JP2617673B2 - 気象レーダ装置 - Google Patents
気象レーダ装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
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- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、周囲に電波を送信し気
象目標からの反射波を受信する気象レーダ装置に関し、
特に平均受信電力に基づき降雨強度を求める手段に関す
る。
象目標からの反射波を受信する気象レーダ装置に関し、
特に平均受信電力に基づき降雨強度を求める手段に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、気象レーダ装置又はレーダ雨
雪量計と呼ばれる装置が、降雨強度の測定に用いられて
いる。この種の装置においては、空中線を所定速度で回
転させつつマイクロ波パルスを送信し、気象目標からの
反射波をこの空中線により受信している。受信した反射
波を振幅検波し、平均受信電力を距離・方向毎に算出し
た上で、この平均受信電力をレーダ方程式に代入するこ
とにより、降雨強度又は雨量に係るデータが得られる。
このようなデータは、例えば表示装置等の画面上に表示
される。
雪量計と呼ばれる装置が、降雨強度の測定に用いられて
いる。この種の装置においては、空中線を所定速度で回
転させつつマイクロ波パルスを送信し、気象目標からの
反射波をこの空中線により受信している。受信した反射
波を振幅検波し、平均受信電力を距離・方向毎に算出し
た上で、この平均受信電力をレーダ方程式に代入するこ
とにより、降雨強度又は雨量に係るデータが得られる。
このようなデータは、例えば表示装置等の画面上に表示
される。
【０００３】気象レーダ装置において用いられるレーダ
方程式は、理論的には、次の式（１）に示されるような
式となる。
方程式は、理論的には、次の式（１）に示されるような
式となる。
【０００４】
【数１】 （注）Ｐ r ，Ｒ r は距離ｒの関数 この式において、
【数２】 は、途中降雨減衰補正項と呼ばれる項である。この項を
用いた補正を行なうことにより、すなわち式（１）に示
されるレーダ方程式により降雨強度Ｒrを求めることに
より、途中降雨減衰の影響が補正された降雨強度Ｒrを
得ることができる。なお、式（１）に含まれる変数のう
ち平均受信電力Ｐrは上述した反射波の振幅検波により
得ることができ、距離ｒはマイクロ波パルスの送信から
反射波の受信までの時間として求めることができる。定
数Ｃ，Ｂ，β，Ｋg，Ｋr及びαは、適宜設定される定数
である。
用いた補正を行なうことにより、すなわち式（１）に示
されるレーダ方程式により降雨強度Ｒrを求めることに
より、途中降雨減衰の影響が補正された降雨強度Ｒrを
得ることができる。なお、式（１）に含まれる変数のう
ち平均受信電力Ｐrは上述した反射波の振幅検波により
得ることができ、距離ｒはマイクロ波パルスの送信から
反射波の受信までの時間として求めることができる。定
数Ｃ，Ｂ，β，Ｋg，Ｋr及びαは、適宜設定される定数
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、式
（１）として示されるレーダ方程式を用いて降雨強度Ｒ
rを求めるためには、特に、雨の種類を示す定数である
Ｂ及びβを高精度に特定しなければならない。すなわ
ち、ある距離ｒにおいて式（１）を用いて降雨強度Ｒr
を算出した際、定数Ｂ，βを高精度で特定できないため
誤差が生じる。ある距離ｒにおいて求めた降雨強度Ｒr
は、次の距離の降雨強度Ｒ r を求める際、途中降雨減衰
補正項において使用される。この処理は再帰的演算であ
り、従って、誤差により降雨強度Ｒrが真値に比べて大
きい場合には、その距離ｒ以遠の降雨強度が途中降雨減
衰補正により発散することとなる。このような発散を防
止するために従来は実用上次の式（２）を用いた降雨強
度演算が行なわれていた。
（１）として示されるレーダ方程式を用いて降雨強度Ｒ
rを求めるためには、特に、雨の種類を示す定数である
Ｂ及びβを高精度に特定しなければならない。すなわ
ち、ある距離ｒにおいて式（１）を用いて降雨強度Ｒr
を算出した際、定数Ｂ，βを高精度で特定できないため
誤差が生じる。ある距離ｒにおいて求めた降雨強度Ｒr
は、次の距離の降雨強度Ｒ r を求める際、途中降雨減衰
補正項において使用される。この処理は再帰的演算であ
り、従って、誤差により降雨強度Ｒrが真値に比べて大
きい場合には、その距離ｒ以遠の降雨強度が途中降雨減
衰補正により発散することとなる。このような発散を防
止するために従来は実用上次の式（２）を用いた降雨強
度演算が行なわれていた。
【０００６】
【数３】 （注）Ｒは距離ｒの関数 式（２）は、式（１）に示されるレーダ方程式とは異な
り、途中降雨減衰補正項を含まないレーダ方程式であ
る。ここに、降雨強度を示す変数として記号Ｒを用いて
いるのは、途中減衰補正を含む降雨強度Ｒrと区別する
ためである。このように途中降雨減衰補正項なしのレー
ダ方程式（２）を用いて降雨強度Ｒの算出を行なえば、
雨の種類を示す定数Ｂ，βを高精度で特定できないこと
による発散は防止できる。しかし、この方法は、途中降
雨減衰補正が施されてなく、降雨強度算出を高精度で行
うことが困難である。
り、途中降雨減衰補正項を含まないレーダ方程式であ
る。ここに、降雨強度を示す変数として記号Ｒを用いて
いるのは、途中減衰補正を含む降雨強度Ｒrと区別する
ためである。このように途中降雨減衰補正項なしのレー
ダ方程式（２）を用いて降雨強度Ｒの算出を行なえば、
雨の種類を示す定数Ｂ，βを高精度で特定できないこと
による発散は防止できる。しかし、この方法は、途中降
雨減衰補正が施されてなく、降雨強度算出を高精度で行
うことが困難である。
【０００７】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、定数Ｂ，β等を高
精度で特定できない場合等においても、発散防止に係る
制限は施すが実用上有効な途中降雨減衰補正を行うこと
が可能な気象レーダ装置及び降雨強度算出方式を実現す
ることを目的とする。
とを課題としてなされたものであり、定数Ｂ，β等を高
精度で特定できない場合等においても、発散防止に係る
制限は施すが実用上有効な途中降雨減衰補正を行うこと
が可能な気象レーダ装置及び降雨強度算出方式を実現す
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の気象レーダ装置は、途中降雨減衰補
正項を含まないレーダ方程式に、受信出力に基づき求め
られた平均受信電力を代入して降雨強度を求める手段
と、求められた降雨強度に基づき途中降雨減衰補正量を
求める手段と、途中降雨減衰補正項を含むレーダ方程式
に、求められた途中降雨減衰補正量を途中降雨減衰補正
項として用いつつ、求められた平均受信電力を代入して
降雨強度を求める手段と、を有することを特徴とする。
るために、本発明の気象レーダ装置は、途中降雨減衰補
正項を含まないレーダ方程式に、受信出力に基づき求め
られた平均受信電力を代入して降雨強度を求める手段
と、求められた降雨強度に基づき途中降雨減衰補正量を
求める手段と、途中降雨減衰補正項を含むレーダ方程式
に、求められた途中降雨減衰補正量を途中降雨減衰補正
項として用いつつ、求められた平均受信電力を代入して
降雨強度を求める手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】また、本発明の降雨強度算出方法は、途中
降雨減衰補正項を含まないレーダ方程式に、気象レーダ
装置により求められた平均受信電力を代入して降雨強度
を求め、求められた降雨強度に基づき途中降雨減衰補正
量を求め、途中降雨減衰補正項を含むレーダ方程式に、
求められた途中降雨減衰補正量を途中降雨減衰補正項と
して用いつつ、求められた平均受信電力を代入して降雨
強度を求め、求められた途中降雨減衰補正後の降雨強度
を表示装置等に出力することを特徴とする。
降雨減衰補正項を含まないレーダ方程式に、気象レーダ
装置により求められた平均受信電力を代入して降雨強度
を求め、求められた降雨強度に基づき途中降雨減衰補正
量を求め、途中降雨減衰補正項を含むレーダ方程式に、
求められた途中降雨減衰補正量を途中降雨減衰補正項と
して用いつつ、求められた平均受信電力を代入して降雨
強度を求め、求められた途中降雨減衰補正後の降雨強度
を表示装置等に出力することを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明においては、降雨強度Ｒｒを算出する
際、まず、途中降雨減衰補正項を含まないレーダ方程式
（２）が用いられる。すなわち、このレーダ方程式
（２）に、平均受信電力Ｐｒが代入され、これにより、
途中降雨減衰補正なしの降雨強度Ｒが求められる。次
に、求められた降雨強度Ｒに基づき、途中降雨減衰補正
量が求められる。この途中降雨減衰補正量は、
際、まず、途中降雨減衰補正項を含まないレーダ方程式
（２）が用いられる。すなわち、このレーダ方程式
（２）に、平均受信電力Ｐｒが代入され、これにより、
途中降雨減衰補正なしの降雨強度Ｒが求められる。次
に、求められた降雨強度Ｒに基づき、途中降雨減衰補正
量が求められる。この途中降雨減衰補正量は、
【数４】 として表される。このようにして求められた途中降雨減
衰補正量は、次に、途中降雨減衰補正項を含むレーダ方
程式（１）に、途中降雨減衰補正項として代入される。
すなわち、次の式（３）に基づき、降雨強度Ｒｒが算出
される。
衰補正量は、次に、途中降雨減衰補正項を含むレーダ方
程式（１）に、途中降雨減衰補正項として代入される。
すなわち、次の式（３）に基づき、降雨強度Ｒｒが算出
される。
【００１１】
【数５】 このような算出処理により、本発明においては、定数
Ｂ，β等を高精度に特定することなく、有効な途中降雨
減衰補正を行なうことが可能となる。すなわち、実現象
では降雨減衰のため、平均受信電力は降雨域を通過する
に従って実降雨に比べ少な目に観測される。このため、
本発明の降雨減衰補正量は減衰項を含まないレーダ方式
（２）から算出される降雨強度Ｒを用いて算出されてい
るので、初期の降雨減衰補正量が大きめに見積もられて
も、ある距離で真の途中降雨減衰量に一致し、その距離
以降は逆に少な目に見積もられる。このように、本発明
においては、ある距離において、降雨減衰補正項を含む
レーダ方程式（１）から求められた降雨強度Ｒ r を用い
るのではなく、降雨減衰補正項を含まないレーダ方程式
（２）から求められた降雨強度Ｒを用いて、再帰的演算
によらず次の距離における途中降雨減衰補正を行ってい
るため、降雨強度Ｒrの発散は生じない。
Ｂ，β等を高精度に特定することなく、有効な途中降雨
減衰補正を行なうことが可能となる。すなわち、実現象
では降雨減衰のため、平均受信電力は降雨域を通過する
に従って実降雨に比べ少な目に観測される。このため、
本発明の降雨減衰補正量は減衰項を含まないレーダ方式
（２）から算出される降雨強度Ｒを用いて算出されてい
るので、初期の降雨減衰補正量が大きめに見積もられて
も、ある距離で真の途中降雨減衰量に一致し、その距離
以降は逆に少な目に見積もられる。このように、本発明
においては、ある距離において、降雨減衰補正項を含む
レーダ方程式（１）から求められた降雨強度Ｒ r を用い
るのではなく、降雨減衰補正項を含まないレーダ方程式
（２）から求められた降雨強度Ｒを用いて、再帰的演算
によらず次の距離における途中降雨減衰補正を行ってい
るため、降雨強度Ｒrの発散は生じない。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。
基づき説明する。
【００１３】図１には、本発明の一実施例に係る気象レ
ーダ装置の構成が示されている。この図に示されるよう
に、本実施例の装置は、空中線１０、送受信機１２、信
号処理装置１４、降雨強度算出装置１６及び表示装置１
８から構成されている。送受信機１２は、空中線１０に
送信信号を供給し、空中線１０はこの信号をマイクロ波
パルスとして周囲に送信する。空中線１０は所定速度で
回転しており、送信したマイクロ波パルスの気象目標に
よる反射波を受信して、送受信機１２に受信信号を出力
する。送受信機１２は、受信信号に振幅検波等所定の処
理を施し、信号処理装置１４に供給する。信号処理装置
１４は、供給される信号に基づき、空中線１０による平
均受信電力を、空中線１０からの距離ｒ及び方向毎に分
割して算出する。
ーダ装置の構成が示されている。この図に示されるよう
に、本実施例の装置は、空中線１０、送受信機１２、信
号処理装置１４、降雨強度算出装置１６及び表示装置１
８から構成されている。送受信機１２は、空中線１０に
送信信号を供給し、空中線１０はこの信号をマイクロ波
パルスとして周囲に送信する。空中線１０は所定速度で
回転しており、送信したマイクロ波パルスの気象目標に
よる反射波を受信して、送受信機１２に受信信号を出力
する。送受信機１２は、受信信号に振幅検波等所定の処
理を施し、信号処理装置１４に供給する。信号処理装置
１４は、供給される信号に基づき、空中線１０による平
均受信電力を、空中線１０からの距離ｒ及び方向毎に分
割して算出する。
【００１４】降雨強度算出装置１６は、本実施例の特徴
に係る処理を実行する装置である。降雨強度算出装置１
６は、信号処理装置１４から供給される平均受信電力Ｐ
ｒを用いて表示用降雨強度データを生成し、これを表示
装置１８に供給する。表示装置１８は、供給される表示
用降雨強度データに基づき、途中降雨強度減衰補正が施
された降雨強度Ｒｒを画面に表示する。なお、表示装置
１８に代え他の出力装置を用いても構わない。
に係る処理を実行する装置である。降雨強度算出装置１
６は、信号処理装置１４から供給される平均受信電力Ｐ
ｒを用いて表示用降雨強度データを生成し、これを表示
装置１８に供給する。表示装置１８は、供給される表示
用降雨強度データに基づき、途中降雨強度減衰補正が施
された降雨強度Ｒｒを画面に表示する。なお、表示装置
１８に代え他の出力装置を用いても構わない。
【００１５】本実施例の特徴に係る降雨強度算出装置１
６は、具体的には、次のような処理を実行する。
６は、具体的には、次のような処理を実行する。
【００１６】降雨強度算出装置１６は、まず、信号処理
装置１４によって距離ｒ・方位毎に分割して算出された
気象エコーの平均受信電力Ｐrを、前述したレーダ方程
式（２）に代入し、途中減衰補正なしの降雨強度Ｒを算
出する（１００）。降雨強度算出装置１６は、このよう
にして得られた降雨強度Ｒを用い、途中降雨減衰補正量
を算出する（１０２）。降雨強度算出装置１６は、算出
した途中降雨減衰補正量を途中降雨減衰補正項として用
いつつ、すなわちレーダ方程式（３）により信号処理装
置１４によって得られる平均受信電力Ｐrを代入するこ
とにより、降雨強度Ｒrを算出する（１０４）。このよ
うにして得られる降雨強度Ｒrは、途中降雨減衰補正量
により補正が加えられた降雨強度Ｒrであるため、これ
を、表示用降雨強度データとして表示装置１８に供給す
ることにより、表示装置１８の画面上に、途中降雨減衰
補正が施された降雨強度に関する情報を表示することが
可能となる。その際、距離毎に降雨強度Ｒr ではなく、
降雨強度Ｒを求めそれを次の距離において途中降雨減衰
補正に用いているため、定数Ｂ，βを高精度に設定して
いなくても、降雨強度Ｒrの発散が生じることがない。
このように、本実施例によれば、発散を好適に防止しつ
つより高精度に、すなわち途中降雨減衰補正を加えつ
つ、降雨強度Ｒrを求めることができる。
装置１４によって距離ｒ・方位毎に分割して算出された
気象エコーの平均受信電力Ｐrを、前述したレーダ方程
式（２）に代入し、途中減衰補正なしの降雨強度Ｒを算
出する（１００）。降雨強度算出装置１６は、このよう
にして得られた降雨強度Ｒを用い、途中降雨減衰補正量
を算出する（１０２）。降雨強度算出装置１６は、算出
した途中降雨減衰補正量を途中降雨減衰補正項として用
いつつ、すなわちレーダ方程式（３）により信号処理装
置１４によって得られる平均受信電力Ｐrを代入するこ
とにより、降雨強度Ｒrを算出する（１０４）。このよ
うにして得られる降雨強度Ｒrは、途中降雨減衰補正量
により補正が加えられた降雨強度Ｒrであるため、これ
を、表示用降雨強度データとして表示装置１８に供給す
ることにより、表示装置１８の画面上に、途中降雨減衰
補正が施された降雨強度に関する情報を表示することが
可能となる。その際、距離毎に降雨強度Ｒr ではなく、
降雨強度Ｒを求めそれを次の距離において途中降雨減衰
補正に用いているため、定数Ｂ，βを高精度に設定して
いなくても、降雨強度Ｒrの発散が生じることがない。
このように、本実施例によれば、発散を好適に防止しつ
つより高精度に、すなわち途中降雨減衰補正を加えつ
つ、降雨強度Ｒrを求めることができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
途中降雨減衰補正項を含まないレーダ方程式に平均受信
電力を代入して降雨強度を求め、この降雨強度に基づき
途中降雨減衰補正量を求めた上で、求めた途中降雨減衰
補正量を途中降雨減衰補正項として用いて降雨強度を求
めるようにしたため、発散の危険を回避しつつ、より高
精度に降雨強度を求めることができる。特に、気象レー
ダ装置において送信周波数として用いられるＳ，Ｃ，Ｘ
バンド等の周波数帯域のうち、波長の短いＸバンド等に
おいてこの効果がより顕著となる。
途中降雨減衰補正項を含まないレーダ方程式に平均受信
電力を代入して降雨強度を求め、この降雨強度に基づき
途中降雨減衰補正量を求めた上で、求めた途中降雨減衰
補正量を途中降雨減衰補正項として用いて降雨強度を求
めるようにしたため、発散の危険を回避しつつ、より高
精度に降雨強度を求めることができる。特に、気象レー
ダ装置において送信周波数として用いられるＳ，Ｃ，Ｘ
バンド等の周波数帯域のうち、波長の短いＸバンド等に
おいてこの効果がより顕著となる。
【図１】本発明の一実施例に係る装置の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
１０ 空中線 １２ 送受信機 １４ 信号処理装置 １６ 降雨強度算出装置 １８ 表示装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高松 政彦 東京都三鷹市下連雀五丁目１番１号 日 本無線株式会社内 (72)発明者 西屋 聡 東京都三鷹市下連雀五丁目１番１号 日 本無線株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−45454（ＪＰ，Ａ) 特公 昭54−38876（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】 周囲に電波を送信し気象目標からの反射
波を受信する送受信手段と、この受信における平均受信
電力を求める平均受信電力算出手段と、求められた平均
受信電力に基づき降雨強度を求める降雨強度算出手段
と、を備え、降雨強度を求める際、途中降雨減衰補正を
実行する気象レーダ装置において、 降雨強度算出手段が、 途中降雨減衰補正項を含まないレーダ方程式に、求めら
れた平均受信電力を代入して降雨強度を求める手段と、 求められた降雨強度に基づき途中降雨減衰補正量を求め
る手段と、 途中降雨減衰補正項を含むレーダ方程式に、求められた
途中降雨減衰補正量を途中降雨減衰補正項として用いつ
つ、求められた平均受信電力を代入して降雨強度を求め
る手段と、 を有することを特徴とする気象レーダ装置。 - 【請求項２】 途中降雨減衰補正項を含まないレーダ方
程式に、気象レーダ装置により求められた平均受信電力
を代入して降雨強度を求め、 求められた降雨強度に基づき途中降雨減衰補正量を求
め、 途中降雨減衰補正項を含むレーダ方程式に、求められた
途中降雨減衰補正量を途中降雨減衰補正項として用いつ
つ、求められた平均受信電力を代入して降雨強度を求
め、 求められた途中降雨減衰補正後の降雨強度を表示装置等
に出力することを特徴とする降雨強度算出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5017769A JP2617673B2 (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 気象レーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5017769A JP2617673B2 (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 気象レーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06230118A JPH06230118A (ja) | 1994-08-19 |
| JP2617673B2 true JP2617673B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=11952928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5017769A Expired - Fee Related JP2617673B2 (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 気象レーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2617673B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014163069A1 (ja) * | 2013-04-01 | 2014-10-09 | 株式会社次世代技術研究所 | レーダの信号処理方法及び装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4762566B2 (ja) * | 2005-02-15 | 2011-08-31 | 三菱電機株式会社 | 気象レーダ装置 |
-
1993
- 1993-02-05 JP JP5017769A patent/JP2617673B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014163069A1 (ja) * | 2013-04-01 | 2014-10-09 | 株式会社次世代技術研究所 | レーダの信号処理方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06230118A (ja) | 1994-08-19 |
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