JP2008542698A - 架台に取り付けられた受信器を有する同時２重偏波レーダ・システム - Google Patents

架台に取り付けられた受信器を有する同時２重偏波レーダ・システム Download PDF

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Abstract

本発明は、２重偏波気象レーダの水平（Ｈ）チャンネルおよび垂直（Ｖ）チャンネルの同時伝送のための方法および装置に関する。本発明の目標は、方位角回転接合の上ではあるが仰角回転接合の下に、受信器、送受切換器および偏波器装置を配置することにより達成される。仰角回転接合および他の関連の信号経路は、仰角回転接合の上のカプラに供給されるレーダ動作周波数の低電力信号を使用することにより較正される。

Description

本発明は、同時伝送２重偏波レーダに受信器、送受切換器および偏波器装置を配置するための請求項１のプリアンブルによる方法に関する。
本発明は、同時伝送２重偏波気象レーダの仰角回転接合および関連の信号経路を較正するための方法および装置にも関する。
従来技術の解決策では、方位角および仰角で２重の回転接合が使用される。他の従来技術の解決策では、受信器、送受切換器および偏波器は、仰角回転接合の上に配置される。
本発明の目的は、上記技術の難点を克服し、２重偏波気象レーダの水平チャンネルおよび垂直チャンネルの同時伝送および較正のための全く斬新なタイプの方法および装置を提供することである。
本発明の目標は、方位角回転接合の上ではあるが仰角回転接合の下に、受信器および偏波器装置を配置することにより達成される。仰角回転接合および他の関連の信号経路は、仰角回転接合の上のカプラに供給されるレーダ動作周波数の低電力信号を使用することにより較正される。
より詳細には、本発明による方法は、請求項１の特徴部分で明示されるものによって特徴づけられる。
本発明が、添付図面に示された例示の実施形態を利用して、以下でより詳細に説明される。
図１は、現況技術の２重偏波気象レーダの基本原理を示す（参考文献１を参照されたい）。
送信器１の出力は、信号を水平（Ｈ）成分と垂直（Ｖ）成分に分割する偏波器２によって送受切換器３の一方または両方に向けられる。水平成分および垂直成分は、レーダの動作モード次第で交互にまたは同時に送られる。
信号の水平成分および垂直成分は、送受切換器から直交モード給電７に向けられ、パラボラアンテナ６によって空中に向けられる。
受信すると直ちに、水平成分と垂直成分が直交モード給電７によって分離されて、送受切換器３によってレーダ受信器の水平チャンネルおよび垂直チャンネル４向けられ、信号プロセッサＤＳＰ ５によってさらに処理される。
図２は、前述の原理に基づく１つのレーダ設計方式を示し、受信器、送受切換器および偏波器が、仰角回転接合の上に配置される（参考文献２および３を参照されたい）。
送信器１の出力は、導波管内で方位角回転接合および仰角回転接合信号を通って、水平（Ｈ）成分と垂直（Ｖ）成分に分割する偏波器２によって送受切換器３の一方または両方に向けられる。
信号の水平成分および垂直成分は、送受切換器から直交モード給電７に向けられ、パラボラアンテナ６によって空中に向けられる。
受信すると直ちに、水平成分と垂直成分が直交モード給電７によって分離されて、送受切換器３によってレーダ受信器の水平チャンネル４および垂直チャンネル４に向けられ、信号プロセッサＤＳＰ ５によってさらに処理される。
この設計では、送受切換器３、偏波器２、受信器４およびＤＳＰ ５は、仰角回転接合の上に配置されて、水平偏波および垂直偏波の２重の回転接合を回避する。しかし、この設計では、受信器およびＤＳＰ部が機械的振動を受けやすく、様々な構成要素の配置が余計に複雑になる。
図３は、参考文献２および３の機械的問題を回避し、２重の回転接合に関連した問題も回避するレーダ設計方式を示す。
送信器１の出力は、導波管内で方位角回転接合９を通って、この信号を水平（Ｈ）成分と垂直（Ｖ）成分に分割する偏波器２によって送受切換器３の一方または両方に向けられる。
信号の水平成分および垂直成分は、送受切換器から２つの別個の単一仰角回転接合８を通って直交モード給電７に向けられ、パラボラアンテナ６によって空中に向けられる。２重接合も、関連の問題と共に仰角に使用され得る。
受信すると直ちに、水平成分および垂直成分が直交モード給電７によって分離されて、送受切換器３によって、仰角回転接合８を通ってレーダ受信器の水平チャンネル４および垂直チャンネル４に向けられ、信号プロセッサＤＳＰ ５によってさらに処理される。
この設計では、送受切換器３、偏波器２、受信器４およびＤＳＰ ５は、方位角回転接合９の上ではあるが仰角回転接合８の下に配置される。この設計は、機械的振動に関連したほとんどの問題を回避し、２重回転接合の使用も回避する。
２つの別個の仰角回転接合または２重の仰角回転接合を使用すると、水平信号および垂直信号の位相および振幅に多少の差をもたらす可能性がある。これは、実時間で、あるいはメンテナンス操作として接合を較正することにより、補償することができる。
図３は、架台に配置された信号源を使用する較正装置のブロック図を示す。この装置は、個別の較正アンテナを使用する較正方法の変形形態である（参考文献４を参照されたい）。
信号源１０から、レーダ・システムの主発振器にロックされたレーダ動作周波数の低電力較正信号が得られ、仰角回転接合８の上のカプラ１１へ分割さて受信器４に供給される。
低電力較正信号はパルス化することができて、そのパルス繰返し周波数を、レーダの高出力であるが持続波の送信信号のパルス繰返し周波数と同じに選択することができ、較正中に高出力送信が妨げられたとき同様に使用することができる。
パルス較正信号が使用されるとき、空中エコーでなく較正信号が、強い空中エコーが存在しない選択された距離ゲート上で受信されるように、較正信号と高出力信号の送信が同期される。したがって、信号経路の非常に速い変化を補償することができる、パルス較正による実時間パルスが実現される。
較正信号は、レーダの通常動作としてレーダ受信器の水平チャンネル４および垂直チャンネル４によって受信され、チャンネル間の差が観測される。
チャンネル間の差は、回転接合または信号経路の他の要因のひずみの影響を除去するための較正情報として使用される。
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同時２重偏波レーダ・システム。
４．ヴァイサラ特許出願。２重偏波気象レーダにおける水平チャンネルおよび垂直チャンネルの較正のための方法および装置。
現況技術の２重偏波気象レーダの基本原理を示す図である。 図１の原理に基づくレーダ設計方式を示す図である。 架台に配置された信号源を使用する較正装置のブロック図である。

Claims (2)

  1. 送信器（１）の出力が、導波管内で方位角回転接合（９）を通って、この信号を水平（Ｈ）成分と垂直（Ｖ）成分に分割する偏波器（２）によって送受切換器（３）の一方または両方に向けられる工程と、
    前記信号の前記水平成分および垂直成分が、送受切換器から、２つの別個の単一仰角回転接合（８）を通って直交モード給電（７）に向けられて、パラボラアンテナ（６）によって空中に向けられる工程と、
    受信すると直ちに、前記水平成分および前記垂直成分が前記直交モード給電（７）によって分離されて、送受切換器（３）によって、仰角回転接合（８）を通ってレーダ受信器の水平チャンネルおよび垂直チャンネル（４）に向けられ、信号プロセッサＤＳＰ（５）によってさらに処理される工程とを含み、
    前記送受切換器（３）、前記偏波器（２）、前記受信器（４）および前記ＤＳＰ（５）が、前記方位角回転接合の上ではあるが前記仰角回転接合（８）の下に配置され、
    信号源（１０）から、前記レーダ・システムの主発振器にロックされた前記レーダの動作周波数の低電力較正信号が得られ、前記仰角回転接合（８）の上のカプラ（１１）へ分割されて受信器（４）に供給されることを特徴とする、２重偏波気象レーダの水平（Ｈ）チャンネルおよび垂直（Ｖ）チャンネルの同時伝送のための方法。
  2. 送信器（１）の出力を、導波管内で方位角回転接合（９）を通して、この信号を水平（Ｈ）成分と垂直（Ｖ）成分に分割する偏波器（２）によって送受切換器（３）の一方または両方に向けるための手段と、
    前記水平成分および前記垂直成分の信号を、送受切換器から、２つの別個の単一仰角回転接合（８）を通して直交モード給電（７）に向け、パラボラアンテナ（６）によって空中に向けるための手段と、
    受信すると直ちに、前記水平成分および前記垂直成分を前記直交モード給電（７）によって分離し、送受切換器（３）によって、仰角回転接合（８）を通してレーダ受信器の水平チャンネル（４）および垂直チャンネル（４）に向け、信号プロセッサＤＳＰ（５）によってさらに処理するための手段とを備え、
    前記送受切換器（３）、前記偏波器（２）、前記受信器（４）および前記ＤＳＰ（５）が、前記方位角回転接合の上ではあるが仰角回転接合（８）の下に配置され、
    前記信号源（１０）から、前記レーダ・システムの主発振器にロックされた前記レーダの動作周波数の低電力較正信号が得られ、前記仰角回転接合（８）の上のカプラ（１１）へ分割されて受信器（４）に供給されることを特徴とする、２重偏波気象レーダの水平（Ｈ）チャンネルおよび垂直（Ｖ）チャンネルの同時伝送のための装置。
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