状態を示す出力情報を生成す
る、各工程を含む方法。
【請求項２】前記悪天候状態は、前記プローブ体積領域から距離を隔てた
前記大気の領域内に存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】前記反射光は、前記プローブ体積領域内の光反射物の個々の
粒子のランダム運動を検知する多重チャンネルのレシーバーによって収集される
、請求項１に記載の方法。
【請求項４】前記レーザー装置は、前記飛行機の前部に取り付けられ、前
記プローブ体積領域は、飛行経路に沿った該飛行機の前方に存在する、請求項１
に記載の方法。
【請求項５】前記レーザー装置は、飛行機用の滑走路に隣接して取り付け
られている、請求項１に記載の方法。
【請求項６】飛行中の飛行機に危険をもたらし、大気中に音波を生成する
大気の悪天候状態を検出する方法であって、複数の光ビームを生成し、前記音波に応答して運動する光反射物を含んだ大気の夫々対応するプローブ体
積領域に各々の前記光ビームを向け、各々のプローブ体積領域の前記光反射物から反射された光を収集し、各々のプローブ体積領域から収集された前記光による信号を生成し、前記音波及び大気の悪天候状態の特徴及び位置を示す出力情報を生成するため
前記信号を結合する、各工程を含む方法。
【請求項７】前記悪天候状態は、前記プローブ体積領域から距離を隔てた
大気の領域に存在する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】各々のプローブ体積領域からの反射光は、該プローブ体積領
域内にある光反射物の個々の粒子のランダム運動を検知する多重チャンネルレシ
ーバーによって収集される、請求項６に記載の方法。
【請求項９】前記光ビームは、前記飛行機の前部に取り付けられたレーザ
ービームによって生成され、前記プローブ体積領域は、前記飛行機の飛行経路に
沿ったその前方に配置される、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】前記プローブ体積領域は、３次元のほぼ円錐切形の形状に
配列され、仮想的マイクロフォンとして作用する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】大気中に音波を生成する、飛行中の飛行機に危険である大
気の状態を検出する方法であって、光ビームを生成するレーザー装置を用意し、前記ビームを前記大気に向け、前記危険な状態の指標として、前記ビームへの前記音波の影響を測定する、各
工程を含む方法。
【請求項１２】前記レーザー装置は、飛行機の前部に取り付けられている
、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】前記レーザー装置は、飛行機用の滑走路に隣接して取り付
けられている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】水平及び垂直に間隔を隔てられた複数の光ビームが、前記
滑走路に交差して向けられ、光検出器に戻るように反射され、前記ビームの屈折
率の変化を前記危険な状態の指標として測定する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】前記ビームの部分が、前記滑走路を交差して選択された距
離のところに配置された光検出器に戻るように反射される、請求項１４に記載の
方法。
【請求項１６】前記ビームが前記滑走路に交差して向けられ、光検出器に
戻るように反射された複数の戻りビームを提供するため前記滑走路に交差して横
向きに間隔を隔てた複数の位置の各々で前記ビームの一部分を反射し、前記ビー
ムの屈折率の変化を前記危険な状態の指標として測定する、請求項１３に記載の
方法。
【請求項１７】前記戻りビームは、互いに干渉しないよう互いから角度を
隔てて周辺に沿って配置される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】前記ビームは、飛行機上で第１の位置から第２の位置まで
延び、光検出器に戻る複数の戻りビームを提供するため前記第１及び第２の位置
の間に横向きに隔てられた複数の位置の各々で前記ビームの一部分を反射し、前
記ビームの屈折率の変化を前記危険な状態の指標として測定する、請求項１１に
記載の方法。
【請求項１９】前記戻りビームは、互いに干渉しないよう互いから角度を
隔てて周辺に沿って配置される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】大気中に音波を生成する、飛行中の飛行機に危険である大
気の状態を検出する方法であって、前記音波を検出可能な装置を用意し、前記装置上の前記音波の効果を前記危険な状態の指標として測定する、各工程
を含む方法。
【請求項２１】前記装置は、飛行機の前部に取り付けられている、請求項
２０に記載の方法。
【請求項２２】前記装置は、飛行機用の滑走路に隣接して取り付けられて
いる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】大気中に音波を生成する、飛行中の飛行機に危険である大
気の状態を検出する装置であって、前記音波を検出可能な装置と、前記装置上の前記音波の効果を前記危険な状態の指標として測定するための手
段と、を含む装置。
【請求項２４】前記装置は、飛行機に取り付けられている、請求項２３に
記載の装置。
【請求項２５】前記装置は、飛行機用の滑走路に隣接して取り付けられて
いる、請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】大気中に音波を生成する、飛行中の飛行機に危険である大
気の状態を検出する装置であって、光ビームを生成するレーザー手段と、前記ビームを前記大気に向ける手段と、前記危険な状態の指標として、前記ビームへの前記音波の影響を測定するため
の手段と、を含む装置。
【請求項２７】前記レーザー手段は、飛行機に取り付けられている、請求
項２６に記載の装置。
【請求項２８】前記レーザー手段は、飛行機用の滑走路に隣接して取り付
けられている、請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】前記レーザー手段は、前記滑走路を交差するよう向けられ
た水平及び垂直に間隔を隔てられた複数の光ビームを生成し、前記ビームを光検
出器に戻すように反射する手段と、前記ビームの屈折率の変化を前記危険な状態
の指標として測定するための手段と、を更に含む、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】前記ビームの一部分を前記滑走路に交差して選択された距
離に配置された光検出器に戻るように反射するための手段を含む、請求項２９に
記載の装置。
【請求項３１】前記ビームを前記滑走路に交差して向けるための手段と、
光検出器に戻るように反射された複数の戻りビームを提供するため前記滑走路に
交差して横向きに間隔を隔てた複数の位置の各々で前記ビームの一部分を反射す
るための手段と、前記ビームの屈折率の変化を前記危険な状態の指標として測定
するための手段と、を更に含む、請求項２８に記載の装置。
【請求項３２】前記戻りビームを互いに干渉しないよう互いから間隔を隔
てて周辺に沿って配置するための手段を更に含む、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】飛行中の飛行機に危険をもたらし、大気中に音波を生成す
る大気の悪天候状態を検出する装置であって、光ビームを生成するレーザー手段と、前記音波に応答して運動する光反射物を含んだ大気のプローブ体積領域に前記
光ビームを向けるための手段と、前記光反射物から反射された光を収集するための手段と、収集された前記光から前記音波及び大気の悪天候状態を示す出力情報を生成す
るための手段と、を含む装置。
【請求項３４】前記悪天候状態は、前記プローブ体積領域から距離を隔て
た前記大気の領域内に存在する、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】前記光を収集するための手段は、前記プローブ体積領域内
の光反射物の個々の粒子のランダム運動を検知する多重チャンネルのレシーバー
を備える、請求項３３に記載の装置。
【請求項３６】前記レーザー手段は、前記飛行機の前部に取り付けられ、
前記プローブ体積領域は、飛行経路に沿った該飛行機の前方に存在する、請求項
３３に記載の装置。
【請求項３７】前記レーザー手段を飛行機用の滑走路に隣接して取り付け
るための手段を更に含む、請求項３３に記載の装置。