JP2003084076A - Detector, system and method for detecting rainfall - Google Patents

Detector, system and method for detecting rainfall

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JP2003084076A
JP2003084076A JP2001273274A JP2001273274A JP2003084076A JP 2003084076 A JP2003084076 A JP 2003084076A JP 2001273274 A JP2001273274 A JP 2001273274A JP 2001273274 A JP2001273274 A JP 2001273274A JP 2003084076 A JP2003084076 A JP 2003084076A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that a start of rainfall serving as a trigger, for example, for an alarm in taking-in of washing and for an operation of a wiper in a vehicle, is not detected, since an amount of rainfall in an extent capable of collecting rain water is enough to be detected in a conventional rainfall detector/rainfall system and a all detecting sensor. SOLUTION: This system is provided with a micro strip antenna formed on a plane or curved-face dielectric substrate, an oscillator for supplying an RF signal to the micro strip antenna, a circulator connected to an intermediate between the micro strip antenna and the oscillator to branch reflected electric power from the micro strip antenna, a detector for converting the reflected electric power branched by the circulator into a voltage, and a comparator for comparing the voltage from the detector with a prescribed value for detecting a rainfall condition.

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、雨の降り始めを
検知する降雨検出装置および降雨検出システム並びに降
雨検出方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rainfall detection device, a rainfall detection system and a rainfall detection method for detecting the start of rain.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は、例えば特開2000−2925
54に記載の降雨検出装置を示す図であり、図8は、降
雨検出センサを示す図である。図において、1は漏斗、
2は転倒升、3は降雨検出センサ、4は金網、5は濾過
材、6は中間漏斗、7は支持体、8は受水部、9は回転
軸、10は受水皿、11は光ファイバ、12は曲げ付与
部、13はケース、14は排水孔、15はばね、16は
上部曲げアダプタ、17は下部曲げアダプタ、18はガ
イド、19は固定ボルト、20はばね、21はローラで
ある。
2. Description of the Related Art FIG. 7 shows, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-2925.
It is a figure which shows the rainfall detection apparatus described in 54, and FIG. 8 is a figure which shows a rainfall detection sensor. In the figure, 1 is a funnel,
2 is a tipping box, 3 is a rainfall detection sensor, 4 is a wire mesh, 5 is a filtering material, 6 is an intermediate funnel, 7 is a support, 8 is a water receiving part, 9 is a rotating shaft, 10 is a water receiving tray, 11 is a light. Fiber, 12 bend imparting part, 13 case, 14 drainage hole, 15 spring, 16 upper bend adapter, 17 lower bend adapter, 18 guide, 19 fixing bolt, 20 spring, 21 roller. is there.

【0003】次に、従来の降雨検出装置の動作について
説明する。降雨の発生と共に、漏斗1にて受けられた雨
水は、転倒升2に蓄えられる。この転倒升2は、支持体
7に揺動自在に装着された一対の受水部8を備えてい
る。受水部8は、回転軸9の両側に位置し、中間漏斗6
からの雨水を一方の受水部8で受ける。一方の受水部8
が満杯になると、その重みで受水部8が下方に揺動さ
れ、一方の受水部8に溜められた雨水は排水される。こ
の様に、蓄えられた雨水が多くなると転倒し、この転倒
に伴い排水された雨水は、降雨検出センサ3内の受水皿
10で受けられる。この受水皿10は、雨水が入ること
により重くなり、ばね15を介して上部曲げアダプタ1
6を押し下げるように動作し、下部曲げアダプタ17と
ともに、間に挟まれた光ファイバ11を曲げる働きをす
る。
Next, the operation of the conventional rainfall detecting device will be described. The rainwater received by the funnel 1 as the rainfall occurs is stored in the tipping box 2. The tipping box 2 includes a pair of water receiving portions 8 mounted on a support 7 so as to be swingable. The water receiving parts 8 are located on both sides of the rotary shaft 9, and the intermediate funnel 6
One of the water receiving parts 8 receives the rainwater from. One water receiving part 8
When is full, the water receiving portion 8 is swung downward by its weight, and the rainwater stored in one water receiving portion 8 is drained. In this way, when the stored rainwater becomes large, it falls, and the rainwater drained along with this fall is received by the water receiving tray 10 in the rainfall detection sensor 3. The water receiving tray 10 becomes heavier due to the entry of rainwater, and the upper bending adapter 1 is connected via the spring 15.
It operates so as to push down 6 and functions to bend the optical fiber 11 sandwiched between it and the lower bending adapter 17.

【0004】受水皿10に雨水のない平常時は、上部曲
げアダプタ16と下部曲げアダプタ17の間が開いてお
り、光ファイバ11は直線状に保持されているが、降雨
時には受水皿に貯まった雨水の重量により、挟まれた光
ファイバ11が屈曲して伝送損失が増加する。
During normal times when there is no rainwater in the water receiving tray 10, the space between the upper bending adapter 16 and the lower bending adapter 17 is open, and the optical fiber 11 is held in a straight line. Due to the weight of the stored rainwater, the sandwiched optical fiber 11 bends to increase the transmission loss.

【0005】この光ファイバには、接点信号を出力する
E/O、O/E装置またはOTDR(Optical
TimeDomain Reflectometer)
が接続され、伝送損失の増加に伴う光強度の低下に基づ
いて、E/O、O/E装置から接点信号を出力したり、
OTDRにより伝送損失の増加個所を検出する。
This optical fiber is provided with an E / O, an O / E device or an OTDR (Optical) which outputs a contact signal.
TimeDomain Reflectometer)
Is connected, and a contact signal is output from the E / O or O / E device based on the decrease in light intensity due to the increase in transmission loss,
The point where the transmission loss increases is detected by OTDR.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のような降雨検出
装置および降雨検出センサにおいては、雨水が溜まるレ
ベルの雨量でないと検知できず、例えば洗濯物を取り込
むための警報を鳴らしたり、車のワイパーを動作させた
りするトリガとなる雨の降り始めを検知することができ
ないという問題点がある。
In the above-mentioned rainfall detecting device and rainfall detecting sensor, the amount of rainfall cannot be detected unless the amount of rainfall is such that rainwater accumulates, for example, an alarm for taking in laundry or a car wiper. There is a problem that it is not possible to detect the start of rain which is a trigger for operating the.

【0007】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、雨の降り始めのように少
量の雨滴が付く状態を検知することのできる降雨検出装
置および降雨検出システム、並びに降雨検出方法を得る
ものである。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is a rain detecting apparatus and a rain detecting system capable of detecting a state in which a small amount of raindrops are attached such as when it starts to rain. , And a method for detecting rainfall.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】第1の発明の降雨検出装
置は、誘電体基板上に形成されるマイクロストリップア
ンテナと、マイクロストリップアンテナにRF信号を供
給する発振器と、マイクロストリップアンテナと発振器
との間に接続され、マイクロストリップアンテナからの
反射電力を分岐するサーキュレータと、サーキュレータ
で分岐される反射電力を電圧に変換する検波器と、検波
器からの電圧と降雨状況を検出する所定の既定値を比較
する比較器とを備えたものである。
A rainfall detecting device according to a first aspect of the present invention includes a microstrip antenna formed on a dielectric substrate, an oscillator for supplying an RF signal to the microstrip antenna, a microstrip antenna and an oscillator. A circulator that connects the reflected power from the microstrip antenna, and a detector that converts the reflected power that is branched by the circulator into a voltage, and a predetermined default value that detects the voltage from the detector and the rainfall condition. And a comparator for comparing.

【0009】第2の発明の降雨検出装置は、第1の発明
における比較器に、降雨検出装置の外部システムからま
たは内部において降雨状況を検出する所定の既定値を任
意にレベル設定変更可能とする手段を備えたものであ
る。
In the rainfall detecting device of the second invention, the comparator of the first invention can arbitrarily set and change the level of a predetermined predetermined value for detecting the rainfall condition from an external system of the rainfall detecting device or inside thereof. It is equipped with means.

【0010】第3の発明の降雨検出システムは、第1の
発明または第2の発明の降雨検出装置を複数備え、この
複数の降雨検出装置の夫々の比較器からの出力信号を比
較または加算する分布検出装置を備えたものである。
The rainfall detection system of the third invention comprises a plurality of rainfall detection apparatuses of the first invention or the second invention, and compares or adds output signals from respective comparators of the plurality of rainfall detection apparatuses. It is equipped with a distribution detection device.

【0011】第4の発明の降雨検出システムは、マイク
ロストリップアンテナを複数個備えるマイクロストリッ
プアレイアンテナと、マイクロストリップアレイアンテ
ナにRF信号を分配する給電回路と、マイクロストリッ
プアレイアンテナにRF信号を供給する発振器と、マイ
クロストリップアレイアンテナと発振器の間に接続さ
れ、マイクロストリップアレイアンテナからの反射電力
を分岐するサーキュレータと、サーキュレータで分岐さ
れる反射電力を電圧に変換する検波器と、検波器からの
電圧と降雨状況を検出する所定の既定値を比較する比較
器とを備えたものである。
The rainfall detection system of the fourth invention comprises a microstrip array antenna having a plurality of microstrip antennas, a feeding circuit for distributing an RF signal to the microstrip array antenna, and an RF signal to the microstrip array antenna. An oscillator, a circulator that is connected between the microstrip array antenna and the oscillator to branch the reflected power from the microstrip array antenna, a detector that converts the reflected power branched by the circulator into a voltage, and a voltage from the detector. And a comparator for comparing a predetermined default value for detecting the rainfall situation.

【0012】第5の発明の降雨検出システムは、第4の
発明における比較器に、降雨検出システムの外部システ
ムからまたは内部において降雨状況を検出する所定の既
定値を任意にレベル設定変更可能とする手段を備えたも
のである。
According to the rainfall detection system of the fifth aspect of the invention, the comparator of the fourth aspect of the invention can arbitrarily change the level setting of a predetermined predetermined value for detecting the rainfall condition from an external system of the rainfall detection system or inside. It is equipped with means.

【0013】第6の発明の降雨検出方法は、マイクロス
トリップアンテナの反射損失のレベル変化により、降雨
状況を検出する方法である。
A rain detecting method according to a sixth aspect of the present invention is a method for detecting a rain condition by changing a level of reflection loss of a microstrip antenna.

【0014】第7の発明の降雨検出方法は、第1の発明
または第2の発明の降雨検出装置を用いて、マイクロス
トリップアンテナの反射損失のレベル変化により、降雨
状況を検出する方法である。
A rain detecting method according to a seventh aspect of the present invention is a method for detecting a rain condition by using the rain detecting apparatus according to the first aspect or the second aspect of the invention, by changing the level of the reflection loss of the microstrip antenna.

【0015】第8の発明の降雨検出方法は、第3の発明
の降雨検出システムを用いて、複数の降雨検出装置の夫
々の比較器からの出力信号を比較または加算するにより
降雨状況を検出する方法である。
A rainfall detecting method according to an eighth aspect of the present invention detects the rainfall situation by comparing or adding output signals from respective comparators of a plurality of rainfall detecting devices using the rainfall detecting system of the third aspect. Is the way.

【0016】第9の発明の降雨検出方法は、第4の発明
または第5の発明の降雨検出システムを用いて、マイク
ロストリップアレイアンテナの反射損失のレベル変化に
より、降雨状況を検出する方法である。
The rainfall detecting method of the ninth invention is a method of detecting the rainfall situation by changing the level of the reflection loss of the microstrip array antenna, using the rainfall detecting system of the fourth invention or the fifth invention. .

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は、この発明
の実施の形態1である降雨検出装置の断面図を示すもの
である。図において、22は誘電体基板、23はマイク
ロストリップアンテナ、24はサーキュレータ、25は
発振器、26は検波器、27は比較器であり、28はこ
の発明の実施の形態1である降雨検出装置である。ま
た、図2は、マイクロストリップアンテナ23を上から
見た図であり、図中29は誘電体基板22に付着した雨
滴である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. 1 is a cross-sectional view of a rainfall detection device that is Embodiment 1 of the present invention. In the figure, reference numeral 22 is a dielectric substrate, 23 is a microstrip antenna, 24 is a circulator, 25 is an oscillator, 26 is a detector, 27 is a comparator, and 28 is a rainfall detection device according to the first embodiment of the present invention. is there. 2 is a view of the microstrip antenna 23 viewed from above, and 29 in the drawing is a raindrop attached to the dielectric substrate 22.

【0018】次に、動作について説明する。マイクロス
トリップアンテナ23の寸法L,Wと、誘電体基板1の
比誘電率をεrおよび共振波長λ0の関係は、数1にて表
される。また、共振周波数fと共振波長λ0の関係
は、数2で表される。ここでCは光速を表す。
Next, the operation will be described. The relationship between the dimensions L and W of the microstrip antenna 23, the relative permittivity ε r of the dielectric substrate 1 and the resonance wavelength λ 0 is expressed by Equation 1. Further, the relationship between the resonance frequency fr and the resonance wavelength λ 0 is expressed by Equation 2. Here, C represents the speed of light.

【0019】[0019]

【数1】 [Equation 1]

【0020】[0020]

【数2】 [Equation 2]

【0021】よって、雨滴29がマイクロストリップア
ンテナ23上に無い場合、発振器25から数1および数
2にて示される周波数のRF信号を送信した場合、RF
信号はサーキュレータ24を介して、マイクロストリッ
プアンテナ23へ給電されほとんどの電力が空間へ放射
される。
Therefore, when the raindrop 29 is not present on the microstrip antenna 23, when the RF signal of the frequency shown by the equations 1 and 2 is transmitted from the oscillator 25,
The signal is supplied to the microstrip antenna 23 via the circulator 24, and most of the power is radiated into space.

【0022】次に、雨滴29がマイクロストリップアン
テナ23上に少なくとも一部が付着した場合を考える。
マイクロストリップアンテナ23は、回路のインピーダ
ンスと空間のインピーダンスの整合を取る整合器と考え
ることができる。ここで、雨滴29がマイクロストリッ
プアンテナ23上に少なくとも一部が付着した場合、擬
似的に空間のインピーダンスが変化したことと等価とな
るため、マイクロストリップアンテナ23の共振周波数
は変化する。
Next, consider a case where at least a part of the raindrop 29 adheres to the microstrip antenna 23.
The microstrip antenna 23 can be considered as a matching device that matches the impedance of the circuit with the impedance of the space. Here, if at least a part of the raindrop 29 adheres to the microstrip antenna 23, it is equivalent to a pseudo change in the impedance of the space, so that the resonance frequency of the microstrip antenna 23 changes.

【0023】図3は、実験による共振周波数の変化デー
タ事例である。図中、A線は雨滴の無い状態の反射特性
を、B線は雨滴を付けた場合の反射特性を示している。
また、C線は雨滴の無い状態の共振周波数を示してお
り、発振器25から送出されるRF信号の周波数と等し
くなるようにされている。雨滴29が付着すると、マイ
クロストリップアンテナ23の反射特性の変化により、
発振器25から送出される雨滴29が存在しない場合の
マイクロストリップアンテナ23の共振周波数と等しい
周波数のRF信号に対する反射電力が増加することにな
り、図3による実験データでは、反射損失レベルとして
約19dB(約80倍)に増加している。
FIG. 3 shows an example of change data of the resonance frequency by an experiment. In the figure, the line A shows the reflection characteristic without raindrops, and the line B shows the reflection characteristic with raindrops.
The C line shows the resonance frequency in the absence of raindrops, which is made equal to the frequency of the RF signal sent from the oscillator 25. When the raindrops 29 adhere, the reflection characteristics of the microstrip antenna 23 change and
The reflected power for the RF signal having a frequency equal to the resonance frequency of the microstrip antenna 23 when the raindrop 29 sent from the oscillator 25 does not exist increases, and in the experimental data according to FIG. 3, the reflection loss level is about 19 dB ( 80 times).

【0024】共振周波数が変化したマイクロストリップ
アンテナ23に給電されたRF信号は反射されサーキュ
レータ24に戻される。サーキュレータ24は、反射信
号を発振器25とは異なるポートへ出力し接続された検
波器26に注入する。検波器2では、反射信号のレベル
に応じて出力電圧が変化する。
The RF signal fed to the microstrip antenna 23 whose resonance frequency has changed is reflected and returned to the circulator 24. The circulator 24 outputs the reflected signal to a port different from the oscillator 25 and injects the reflected signal into the connected detector 26. In the detector 2, the output voltage changes according to the level of the reflected signal.

【0025】検波器26から出力された反射信号のレベ
ルに応じて変化する出力電圧は、比較器27に入力され
る。比較器27では、その内部に予め保持される降雨検
出のためのしきい値との比較を行い、しきい値を超える
電圧が入力された場合に降雨検出信号Daが送出され
る。また、内部に予め保持される降雨検出のためのしき
い値は、例えば、降雨検出の用途目的の即応性に応じ
て、任意にレベル設定変更を可能としてもよい。すなわ
ち、極く僅かの降雨でも直ちに速報を要するような用途
目的の場合には、低レベルのしきい値にして検出感度を
上げるようにする。同様に、外部システムからこのしき
い値を任意に設定変更することも出来ることは勿論であ
る。
The output voltage, which changes according to the level of the reflected signal output from the detector 26, is input to the comparator 27. The comparator 27 compares it with a threshold value for rainfall detection which is held inside beforehand, and outputs a rainfall detection signal Da when a voltage exceeding the threshold value is input. Further, the threshold value for rainfall detection, which is held inside in advance, may be capable of arbitrarily changing the level setting, for example, according to the responsiveness of the purpose of use of rainfall detection. That is, in the case of an application purpose in which immediate notification is required even with a very small amount of rainfall, the detection sensitivity is increased by setting a low level threshold value. Similarly, it goes without saying that this threshold can be arbitrarily set and changed by an external system.

【0026】なお、マイクロストリップアンテナ23に
対する雨滴付着の影響は、マイクロストリップアンテナ
23の面積に対する付着した雨滴の面積との比に比例し
て大きくなるため、観測したい雨滴の大きさに応じてマ
イクロストリップアンテナ23の寸法を付随して適切に
設計することにより、観測対象とする雨滴に対する検出
精度を向上させることができる。例えば、雷雨のような
大粒の雨の場合、雨滴の広がりは数10mmになるため
Xバンド帯程度で動作するマイクロストリップアンテナ
で十分であるが、霧雨のような細かな雨滴を検出する場
合はKaバンド帯程度で動作する小さな寸法のマイクロ
ストリップアンテナを用いる方が効果的となる。
The influence of raindrops on the microstrip antenna 23 increases in proportion to the ratio of the area of the raindrops to the area of the microstrip antenna 23. By appropriately designing the dimensions of the antenna 23 together, it is possible to improve the detection accuracy for raindrops to be observed. For example, in the case of heavy rain such as thunderstorm, the spread of raindrops is several tens of millimeters, so a microstrip antenna operating in the X band band is sufficient, but when detecting fine raindrops such as drizzle, Ka is used. It is more effective to use a small size microstrip antenna that operates in the band range.

【0027】この降雨検出信号は、例えば自動車のワイ
パー駆動信号として用いたり、降雨開始の警報信号とし
て用いることが可能である。
This rainfall detection signal can be used, for example, as a wiper drive signal for an automobile or as a warning signal for starting rainfall.

【0028】このように、この実施の形態1による降雨
検出装置は、数mm/時間程度の微少な雨滴に対して
も、その存在の有無を検知できるため、雨の降り始めを
検知することが可能となる。
As described above, the rainfall detecting apparatus according to the first embodiment can detect the presence or absence of even small raindrops of about several mm / hour, and thus can detect the beginning of rain. It will be possible.

【0029】実施の形態2.図4は、この発明の実施の
形態2を示す図である。図において、28Aは降雨検出
装置28を複数個配列された降雨検出装置アレー、30
は降雨検出装置アレー28Aからの各々の降雨検出信号
が入力される分布検出装置である。図5は、分布検出装
置30の内部を示した構成図であり、31は複数個の降
雨検出信号の論理和を求める論理和演算器、32は降雨
検出信号を出力している数を求めるカウンタである。な
お、降雨検出装置28の動作は、実施の形態1と同じで
ある。
Embodiment 2. FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. In the figure, 28A is a rain detector array in which a plurality of rain detectors 28 are arranged,
Is a distribution detection device to which each rainfall detection signal from the rainfall detection device array 28A is input. FIG. 5 is a configuration diagram showing the inside of the distribution detection device 30, 31 is a logical sum operator for obtaining the logical sum of a plurality of rainfall detection signals, and 32 is a counter for obtaining the number of rainfall detection signals being output. Is. The operation of the rainfall detection device 28 is the same as that of the first embodiment.

【0030】次に、動作について説明する。降雨検出装
置アレー28Aから出力される夫々の降雨検出信号(D
1、D2、D3、D4、…、Dn、以下Dnという)は
分布検出装置30に入力される。分布検出装置30で
は、論理和演算器31により降雨検出装置アレー28A
から発生する降雨検出信号Dnの論理和を求めると共
に、カウンタ32により降雨検出信号Dbを出力してい
る降雨検出装置28の数が求められる。また、内部に予
め保持される降雨検出のためのしきい値は、例えば、降
雨検出の用途目的の即応性に応じて、任意にレベル設定
変更を可能としてもよい。すなわち、極く僅かの降雨で
も直ちに速報を要するような用途目的の場合には、低レ
ベルのしきい値にして検出感度を上げるようにする。同
様に、外部システムからこのしきい値を任意に設定変更
することも出来ることは勿論である。
Next, the operation will be described. The rainfall detection signals (D) output from the rainfall detection device array 28A.
, D2, D3, D4, ..., Dn, hereinafter referred to as Dn) are input to the distribution detection device 30. In the distribution detection device 30, the rain detection device array 28A
The logical sum of the rainfall detection signals Dn generated from the above is obtained, and the number of the rainfall detection devices 28 outputting the rainfall detection signals Db is obtained by the counter 32. Further, the threshold value for rainfall detection, which is held inside in advance, may be capable of arbitrarily changing the level setting, for example, according to the responsiveness of the purpose of use of rainfall detection. That is, in the case of an application purpose in which immediate notification is required even with a very small amount of rainfall, the detection sensitivity is increased by setting a low level threshold value. Similarly, it goes without saying that this threshold can be arbitrarily set and changed by an external system.

【0031】論理和検出器31にて求められる降雨検出
信号Dbは、降雨検出装置アレー28Aのうち1つでも
降雨を検出した時点で降雨検出信号Dbが出力されるた
め、マイクロストリップアンテナ23への雨滴付着の確
率を高めることになり、雨の降り始めをより早く検出す
ることが可能となる。
The rainfall detection signal Db obtained by the logical sum detector 31 is output to the microstrip antenna 23 because the rainfall detection signal Db is output when even one of the rainfall detection device arrays 28A detects the rainfall. The probability of raindrop attachment is increased, and it becomes possible to detect the start of rain earlier.

【0032】また、カウンタ32により求められる信号
は、降雨検出装置アレー28Aのうち降雨を検出したも
のの割合となるため、降雨量の強弱(大雨か、小雨か、
霧雨かなど)を判断する信号すなわち降雨強度信号Sと
して用いることができる。例えば、100個の降雨検出
装置28のうち50個の降雨検出装置28から降雨検出
信号Dbが出された場合と、100個の降雨検出装置2
8のうち5個の降雨検出装置28から降雨検出信号Db
が出された場合とでは、雨滴の付着面積が10倍異なる
ことになり、これは降雨量の度合を表すことになる。
Further, since the signal obtained by the counter 32 is the ratio of the rainfall detection device array 28A that has detected the rainfall, the amount of rainfall (heavy rain, light rain,
It can be used as a signal for judging whether it is drizzle or the like, that is, the rainfall intensity signal S. For example, of the 100 rainfall detection devices 28, 50 rainfall detection devices 28 output the rainfall detection signals Db, and 100 rainfall detection devices 2
Rain detection signals Db from five of the eight rain detection devices 28
The area where the raindrops are attached is 10 times different from the case where is generated, which indicates the degree of rainfall.

【0033】実施の形態3.図6は、この発明の実施の
形態3を示す図である。図において、23Aはマイクロ
ストリップアンテナ23を複数個アレイ状に配したマイ
クロストリップアレイアンテナ、33はマイクロストリ
ップアレイアンテナ23Aに給電するための給電回路で
ある。発振器25からのRF信号はサーキュレータ24
を介して給電回路33に入力され、給電回路33では電
力分配し、マイクロストリップアレイアンテナ23Aよ
り空間に放射される。ここで、雨滴29がマイクロスト
リップアレイアンテナ23Aに付着し、その反射特性が
変化する動作と同様に、雨滴29がマイクロストリップ
アレイアンテナ23Aに付着した場合、給電回路33の
入力から見た反射特性が変化する。また、内部に予め保
持される降雨検出のためのしきい値は、任意に設定変更
を可能としてもよく、さらに、外部システムからこのし
きい値を任意に設定変更することも出来ることは勿論で
ある。
Embodiment 3. FIG. 6 is a diagram showing a third embodiment of the present invention. In the figure, 23A is a microstrip array antenna in which a plurality of microstrip antennas 23 are arranged in an array, and 33 is a feeding circuit for feeding power to the microstrip array antenna 23A. The RF signal from the oscillator 25 is supplied to the circulator 24.
Is input to the power feeding circuit 33 via the power feeding circuit 33, is distributed in the power feeding circuit 33, and is radiated into space from the microstrip array antenna 23A. Here, similarly to the operation in which the raindrop 29 adheres to the microstrip array antenna 23A and its reflection characteristic changes, when the raindrop 29 adheres to the microstrip array antenna 23A, the reflection characteristic seen from the input of the feeding circuit 33 is Change. In addition, the threshold value for rainfall detection, which is held in advance inside, may be set and changed arbitrarily, and further, this threshold value may be set and changed by an external system. is there.

【0034】このように、マイクロストリップアレイア
ンテナ23Aと給電回路33を組合わせても、実施の形
態1による降雨検出装置と同様に雨滴の有無を検出する
ことができ、アレイ化していることで検出エリア範囲を
拡大することができる。また、マイクロストリップアレ
イアンテナ23Aを構成しているマイクロストリップア
ンテナ23は、規則的に配設させる必要もなく、全くラ
ンダムに、あるいは特定の目的を意図して任意の位置に
配設させても構わない。
As described above, even if the microstrip array antenna 23A and the power feeding circuit 33 are combined, it is possible to detect the presence or absence of raindrops as in the rainfall detecting apparatus according to the first embodiment. The area range can be expanded. Further, the microstrip antennas 23 constituting the microstrip array antenna 23A do not need to be regularly arranged, and may be arranged at random or at any position intended for a specific purpose. Absent.

【0035】[0035]

【発明の効果】第1〜第9の発明によれば、数mm/時
間程度の微少な雨滴に対しても、その存在の有無を検知
できるため、雨の降り始めを検知することが可能とな
る。
According to the first to ninth aspects of the invention, the presence or absence of even a minute raindrop of about several mm / hour can be detected, so that it is possible to detect the beginning of rain. Become.

【0036】また、第3、第6または第8の発明によれ
ば、降り始めの検出確率を向上させることができるとと
もに、降雨量の度合いわゆる強弱を判別することができ
る。
Further, according to the third, sixth or eighth aspect of the invention, it is possible to improve the probability of detection of the beginning of rain and to determine the degree of rainfall, so-called strength.

【0037】さらに、第4、第5、第6または第9の発
明によれば、雨滴の有無を検出することができると共に
アレイ化していることで検出エリア範囲を任意に拡大す
ることができる。
Furthermore, according to the fourth, fifth, sixth or ninth invention, the presence or absence of raindrops can be detected, and the array can be arbitrarily expanded by forming an array.

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

【図1】 この発明の実施の形態1を示す降雨検出装置
である。
FIG. 1 is a rainfall detection device showing a first embodiment of the present invention.

【図2】 マイクロストリップアンテナの形状と雨滴の
付着を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the shape of a microstrip antenna and the attachment of raindrops.

【図3】 雨滴の付着によるマイクロストリップアンテ
ナの反射特性の変化を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing changes in the reflection characteristics of a microstrip antenna due to the attachment of raindrops.

【図4】 この発明の実施の形態2を示す降雨検出シス
テムである。
FIG. 4 is a rainfall detection system showing a second embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態2を示す降雨検出シス
テムの分布検出装置を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a distribution detection device of the rainfall detection system showing the second embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態3を示す降雨検出シス
テムの分布検出装置を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a distribution detection device of a rainfall detection system showing a third embodiment of the present invention.

【図7】 従来の降雨検出装置を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a conventional rainfall detection device.

【図8】 従来の降雨検出装置に使用される降雨検出セ
ンサを示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a rainfall detection sensor used in a conventional rainfall detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 漏斗、 2 転倒升、 3 降雨検出センサ、 4
金網、5 濾過材、 6 中間漏斗、 7 支持体、
8 受水部、 9 回転軸、10 受水皿、 11
光ファイバ、 12 曲げ付与部、 13 ケース、1
4 排水孔、 15 ばね、 16 上部曲げアダプ
タ、17 下部曲げアダプタ、 18 ガイド、 1
9 固定ボルト、 20 ばね、 21 ローラ、 2
2 誘電体基板、 23 マイクロストリップアンテ
ナ、23A マイクロストリップアレイアンテナ、24
サーキュレータ、25 発振器、 26 検波器、
27 比較器、 28 降雨検出装置、28A 降雨検
出装置アレー、 29 雨滴、 30 分布検出装置、
31 論理和検出器、 32 カウンタ、 33 給電
回路
1 funnel, 2 tipping box, 3 rainfall detection sensor, 4
Wire mesh, 5 filter media, 6 intermediate funnel, 7 support,
8 water receiving part, 9 rotating shaft, 10 water receiving plate, 11
Optical fiber, 12 bending part, 13 case, 1
4 drainage holes, 15 springs, 16 upper bending adapters, 17 lower bending adapters, 18 guides, 1
9 fixing bolts, 20 springs, 21 rollers, 2
2 Dielectric Substrate, 23 Microstrip Antenna, 23A Microstrip Array Antenna, 24
Circulator, 25 oscillator, 26 detector,
27 comparators, 28 rainfall detection device, 28A rainfall detection device array, 29 raindrops, 30 distribution detection device,
31 OR detector, 32 counter, 33 power supply circuit

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 誘電体基板上に形成されるマイクロスト
リップアンテナと、 上記マイクロストリップアンテナにRF信号を供給する
発振器と、 上記マイクロストリップアンテナと上記発振器との間に
接続され、上記マイクロストリップアンテナからの反射
電力を分岐するサーキュレータと、 上記サーキュレータで分岐される反射電力を電圧に変換
する検波器と、 上記検波器からの電圧と降雨状況を検出する所定の既定
値を比較する比較器と、を備えたことを特徴とする降雨
検出装置。
1. A microstrip antenna formed on a dielectric substrate, an oscillator for supplying an RF signal to the microstrip antenna, and a connection between the microstrip antenna and the oscillator. A circulator that branches the reflected power of, a detector that converts the reflected power that is branched by the circulator into a voltage, and a comparator that compares the voltage from the detector with a predetermined default value that detects the rainfall condition, A rainfall detection device characterized by being provided.
【請求項2】 上記比較器は、上記降雨検出装置の外部
システムからまたは内部において降雨状況を検出する所
定の既定値を任意にレベル設定変更可能とする手段を備
えたことを特徴とする請求項1に記載の降雨検出装置。
2. The comparator comprises means for arbitrarily changing the level setting of a predetermined default value for detecting the rainfall condition from an external system of the rainfall detecting device or inside thereof. The rainfall detection device according to 1.
【請求項3】 請求項1または2に記載の降雨検出装置
を複数備え、この複数の降雨検出装置の夫々の比較器か
らの出力信号を比較または加算する分布検出装置を備え
たことを特徴とする降雨検出システム。
3. A plurality of rainfall detecting devices according to claim 1 or 2, and a distribution detecting device for comparing or adding output signals from respective comparators of the plurality of rainfall detecting devices. Rainfall detection system.
【請求項4】 上記マイクロストリップアンテナを複数
個備えるマイクロストリップアレイアンテナと、 上記マイクロストリップアレイアンテナにRF信号を分
配する給電回路と、 上記マイクロストリップアレイアンテナにRF信号を供
給する発振器と、 上記マイクロストリップアレイアンテナと上記発振器の
間に接続され、上記マイクロストリップアレイアンテナ
からの反射電力を分岐するサーキュレータと、 上記サーキュレータで分岐される反射電力を電圧に変換
する検波器と、 上記検波器からの電圧と降雨状況を検出する所定の既定
値を比較する比較器と、を備えたことを特徴とする降雨
検出システム。
4. A microstrip array antenna including a plurality of the microstrip antennas, a feeding circuit for distributing an RF signal to the microstrip array antenna, an oscillator for supplying an RF signal to the microstrip array antenna, A circulator that is connected between the strip array antenna and the oscillator and branches the reflected power from the microstrip array antenna, a detector that converts the reflected power branched by the circulator into a voltage, and a voltage from the detector. And a comparator for comparing a predetermined default value for detecting a rainfall situation, and a rainfall detection system.
【請求項5】 上記比較器は、上記降雨検出システムの
外部システムからまたは内部において降雨状況を検出す
る所定の既定値を任意にレベル設定変更可能とする手段
を備えたことを特徴とする請求項4に記載の降雨検出シ
ステム。
5. The comparator comprises means for arbitrarily changing the level setting of a predetermined default value for detecting a rainfall condition from an external system of the rainfall detection system or inside thereof. The rainfall detection system according to 4.
【請求項6】 マイクロストリップアンテナの反射損失
のレベル変化により、降雨状況を検出することを特徴と
する降雨検出方法。
6. A rainfall detecting method, which detects a rainfall situation by changing a level of reflection loss of a microstrip antenna.
【請求項7】 請求項1または2に記載の降雨検出装置
を用いて、マイクロストリップアンテナの反射損失のレ
ベル変化により、降雨状況を検出することを特徴とする
降雨検出方法。
7. A rainfall detecting method, comprising: using the rainfall detecting apparatus according to claim 1 or 2 to detect a rainfall situation by changing a level of reflection loss of a microstrip antenna.
【請求項8】 請求項3に記載の降雨検出システムを用
いて、複数の降雨検出装置の夫々の比較器からの出力信
号を比較または加算するにより降雨状況を検出すること
を特徴とする降雨検出方法。
8. The rainfall detection system according to claim 3, wherein the rainfall situation is detected by comparing or adding output signals from respective comparators of a plurality of rainfall detection devices. Method.
【請求項9】 請求項4または5に記載の降雨検出シス
テムを用いて、マイクロストリップアレイアンテナの反
射損失のレベル変化により、降雨状況を検出することを
特徴とする降雨検出方法。
9. A rainfall detection method, comprising: using the rainfall detection system according to claim 4 or 5 to detect a rainfall situation by changing a level of reflection loss of a microstrip array antenna.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112835130A (en) * 2020-12-29 2021-05-25 北京邮电大学 Weather state detection method and device and electronic equipment

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