JP2018124213A - Apparatus, program, and method for processing radar receiving signal - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To compress observation data as a whole including a short distance and a long distance in a radar that performs three-dimensional volume scan.SOLUTION: The present disclosure is a radar receiving signal processing apparatus 2 that processes a radar receiving signal in a radar that performs three-dimensional volume scan. The radar receiving signal processing apparatus 2 comprises: a receiving signal information acquisition part 21 that acquires information on the radar receiving signal through electronic scanning or mechanical scanning; and a receiving signal information thinning-out part 22 that thins out, out of the information on the radar receiving signal acquired by the receiving signal information acquisition part 21, the information on the radar receiving signal at a predetermined short distance from a radar site 1.SELECTED DRAWING: Figure 1

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.

特許第５４４３８６７号明細書Japanese Patent No. 5443867

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 Patent Document 1, in a phased array radar, observation data in a polar coordinate system is converted into observation data in an orthogonal coordinate system composed of a mesh having a predetermined lattice point interval.

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、レーダサイト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。   In order to achieve the above object, the radar reception signal information is thinned out, focusing on the fact that the information in the radar reception signal has a high spatial density at a short distance from the radar site.

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、レーダサイトから所定近距離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. An information acquisition unit, and a reception signal information thinning unit that thins out information on a radar reception signal at a predetermined short distance from a radar site among information on a radar reception signal acquired by the reception signal information acquisition unit, This is a radar 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、レーダサイト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. From the radar site, information on a radar reception signal can be obtained by electronic scanning or mechanical scanning. A radar received signal processing apparatus comprising: a received signal information thinning unit having a function capable of setting in advance whether to thin out information of a radar received signal at a predetermined short distance.

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、レーダサイトから所定近距離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 And a radar for causing the computer to sequentially execute a reception signal information thinning-out step for thinning out the information of the radar reception signal at a predetermined short distance from the radar site among the information of the radar reception signal acquired in the reception signal information acquisition step. This is a received signal 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、レーダサイト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 radar reception signal information by electronic scanning or mechanical scanning, a radar site A radar reception signal processing program for causing a computer to execute a reception signal information thinning step having a function capable of setting in advance whether to thin out information of a radar reception signal at a predetermined short distance.

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、レーダサイトから所定近距離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 received signal information thinning-out step for thinning out information on a radar received signal at a predetermined short distance from the radar site among the information on the radar received signal obtained in the received signal information obtaining step. This is a received signal 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、レーダサイト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。   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. When acquiring radar reception signal information by electronic scanning or mechanical scanning, a radar site 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 at a predetermined short distance.

この構成によれば、レーダサイト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、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 at a short distance from the radar site, and the radar reception signal information is not increased at a long distance from the radar site. 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、前記レーダサイトから近距離でのレーダ受信信号の情報ほど、前記レーダサイト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 thinning unit increases a thinning rate for information on a radar reception signal at a short distance from the radar site as compared with information on a radar reception signal at a long distance from the radar site. A radar reception signal processing device characterized by the above.

この構成によれば、レーダサイトから近距離においても、レーダサイト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、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 information in the radar reception signal can be thinned out while setting the spatial density of the information of the radar reception signal to be substantially equal at both a short distance from the radar site and a long distance from the radar site. In a 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.

また、本開示は、前記受信信号情報間引き部は、所定の大きさの物標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 a radar reception signal processing device, wherein the reception signal information thinning unit sets a thinning rate of information of a radar reception signal so that a target having a predetermined size is not overlooked. is there.

この構成によれば、所定の大きさの物標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、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 can be thinned out without setting the density in the space of the radar reception signal information so low that a target of a predetermined size is not overlooked. Therefore, 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.

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.

本開示のレーダシステムの構成を示す図である。It is a figure showing the composition of the radar system of this indication. 本開示のレーダシステムの構成を示す図である。It is a figure showing the composition of the radar system of this indication. 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示す図である。It is a figure which shows the thinning-out method of the information of the radar received signal in the predetermined short distance of this indication. 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示す図である。It is a figure which shows the thinning-out method of the information of the radar received signal above the predetermined altitude of this indication.

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。本開示の所定近距離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 of thinning out information of radar received signal at a predetermined short distance according to 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 reception signals at a predetermined short distance according to the present disclosure is shown in FIG. The radar system R of the present disclosure includes a radar site 1 and a radar reception signal processing device 2 in order to search for a target T such as a rain cloud or an aircraft.

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 radar site 1 includes a radar transmission unit 11, a radar reception unit 12, a mechanical scanning unit 13, and an electronic scanning unit 14 in order to perform electronic scanning in the elevation direction while performing mechanical scanning in the azimuth direction in the phased array radar. Is done. The radar transmitter 11 transmits a radar transmission wave to a target T such as a rain cloud or an aircraft. The radar receiver 12 receives a radar reflected wave from a target T such as a rain cloud or an aircraft. The mechanical scanning unit 13 performs mechanical scanning in the azimuth direction for radar transmission / reception. The electronic scanning unit 14 performs electronic scanning in the elevation direction of radar transmission / reception.

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 signal processing device 2 includes a reception signal information acquisition unit 21, a reception signal information thinning unit 22, and a reception signal information output unit 23 in order to process a radar reception signal in a phased array radar. . The radar reception signal processing according to the present disclosure can be realized by a program installed in the radar reception signal processing device 2.

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、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。   The reception signal information thinning unit 22 thins out the information of the radar reception signal at a predetermined short distance from the radar site 1 among the information of the radar reception signal acquired by the reception signal information acquisition unit 21. This is because, in a short distance from the radar site 1, the density of the information of the radar reception signal is high.

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 signal processing device 2 includes a reception signal information thinning unit 22 and a reception signal information output unit 23 in order to process a radar reception signal in the phased array radar. The radar reception signal processing according to the present disclosure can be realized by a program installed in the radar reception signal processing device 2.

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、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。   The reception signal information thinning unit 22 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. At this time, the received signal information thinning unit 22 has a function of setting in advance whether or not to thin out information on radar received signals at a predetermined short distance from the radar site 1. This is because, in a short distance from the radar site 1, the density of the information of the radar reception signal is high.

図３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３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３の下欄に示した扇形は、図３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３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. 3 indicates information on the radar reception signal in one RHI (Range Height Indicator) observation. A quarter circle shown in the upper right column of FIG. 3 indicates information of a 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. 3 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 upper right column of FIG. In the sector shown in the lower column of FIG. 3, the information of the radar reception signal in the range bin at a short distance from the radar site 1 is thinned out at a thinning rate of 4/5, for example (of the five range bins, The information of the radar reception signal is thinned out at the rate of 4 range bins.)

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 information thinning unit 22 thins out the information of the radar reception signal at a short distance from the radar site 1 and does not increase the information of the radar reception signal at a long distance from the radar site 1. The observation data can be compressed as a whole by combining the short distance and the long distance.

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３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 information decimation unit 22 may increase the decimation rate as the information of the radar reception signal at a shorter distance from the radar site 1 than the information of the radar reception signal at a longer distance from the radar site 1. In the sector shown in the lower column of FIG. 3, the information of the radar reception signal in the range bin at a short distance from the radar site 1 is thinned out at a thinning rate of 4/5, for example. The information of the received radar signals is thinned out at a thinning rate of 1/2, for example.

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 information thinning unit 22 thins out the information of the radar reception signal after setting the spatial density of the information of the radar reception signal to be substantially equal at both a short distance from the radar site 1 and a long distance from the radar site 1. Therefore, in the phased array radar, the observation data can be compressed as a whole by combining the short distance and the long distance.

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 information thinning unit 22 may set a thinning rate of information of the radar reception signal so that the target T having a predetermined size is not overlooked. Here, when the target T is a rain cloud or the like having a spatial spread, the information thinning rate of the radar reception signal may be set high. On the other hand, when the target T is an aircraft or the like that does not have a spatial spread, the thinning rate of information of the radar reception signal may be set low.

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 information thinning unit 22 thins out the information of the radar reception signal after setting the density of the information of the radar reception signal not to be too low so that the target T having a predetermined size is not overlooked. Therefore, in the phased array radar, 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 information thinning unit 22 has not thinned out, and information on the scanning area that the reception signal information thinning unit 22 has not thinned out the radar reception signal. The result is output as a processing result of the radar reception signal processing device 2. Here, the information of the scanning area in which the information of the radar reception signal is not thinned out is output as, for example, header information, and the information of the radar reception signal that is not thinned out is output as, for example, payload information.

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 data transfer destination 3 can correctly process and display the information of the radar reception signal that has not been thinned by referring to the information of the scanning area that has not been thinned. In addition, necessary bandwidth and time can be reduced in the exchange of observation data between devices.

（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４に示す。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、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は、後述するように、併用することができる。 (Thinning method for thinning out information of radar received signals at a predetermined altitude or higher in the present disclosure)
FIG. 4 shows a method for thinning out information of a radar reception signal at a predetermined altitude or higher according to the present disclosure. The method of thinning out information of radar reception signals at a predetermined short distance according to the present disclosure and the method of thinning out information of radar reception signals at a predetermined altitude or higher 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、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。   In FIG. 1, the received signal information thinning unit 22 thins out information on radar received signals above a predetermined altitude from information on radar received signals acquired by the received signal information acquiring unit 21. This is because there is no target precipitation cloud above the predetermined altitude.

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、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。   In FIG. 2, the reception signal information thinning unit 22 has a function capable of setting in advance whether to thin out the information of the radar reception signal above a predetermined altitude when acquiring the information of the radar reception signal by electronic scanning or mechanical scanning. Have. This is because there is no target precipitation cloud above the predetermined altitude.

図４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. 4 indicates information of 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 information thinning unit 22 thins out the information of the radar received signal above the predetermined altitude and does not increase the information of the radar received signal below the predetermined altitude. The observation data can be compressed as a whole of the distance.

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 information thinning unit 22 may set the maximum echo peak altitude determined based on the information of the radar reception signal as a predetermined altitude. Here, the maximum echo top altitude is different for each time and is the highest altitude at which echo is observed.

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 information thinning unit 22 can set the maximum echo peak height observed by the radar site 1 as a predetermined altitude and can thin out the information of the radar reception signal above the maximum echo peak height, the phased array In the radar, the observation data can be compressed as a whole by combining the short distance and the long distance.

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 information thinning unit 22 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 2, or (2) obtained by high-rise weather observation. The altitude at the limit of development of precipitation clouds input according to the time and / or location based on the observed data may be set as the predetermined altitude. Here, the operator input value is an empirical value or an observed value, and is about 10 to 20 km.

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.

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、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 the information of the radar reception signal at a predetermined short distance according to the present disclosure and the method of thinning out the information of the radar reception signal at a predetermined altitude or higher 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 radar site 1 and below the predetermined altitude. On the other hand, in a distance far from the radar site 1 and above a predetermined altitude, the information thinning rate of the radar reception signal may be set high, or the information of the radar reception signal may be completely discarded.

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、（２）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、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 general-purpose radar including a radar for weather use to which a method for thinning out information of a radar reception signal at a predetermined short distance according to the present disclosure; The present invention can be applied to meteorological radars that apply the method of thinning out information of radar received signals at a predetermined altitude or higher according to the present disclosure.

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)

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、レーダサイトから所定近距離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, a reception signal information thinning unit for thinning out the information of the radar reception signal at a predetermined short distance from the radar site,
A radar received signal processing apparatus comprising: 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、レーダサイト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 received signal information thinning unit having a function capable of setting in advance whether or not to thin out radar reception signal information at a predetermined short distance from the radar site;
A radar received signal processing apparatus comprising: 前記受信信号情報間引き部は、前記レーダサイトから近距離でのレーダ受信信号の情報ほど、前記レーダサイトから遠距離でのレーダ受信信号の情報より、間引き率を高くする
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 received signal information thinning unit increases a thinning rate for information on a radar reception signal at a short distance from the radar site as compared with information on a radar reception signal at a long distance from the radar site. Item 3. The radar received signal processing device according to Item 1 or 2. 前記受信信号情報間引き部は、所定の大きさの物標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する
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 sets a decimation rate of information of a radar received signal so that a target of a predetermined size is not overlooked. Radar received signal processing device. 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、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. 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、レーダサイトから所定近距離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 step for thinning out the information of the radar reception signal at a predetermined short distance from the radar site,
Radar signal processing program for causing a computer to sequentially execute 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、レーダサイト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 obtaining 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 at a predetermined short distance from a radar site;
Radar received signal processing program for causing a computer to execute. 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、レーダサイトから所定近距離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 step for thinning out the information of the radar reception signal at a predetermined short distance from the radar site,
A radar received signal processing method comprising: 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、レーダサイト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 obtaining 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 at a predetermined short distance from a radar site;
A radar received signal processing method comprising:
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