JP2018124212A - Apparatus, program, and method for processing radar receiving signal - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、３次元のボリュームスキャンを行なうレーダにおける、レーダ受信信号を処理するレーダ受信信号処理技術に関する。 The present disclosure relates to a radar reception signal processing technique for processing a radar reception signal in a radar that performs three-dimensional volume scanning.
３次元のボリュームスキャンを行なうレーダとして、パラボラアンテナを用いるパラボラレーダが、従来から知られている。 A parabolic radar using a parabolic antenna is conventionally known as a radar that performs three-dimensional volume scanning.
パラボラレーダでは、仰角方向の機械走査をある一定仰角で止めたうえで、方位角方向の機械走査を３６０°に渡って行ない、仰角方向の機械走査を別の一定仰角で止めたうえで、方位角方向の機械走査を３６０°に渡って行なう、という操作を繰り返す。よって、パラボラレーダでは、ボリュームスキャンデータを得るために、「複数周」の方位角方向の機械走査が必要であり、５分から１０分程度の時間を要する。このとき、最初のスキャンと最後のスキャンで時間の差異があるので、立体的に降水雲を捉えるには、ボリュームスキャンの時間が長すぎる場合があり、観測したエコーが鉛直方向に不整合を持つ可能性がある。また、対流性エコー等の変化の激しい現象を観測するには、５分という観測時間間隔（時間分解能）も十分でない場合がある。 In parabolic radar, the machine scan in the elevation direction is stopped at a certain elevation angle, the machine scan in the azimuth direction is performed over 360 °, the machine scan in the elevation direction is stopped at another constant elevation angle, The operation of performing angular mechanical scanning over 360 ° is repeated. Therefore, in parabolic radar, in order to obtain volume scan data, mechanical scanning in the azimuth direction of “multiple rounds” is necessary, and it takes about 5 to 10 minutes. At this time, since there is a time difference between the first scan and the last scan, the volume scan time may be too long to capture the precipitation cloud in three dimensions, and the observed echo has a mismatch in the vertical direction. there is a possibility. In addition, in order to observe a phenomenon such as a convective echo that changes rapidly, an observation time interval (time resolution) of 5 minutes may not be sufficient.
３次元のボリュームスキャンを行なうレーダとして、ＤＢＦ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ）を用いるフェーズドアレイレーダが、新しい技術として注目を集めつつある。 As a radar that performs three-dimensional volume scanning, phased array radar using DBF (Digital Beam Forming) is attracting attention as a new technology.
フェーズドアレイレーダでは、従来のパラボラレーダの機械走査で観測していた部分を電子走査で観測することで、三次元観測を高速化できる。例えば、方位角方向の機械走査をあるセクタ内で行ないながら、仰角方向の電子走査を９０°に渡って行ない、方位角方向の機械走査を別のセクタ内で行ないながら、仰角方向の電子走査を９０°に渡って行なう、という操作を繰り返す。このフェーズドアレイレーダでは、方位角方向の機械走査「１周」（例えば３０秒）でボリュームスキャンデータを取得できるため、パラボラレーダと比べ、観測位置の不整合が少なく、時間分解能も高い。また、パラボラレーダの「複数周」の仰角方向のデータと比べ、このフェーズドアレイレーダの仰角方向のデータは、電子走査でより密なデータを取得できるため、仰角方向の空間分解能が高い。 In the phased array radar, the three-dimensional observation speed can be increased by observing the portion of the conventional parabolic radar that was observed by the mechanical scanning by the electronic scanning. For example, while performing an azimuth mechanical scan in one sector, perform an elevation electronic scan over 90 °, and perform an azimuth mechanical scan in another sector while performing an elevation electronic scan. The operation of performing over 90 ° is repeated. In this phased array radar, volume scan data can be acquired in the azimuth direction of mechanical scanning “one round” (for example, 30 seconds), so that there is less inconsistency in observation position and time resolution is higher than in parabolic radar. Compared with the parabolic radar “multiple-round” elevation angle direction data, the phased array radar elevation angle direction data has higher spatial resolution in the elevation angle direction because it can obtain denser data by electronic scanning.
このように、フェーズドアレイレーダでは、パラボラレーダより、空間分解能及び時間分解能が高くなるため、観測データのサイズが大きくなり、観測データの機器間のやり取りにおいて、必要な帯域及び時間が増えてしまう。そこで、フェーズドアレイレーダにおいて、観測データの圧縮技術を検討する必要がある。 As described above, in the phased array radar, since the spatial resolution and the temporal resolution are higher than those of the parabolic radar, the size of the observation data is increased, and the necessary bandwidth and time are increased in the exchange of the observation data between the devices. Therefore, it is necessary to study the compression technology of observation data in phased array radar.
例えば、特許文献１では、フェーズドアレイレーダにおいて、極座標系の観測データを、所定の格子点間隔を有するメッシュからなる直交座標系の観測データに変換する。
For example, in
そして、レーダサイトから近距離においては、レーダビームが広がっていないため、直交座標系の単数のメッシュに、極座標系の複数のレンジビンが含まれる可能性がある。そこで、極座標系の複数のレンジビンのうち極座標系の単数のレンジビンのみを、直交座標系の単数のメッシュに対応させることにより、観測データを圧縮することができる。 Since the radar beam is not spread at a short distance from the radar site, a single mesh in the orthogonal coordinate system may include a plurality of range bins in the polar coordinate system. Therefore, the observation data can be compressed by associating only a single range bin of the polar coordinate system with a single mesh of the orthogonal coordinate system among a plurality of range bins of the polar coordinate system.
しかし、レーダサイトから遠距離においては、レーダビームが広がっているため、極座標系の単数のレンジビンに、直交座標系の複数のメッシュが含まれる可能性がある。そこで、極座標系の単数のレンジビンを、直交座標系の複数のメッシュのそれぞれに対応させてしまうと、観測データを圧縮するどころか、観測データを増大させてしまう。 However, since the radar beam is spread at a long distance from the radar site, a single range bin in the polar coordinate system may include a plurality of meshes in the orthogonal coordinate system. Therefore, if a single range bin in the polar coordinate system is associated with each of a plurality of meshes in the orthogonal coordinate system, the observation data is increased rather than being compressed.
そこで、前記課題を解決するために、本開示は、３次元のボリュームスキャンを行なうレーダにおいて、近距離及び遠距離を合わせた全体として、観測データを圧縮することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above-described problem, the present disclosure aims at compressing observation data as a whole by combining a short distance and a long distance in a radar that performs three-dimensional volume scanning.
上記目的を達成するために、所定高度より上空においては、ターゲットとなる降水雲が存在しないことに着目して、レーダ受信信号の情報を間引くこととした。例えば、第１の方法として、最大エコー頂高度を所定高度として設定することができる。そして、第２の方法として、降水雲の発達限界の高度を所定高度として設定することができる。なお、第１、２の方法は、単独で使用することもでき、併用することもできる。 In order to achieve the above object, the radar reception signal information is thinned out focusing on the fact that there is no target precipitation cloud above the predetermined altitude. For example, as a first method, the maximum echo peak altitude can be set as the predetermined altitude. And as a 2nd method, the altitude of the development limit of a precipitation cloud can be set as predetermined altitude. The first and second methods can be used alone or in combination.
具体的には、本開示は、３次元のボリュームスキャンを行なうレーダにおける、レーダ受信信号を処理するレーダ受信信号処理装置であって、電子走査又は機械走査によりレーダ受信信号の情報を取得する受信信号情報取得部と、前記受信信号情報取得部が取得したレーダ受信信号の情報のうち、所定高度より上空でのレーダ受信信号の情報を間引く受信信号情報間引き部と、を備えることを特徴とするレーダ受信信号処理装置である。 Specifically, the present disclosure is a radar reception signal processing apparatus that processes a radar reception signal in a radar that performs three-dimensional volume scanning, and that receives the information of the radar reception signal by electronic scanning or mechanical scanning. A radar comprising: an information acquisition unit; and a reception signal information thinning unit that thins out information on a radar reception signal above a predetermined altitude from information on a radar reception signal acquired by the reception signal information acquisition unit. This is a received signal processing device.
また、本開示は、３次元のボリュームスキャンを行なうレーダにおける、レーダ受信信号を処理するレーダ受信信号処理装置であって、電子走査又は機械走査によりレーダ受信信号の情報を取得するにあたり、所定高度より上空でのレーダ受信信号の情報を間引くかどうかを予め設定できる機能を有する受信信号情報間引き部、を備えることを特徴とするレーダ受信信号処理装置である。 In addition, the present disclosure is a radar reception signal processing apparatus that processes a radar reception signal in a radar that performs three-dimensional volume scanning, and obtains information on the radar reception signal by electronic scanning or mechanical scanning from a predetermined altitude. A radar reception signal processing apparatus comprising: a reception signal information thinning unit having a function capable of setting in advance whether to thin out information of a radar reception signal in the sky.
また、本開示は、３次元のボリュームスキャンを行なうレーダにおける、レーダ受信信号を処理するレーダ受信信号処理プログラムであって、電子走査又は機械走査によりレーダ受信信号の情報を取得する受信信号情報取得ステップと、前記受信信号情報取得ステップで取得したレーダ受信信号の情報のうち、所定高度より上空でのレーダ受信信号の情報を間引く受信信号情報間引きステップと、を順にコンピュータに実行させるためのレーダ受信信号処理プログラムである。 Further, the present disclosure is a radar reception signal processing program for processing a radar reception signal in a radar that performs three-dimensional volume scanning, and a reception signal information acquisition step of acquiring information on the radar reception signal by electronic scanning or mechanical scanning A radar reception signal for causing a computer to sequentially execute a reception signal information thinning-out step for thinning out information on a radar reception signal above a predetermined altitude from the information of the radar reception signal acquired in the reception signal information acquisition step. It is a processing program.
また、本開示は、３次元のボリュームスキャンを行なうレーダにおける、レーダ受信信号を処理するレーダ受信信号処理プログラムであって、電子走査又は機械走査によりレーダ受信信号の情報を取得するにあたり、所定高度より上空でのレーダ受信信号の情報を間引くかどうかを予め設定できる機能を有する受信信号情報間引きステップ、をコンピュータに実行させるためのレーダ受信信号処理プログラムである。 In addition, the present disclosure is a radar reception signal processing program for processing a radar reception signal in a radar that performs three-dimensional volume scanning. When acquiring information on a radar reception signal by electronic scanning or mechanical scanning, a predetermined altitude is obtained. A radar reception signal processing program for causing a computer to execute a reception signal information thinning-out step having a function capable of setting in advance whether to thin out information of radar reception signals in the sky.
また、本開示は、３次元のボリュームスキャンを行なうレーダにおける、レーダ受信信号を処理するレーダ受信信号処理方法であって、電子走査又は機械走査によりレーダ受信信号の情報を取得する受信信号情報取得ステップと、前記受信信号情報取得ステップで取得したレーダ受信信号の情報のうち、所定高度より上空でのレーダ受信信号の情報を間引く受信信号情報間引きステップと、を順に備えることを特徴とするレーダ受信信号処理方法である。 Further, the present disclosure is a radar reception signal processing method for processing a radar reception signal in a radar that performs three-dimensional volume scanning, and a reception signal information acquisition step of acquiring information of the radar reception signal by electronic scanning or mechanical scanning And a reception signal information thinning-out step for thinning out the information of the radar reception signal above a predetermined altitude from the information of the radar reception signal acquired in the reception signal information acquisition step. It is a processing method.
また、本開示は、３次元のボリュームスキャンを行なうレーダにおける、レーダ受信信号を処理するレーダ受信信号処理方法であって、電子走査又は機械走査によりレーダ受信信号の情報を取得するにあたり、所定高度より上空でのレーダ受信信号の情報を間引くかどうかを予め設定できる機能を有する受信信号情報間引きステップ、を備えることを特徴とするレーダ受信信号処理方法である。 In addition, the present disclosure is a radar reception signal processing method for processing a radar reception signal in a radar that performs three-dimensional volume scanning. When acquiring information of a radar reception signal by electronic scanning or mechanical scanning, A received radar signal processing method comprising: a received signal information thinning step having a function capable of setting in advance whether to thin out radar received signal information in the sky.
この構成によれば、所定高度より上空においては、レーダ受信信号の情報を間引くとともに、所定高度より下層においては、レーダ受信信号の情報を増大させないため、３次元のボリュームスキャンを行なうレーダにおいて、近距離及び遠距離を合わせた全体として、観測データを圧縮することができる。 According to this configuration, the radar reception signal information is thinned above the predetermined altitude, and the radar reception signal information is not increased below the predetermined altitude. The observation data can be compressed as a whole by combining the distance and the long distance.
また、本開示は、前記受信信号情報間引き部は、レーダ受信信号の情報に基づいて決定された最大エコー頂高度を、前記所定高度として設定することを特徴とするレーダ受信信号処理装置である。 Further, the present disclosure is the radar reception signal processing device, wherein the reception signal information thinning unit sets a maximum echo peak height determined based on information of a radar reception signal as the predetermined height.
この構成によれば、レーダサイトが観測した最大エコー頂高度を、所定高度として設定したうえで、最大エコー頂高度より上空でのレーダ受信信号の情報を間引くことができるため、３次元のボリュームスキャンを行なうレーダにおいて、近距離及び遠距離を合わせた全体として、観測データを圧縮することができる。 According to this configuration, since the maximum echo peak height observed by the radar site can be set as a predetermined height, the information of the radar reception signal above the maximum echo peak height can be thinned out, so a three-dimensional volume scan In the radar for performing the observation, the observation data can be compressed as a whole by combining the short distance and the long distance.
また、本開示は、前記受信信号情報間引き部は、（１）前記レーダ受信信号処理装置のオペレータにより時期及び／若しくは場所に応じて入力された降水雲の発達限界の高度を、又は、（２）高層気象観測により得られた観測データに基づいて時期及び／若しくは場所に応じて入力された降水雲の発達限界の高度を、前記所定高度として設定することを特徴とするレーダ受信信号処理装置である。 Further, according to the present disclosure, the reception signal information decimation unit is configured to: (1) a height of a precipitation cloud development limit input according to a time and / or location by an operator of the radar reception signal processing apparatus; A radar reception signal processing device characterized in that the altitude of the precipitation cloud development limit input according to the time and / or location based on the observation data obtained by the upper meteorological observation is set as the predetermined altitude. is there.
この構成によれば、（１）オペレータにより時期及び／若しくは場所に応じて入力された降水雲の発達限界の高度を、又は、（２）高層気象観測に基づいて時期及び／若しくは場所に応じて入力された降水雲の発達限界の高度を、所定高度として設定したうえで、降水雲の発達限界の高度より上空でのレーダ受信信号の情報を間引くことができるため、３次元のボリュームスキャンを行なうレーダにおいて、近距離及び遠距離を合わせた全体として、観測データを圧縮することができる。 According to this configuration, (1) the altitude of the precipitation cloud development limit input according to the time and / or location by the operator, or (2) according to the time and / or location based on the upper meteorological observation 3D volume scan is performed because it is possible to thin out the information of radar received signals above the altitude of the precipitation cloud development limit after setting the altitude of the input precipitation cloud development limit as a predetermined altitude. In the radar, the observation data can be compressed as a whole by combining the short distance and the long distance.
また、本開示は、前記受信信号情報間引き部が間引かなかったレーダ受信信号の情報と、前記受信信号情報間引き部がレーダ受信信号の情報を間引かなかった走査領域の情報とを、前記レーダ受信信号処理装置の処理結果として出力する受信信号情報出力部、をさらに備えることを特徴とするレーダ受信信号処理装置である。 Further, the present disclosure provides information on a radar reception signal that has not been thinned out by the received signal information thinning unit and information on a scanning area in which the reception signal information thinning unit has not thinned out information on a radar reception signal. A radar reception signal processing apparatus, further comprising: a reception signal information output unit that outputs a processing result of the reception signal processing apparatus.
この構成によれば、データ転送先において、間引かれなかった走査領域の情報を参照して、間引かれなかったレーダ受信信号の情報を正しく処理・表示することができる。 According to this configuration, it is possible to correctly process and display the information of the radar reception signal that has not been thinned out by referring to the information of the scanning region that has not been thinned out at the data transfer destination.
このように、本開示によれば、３次元のボリュームスキャンを行なうレーダにおいて、近距離及び遠距離を合わせた全体として、観測データを圧縮することができる。 As described above, according to the present disclosure, in the radar that performs three-dimensional volume scanning, the observation data can be compressed as a whole by combining the short distance and the long distance.
添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。 Embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present disclosure, and the present disclosure is not limited to the following embodiments.
（本開示の所定高度以上でのレーダ受信信号の情報の間引き方法）
本開示のレーダシステムの構成を図１及び図２に示す。本開示の所定高度以上でのレーダ受信信号の情報の間引き方法を図３に示す。本開示のレーダシステムＲは、雨雲や航空機等の物標Ｔを探査するために、レーダサイト１及びレーダ受信信号処理装置２から構成される。
(Thinning method for thinning out information of radar received signals at a predetermined altitude or higher in the present disclosure)
The configuration of the radar system of the present disclosure is shown in FIGS. 1 and 2. A method of thinning out information of radar received signals at a predetermined altitude or higher according to the present disclosure is shown in FIG. The radar system R of the present disclosure includes a
なお、本実施形態では、３次元のボリュームスキャンを行なうレーダとして、方位角方向の機械走査を行ないながら仰角方向の電子走査を行なうフェーズドアレイレーダを適用している。しかし、変形例として、３次元のボリュームスキャンを行なうレーダとして、方位角方向の走査方法を電子走査としてもよく機械走査としてもよく、仰角方向の走査方法を電子走査としてもよく機械走査としてもよい。 In the present embodiment, a phased array radar that performs electronic scanning in the elevation angle direction while performing mechanical scanning in the azimuth angle direction is applied as the radar that performs three-dimensional volume scanning. However, as a modification, as a radar that performs three-dimensional volume scanning, the scanning method in the azimuth angle direction may be electronic scanning or mechanical scanning, and the scanning method in the elevation angle direction may be electronic scanning or mechanical scanning. .
レーダサイト１は、フェーズドアレイレーダにおいて、方位角方向の機械走査を行ないながら仰角方向の電子走査を行なうために、レーダ送信部１１、レーダ受信部１２、機械走査部１３及び電子走査部１４から構成される。レーダ送信部１１は、雨雲や航空機等の物標Ｔへとレーダ送信波を送信する。レーダ受信部１２は、雨雲や航空機等の物標Ｔからレーダ反射波を受信する。機械走査部１３は、レーダ送受信の方位角方向の機械走査を行なう。電子走査部１４は、レーダ送受信の仰角方向の電子走査を行なう。
The
図１においては、レーダ受信信号処理装置２は、フェーズドアレイレーダにおけるレーダ受信信号を処理するために、受信信号情報取得部２１、受信信号情報間引き部２２及び受信信号情報出力部２３から構成される。本開示のレーダ受信信号処理は、レーダ受信信号処理装置２にインストールされたプログラムにより、実現することができる。
In FIG. 1, a radar reception
受信信号情報取得部２１は、電子走査又は機械走査によりレーダ受信信号の情報を取得する。本実施形態では、方位角方向の機械走査を行ない、仰角方向の電子走査を行なう。 The reception signal information acquisition unit 21 acquires radar reception signal information by electronic scanning or mechanical scanning. In the present embodiment, mechanical scanning in the azimuth direction is performed, and electronic scanning in the elevation direction is performed.
受信信号情報間引き部２２は、受信信号情報取得部２１が取得したレーダ受信信号の情報のうち、所定高度より上空でのレーダ受信信号の情報を間引く。所定高度より上空においては、ターゲットとなる降水雲が存在しないからである。
The reception signal
図２においては、レーダ受信信号処理装置２は、フェーズドアレイレーダにおけるレーダ受信信号を処理するために、受信信号情報間引き部２２及び受信信号情報出力部２３から構成される。本開示のレーダ受信信号処理は、レーダ受信信号処理装置２にインストールされたプログラムにより、実現することができる。
In FIG. 2, the radar reception
受信信号情報間引き部２２は、電子走査又は機械走査によりレーダ受信信号の情報を取得する。本実施形態では、方位角方向の機械走査を行ない、仰角方向の電子走査を行なう。このときに、受信信号情報間引き部２２は、所定高度より上空でのレーダ受信信号の情報を間引くかどうかを予め設定できる機能を有する。所定高度より上空においては、ターゲットとなる降水雲が存在しないからである。
The reception signal
図３に示した１／４円は、１回のＲＨＩ（Ｒａｎｇｅ Ｈｅｉｇｈｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）観測における、レーダ受信信号の情報を示す。所定高度より上空でのレーダ受信信号の情報が、部分的に間引かれている、又は、完全に破棄されている。 A quarter circle shown in FIG. 3 indicates information on a radar reception signal in one RHI (Range Height Indicator) observation. The information of the radar reception signal above the predetermined altitude is partially thinned or completely discarded.
受信信号情報間引き部２２は、所定高度より上空においては、レーダ受信信号の情報を間引くとともに、所定高度より下層においては、レーダ受信信号の情報を増大させないため、フェーズドアレイレーダにおいて、近距離及び遠距離を合わせた全体として、観測データを圧縮することができる。
The received signal
受信信号情報間引き部２２は、レーダ受信信号の情報に基づいて決定された最大エコー頂高度を、所定高度として設定してもよい。ここで、最大エコー頂高度は、時刻毎に異なり、エコーが観測される最も高い高度である。
The reception signal
受信信号情報間引き部２２は、レーダサイト１が観測した最大エコー頂高度を、所定高度として設定したうえで、最大エコー頂高度より上空でのレーダ受信信号の情報を間引くことができるため、フェーズドアレイレーダにおいて、近距離及び遠距離を合わせた全体として、観測データを圧縮することができる。
Since the reception signal
受信信号情報間引き部２２は、（１）レーダ受信信号処理装置２のオペレータにより時期及び／若しくは場所に応じて入力された降水雲の発達限界の高度を、又は、（２）高層気象観測により得られた観測データに基づいて時期及び／若しくは場所に応じて入力された降水雲の発達限界の高度を、所定高度として設定してもよい。ここで、オペレータ入力値は、経験値又は観測値であり、１０〜２０ｋｍ程度である。
The received signal
受信信号情報間引き部２２は、（１）オペレータにより時期及び／若しくは場所に応じて入力された降水雲の発達限界の高度を、又は、（２）高層気象観測に基づいて時期及び／若しくは場所に応じて入力された降水雲の発達限界の高度を、所定高度として設定したうえで、降水雲の発達限界の高度より上空でのレーダ受信信号の情報を間引くことができるため、フェーズドアレイレーダにおいて、近距離及び遠距離を合わせた全体として、観測データを圧縮することができる。 The reception signal information thinning unit 22 (1) sets the altitude of the development limit of the precipitation cloud input according to the time and / or location by the operator, or (2) sets the time and / or location based on the upper meteorological observation. In accordance with the phased array radar, it is possible to thin out the information of radar received signals above the altitude of the precipitation cloud development limit after setting the altitude of the precipitation cloud development limit input as a predetermined altitude. The observation data can be compressed as a whole by combining the short distance and the long distance.
受信信号情報出力部２３は、受信信号情報間引き部２２が間引かなかったレーダ受信信号の情報と、受信信号情報間引き部２２がレーダ受信信号の情報を間引かなかった走査領域の情報とを、レーダ受信信号処理装置２の処理結果として出力する。ここで、レーダ受信信号の情報が間引かれなかった走査領域の情報は、例えばヘッダ情報として出力されて、間引かれなかったレーダ受信信号の情報は、例えばペイロード情報として出力される。
The reception signal information output unit 23 includes information on the radar reception signal that the reception signal
このように、データ転送先３において、間引かれなかった走査領域の情報を参照して、間引かれなかったレーダ受信信号の情報を正しく処理・表示することができる。そして、観測データの機器間のやり取りにおいて、必要な帯域及び時間を減らすことができる。
As described above, the
（本開示の所定近距離でのレーダ受信信号の情報の間引き方法）
本開示の所定近距離でのレーダ受信信号の情報の間引き方法を図４に示す。本開示の所定高度以上でのレーダ受信信号の情報の間引き方法と、本開示の所定近距離でのレーダ受信信号の情報の間引き方法とは、後述するように、併用することができる。
(Thinning method of thinning out information of radar received signal at a predetermined short distance according to the present disclosure)
FIG. 4 illustrates a method for thinning out information of a radar reception signal at a predetermined short distance according to the present disclosure. The method of thinning out information of radar reception signals at a predetermined altitude or higher according to the present disclosure and the method of thinning out information of radar reception signals at a predetermined short distance according to the present disclosure can be used in combination as will be described later.
図１においては、受信信号情報間引き部２２は、受信信号情報取得部２１が取得したレーダ受信信号の情報のうち、レーダサイト１から所定近距離でのレーダ受信信号の情報を間引く。レーダサイト１から近距離においては、レーダ受信信号の情報の空間内密度が高いからである。
In FIG. 1, the received signal
図２においては、受信信号情報間引き部２２は、電子走査又は機械走査によりレーダ受信信号の情報を取得するにあたり、レーダサイト１から所定近距離でのレーダ受信信号の情報を間引くかどうかを予め設定できる機能を有する。レーダサイト１から近距離においては、レーダ受信信号の情報の空間内密度が高いからである。
In FIG. 2, the reception signal
図４の左上欄に示した１／４円は、１回のＲＨＩ（Ｒａｎｇｅ Ｈｅｉｇｈｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）観測における、レーダ受信信号の情報を示す。図４の右上欄に示した１／４円は、１回のＰＰＩ（Ｐｌａｎ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）観測又はＣＡＰＰＩ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ａｌｔｉｔｕｄｅ ＰＰＩ）観測における、レーダ受信信号の情報を示す。図４の下欄に示した扇形は、図４の左上欄及び右上欄に示した１／４円のうち、砂地で示した一部分における、レーダ受信信号の情報を示す。図４の下欄に示した扇形では、レーダサイト１から近距離のレンジビンでのレーダ受信信号の情報が、例えば間引き率４／５で間引かれている（つまり、５個のレンジビンのうち、４個のレンジビンの割合で、レーダ受信信号の情報が間引かれている。）。
The ¼ circle shown in the upper left column of FIG. 4 indicates information on the radar reception signal in one RHI (Range Height Indicator) observation. The ¼ circle shown in the upper right column of FIG. 4 indicates information on the radar reception signal in one PPI (Plan Position Indicator) observation or CAPPI (Constant Altitude PPI) observation. The sector shown in the lower column of FIG. 4 indicates the information of the radar reception signal in a part indicated by sand in the quarter circle shown in the upper left column and the upper right column of FIG. In the sector shown in the lower column of FIG. 4, the information of the radar reception signal in the range bin at a short distance from the
受信信号情報間引き部２２は、レーダサイト１から近距離においては、レーダ受信信号の情報を間引くとともに、レーダサイト１から遠距離においては、レーダ受信信号の情報を増大させないため、フェーズドアレイレーダにおいて、近距離及び遠距離を合わせた全体として、観測データを圧縮することができる。
The reception signal
受信信号情報間引き部２２は、レーダサイト１から近距離でのレーダ受信信号の情報ほど、レーダサイト１から遠距離でのレーダ受信信号の情報より、間引き率を高くしてもよい。図４の下欄に示した扇形では、レーダサイト１から近距離のレンジビンでのレーダ受信信号の情報が、例えば間引き率４／５で間引かれており、レーダサイト１から遠距離のレンジビンでのレーダ受信信号の情報が、例えば間引き率１／２で間引かれている。
The reception signal
受信信号情報間引き部２２は、レーダサイト１から近距離においても、レーダサイト１から遠距離においても、レーダ受信信号の情報の空間内密度をほぼ等しく設定したうえで、レーダ受信信号の情報を間引くことができるため、フェーズドアレイレーダにおいて、近距離及び遠距離を合わせた全体として、観測データを圧縮することができる。
The reception signal
受信信号情報間引き部２２は、所定の大きさの物標Ｔが見落とされないように、レーダ受信信号の情報の間引き率を設定してもよい。ここで、物標Ｔが空間的に広がりを有する雨雲等であるときには、レーダ受信信号の情報の間引き率を高く設定してもよい。一方で、物標Ｔが空間的に広がりを有さない航空機等であるときには、レーダ受信信号の情報の間引き率を低く設定すればよい。
The reception signal
受信信号情報間引き部２２は、所定の大きさの物標Ｔが見落とされないように、レーダ受信信号の情報の空間内密度をあまり低く設定しないようにしたうえで、レーダ受信信号の情報を間引くことができるため、フェーズドアレイレーダにおいて、近距離及び遠距離を合わせた全体として、観測データを圧縮することができる。
The reception signal
本開示の所定高度以上でのレーダ受信信号の情報の間引き方法と、本開示の所定近距離でのレーダ受信信号の情報の間引き方法とは、前述したように、併用することができる。ここで、レーダサイト１から遠距離かつ所定高度より下層においては、レーダ受信信号の情報の間引き率を低く設定すればよい。一方で、レーダサイト１から遠距離かつ所定高度より上空においては、レーダ受信信号の情報の間引き率を高く設定すればよい、又は、レーダ受信信号の情報を完全に破棄すればよい。
As described above, the method of thinning out information of radar reception signals at a predetermined altitude or higher and the method of thinning out information of radar reception signals at a predetermined short distance according to the present disclosure can be used in combination. Here, the information thinning rate of the radar reception signal may be set low at a distance far from the
実施形態では、空間方向について、観測データを圧縮している。変形例として、空間方向のみならず、時間方向についても、観測データを圧縮してもよい。例えば、物標Ｔの位置の時間変化を見落とさないように、時間方向の観測データの圧縮率を設定すればよい。 In the embodiment, the observation data is compressed in the spatial direction. As a modification, the observation data may be compressed not only in the spatial direction but also in the time direction. For example, the compression rate of the observation data in the time direction may be set so as not to overlook the temporal change in the position of the target T.
本開示のレーダ受信信号処理装置、プログラム及び方法は、（１）本開示の所定高度以上でのレーダ受信信号の情報の間引き方法を適用する気象用途のレーダと、（２）本開示の所定近距離でのレーダ受信信号の情報の間引き方法を適用する気象用途のレーダを含む一般用途のレーダと、に適用することができる。 A radar reception signal processing apparatus, program, and method according to the present disclosure include: (1) a radar for meteorological application that applies a method for thinning out information of a radar reception signal at a predetermined altitude or higher according to the present disclosure; The present invention can be applied to general-purpose radars including meteorological radars that apply a method for thinning out information of radar received signals at a distance.
Ｒ：レーダシステム
Ｔ：物標
１：レーダサイト
２：レーダ受信信号処理装置
３：データ転送先
１１：レーダ送信部
１２：レーダ受信部
１３：機械走査部
１４：電子走査部
２１：受信信号情報取得部
２２：受信信号情報間引き部
２３：受信信号情報出力部
R: radar system T: target 1: radar site 2: radar reception signal processing device 3: data transfer destination 11: radar transmission unit 12: radar reception unit 13: mechanical scanning unit 14: electronic scanning unit 21: reception signal information acquisition Unit 22: Received signal information thinning unit 23: Received signal information output unit
Claims (9)
電子走査又は機械走査によりレーダ受信信号の情報を取得する受信信号情報取得部と、
前記受信信号情報取得部が取得したレーダ受信信号の情報のうち、所定高度より上空でのレーダ受信信号の情報を間引く受信信号情報間引き部と、
を備えることを特徴とするレーダ受信信号処理装置。 A radar reception signal processing device for processing a radar reception signal in a radar that performs three-dimensional volume scanning,
A reception signal information acquisition unit for acquiring information of a radar reception signal by electronic scanning or mechanical scanning;
Among the information of the radar reception signal acquired by the reception signal information acquisition unit, the reception signal information thinning unit for thinning out the information of the radar reception signal above a predetermined altitude,
A radar received signal processing apparatus comprising:
電子走査又は機械走査によりレーダ受信信号の情報を取得するにあたり、所定高度より上空でのレーダ受信信号の情報を間引くかどうかを予め設定できる機能を有する受信信号情報間引き部、
を備えることを特徴とするレーダ受信信号処理装置。 A radar reception signal processing device for processing a radar reception signal in a radar that performs three-dimensional volume scanning,
In acquiring radar reception signal information by electronic scanning or mechanical scanning, a reception signal information thinning unit having a function capable of setting in advance whether or not to thin out radar reception signal information above a predetermined altitude,
A radar received signal processing apparatus comprising:
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のレーダ受信信号処理装置。 The radar received signal processing device according to claim 1 or 2, wherein the received signal information thinning unit sets a maximum echo peak height determined based on information of a radar received signal as the predetermined height. .
ことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載のレーダ受信信号処理装置。 The received signal information decimation unit obtains (1) the altitude of the precipitation cloud development limit input according to the time and / or location by the operator of the radar received signal processing device, or (2) obtained by high-level meteorological observation. 4. The altitude at the limit of development of precipitation clouds input according to the time and / or location based on the observed data is set as the predetermined altitude. 5. Radar received signal processing device.
ことを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載のレーダ受信信号処理装置。 Processing of the radar reception signal processing device includes information on a radar reception signal that has not been thinned out by the reception signal information thinning unit and information on a scanning area that has not been thinned out by the reception signal information thinning unit. The radar received signal processing apparatus according to claim 1, further comprising a received signal information output unit that outputs the result.
電子走査又は機械走査によりレーダ受信信号の情報を取得する受信信号情報取得ステップと、
前記受信信号情報取得ステップで取得したレーダ受信信号の情報のうち、所定高度より上空でのレーダ受信信号の情報を間引く受信信号情報間引きステップと、
を順にコンピュータに実行させるためのレーダ受信信号処理プログラム。 A radar reception signal processing program for processing a radar reception signal in a radar that performs three-dimensional volume scanning,
A reception signal information acquisition step of acquiring radar reception signal information by electronic scanning or mechanical scanning;
Among the information of the radar reception signal acquired in the reception signal information acquisition step, the reception signal information thinning-out step for thinning out the information of the radar reception signal above the predetermined altitude,
Radar signal processing program for causing a computer to sequentially execute
電子走査又は機械走査によりレーダ受信信号の情報を取得するにあたり、所定高度より上空でのレーダ受信信号の情報を間引くかどうかを予め設定できる機能を有する受信信号情報間引きステップ、
をコンピュータに実行させるためのレーダ受信信号処理プログラム。 A radar reception signal processing program for processing a radar reception signal in a radar that performs three-dimensional volume scanning,
In acquiring radar reception signal information by electronic scanning or mechanical scanning, a reception signal information thinning step having a function capable of setting in advance whether to thin out radar reception signal information above a predetermined altitude,
Radar received signal processing program for causing a computer to execute.
電子走査又は機械走査によりレーダ受信信号の情報を取得する受信信号情報取得ステップと、
前記受信信号情報取得ステップで取得したレーダ受信信号の情報のうち、所定高度より上空でのレーダ受信信号の情報を間引く受信信号情報間引きステップと、
を順に備えることを特徴とするレーダ受信信号処理方法。 A radar reception signal processing method for processing a radar reception signal in a radar that performs three-dimensional volume scanning,
A reception signal information acquisition step of acquiring radar reception signal information by electronic scanning or mechanical scanning;
Among the information of the radar reception signal acquired in the reception signal information acquisition step, the reception signal information thinning-out step for thinning out the information of the radar reception signal above the predetermined altitude,
A radar received signal processing method comprising:
電子走査又は機械走査によりレーダ受信信号の情報を取得するにあたり、所定高度より上空でのレーダ受信信号の情報を間引くかどうかを予め設定できる機能を有する受信信号情報間引きステップ、
を備えることを特徴とするレーダ受信信号処理方法。 A radar reception signal processing method for processing a radar reception signal in a radar that performs three-dimensional volume scanning,
In acquiring radar reception signal information by electronic scanning or mechanical scanning, a reception signal information thinning step having a function capable of setting in advance whether to thin out radar reception signal information above a predetermined altitude,
A radar received signal processing method comprising:
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