JP6266188B1 - 気象レーダ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施の形態1における気象レーダ装置の構成を示す図である。図1に示す気象レーダ装置は、アレイアンテナ部11と、送信部12と、受信部13と、信号処理部14と、アンテナ駆動部15と、制御部16とを含む。制御部16は、信号処理部14とアンテナ駆動部15を制御する。
(1)仰角方向に狭く、方位角方向に幅広の扇形の送信ビーム(以下、送信ファンビームという)がアレイアンテナ部11から空中に放射される。
(2)送信ファンビームを放射する仰角方向を変更して仰角方向に電子走査する。送信ファンビームの形状は、方位角方向に決められた角度幅以上の中心角を有するように形成される。送信ファンビームの方位角方向の中心角が決められた角度幅以上なので、送信ファンビームに対する反射波から生成された受信信号を処理して、方位角方向に複数の受信ビームが形成できる。
(3)ビームの向く仰角に応じて、アレイアンテナ部11から放射する上記送信ファンビームの仰角方向と方位角方向のどちらかまたは両方で、ビーム形状を変更することができる。
実施の形態1では、アレイアンテナの方位角が機械的に回転された場合に、ある方位角範囲の観測を継続するために、その方位角範囲に対応させる受信ペンシルビームを切換えていた。しかし、受信ペンシルビームを切換えても、アレイアンテナの方位角が回転されているので受信ペンシルビームの中心が方位角範囲の中心からずれており観測条件が同じにならない。観測精度を上げるには、同じ方位角で決められた観測ヒット数を得ることが望ましい。そこで、実施の形態2では、実施の形態1に示す処理に加え、方位角方向にアレイアンテナを駆動中の観測において、アンテナ駆動部15から信号処理部14に送出する角度信号(アンテナ方位角)を用いて、受信ビーム形成部18の位相制御および重み付け係数制御等を行なう。その結果、方位角方向の送信ファンビーム内において受信ペンシルビームの指向方向をアレイアンテナ部11の向く方向が変化しても、同じ方位角を向いた受信ペンシルビームで観測できる。
実施の形態3の気象レーダ装置は、実施の形態1の処理に加え、アレイアンテナ部11を観測方向に向けて静止し、観測範囲内を区分して、それぞれの区分ごとに送信ファンビームを送信し、送信ファンビームの範囲内を複数の受信ペンシルビームにより観測する観測モードを有する点が特徴である。観測方向と範囲は外部から入力される。
実施の形態4では、実施の形態1に示すような方位角方向に広い送信ファンビームと、方位角方向に並ぶ数が仰角方向に並ぶ数よりも多い受信ペンシルビームとを用いることに加えて以下のようにこれらのビームの形状に変形を加える。
Claims (5)
- 水平方向および仰角方向にアンテナ素子が配列され、空間に送信波を放射し、前記送信波が空間で反射された反射波を受信するアレイアンテナ部と、
前記アレイアンテナ部を方位角方向に機械的に回動させるアンテナ駆動部と、
方位角方向に決められた角度幅以上の中心角を有する送信ファンビームを形成するように、それぞれの前記アンテナ素子から放射される前記送信波の振幅および位相を制御する送信部と、
前記送信ファンビームに対する前記反射波から前記アンテナ素子が生成する受信信号を処理して、方位角方向に複数の受信ビームを形成する受信ビーム形成部と、
前記アンテナ駆動部により回動する前記アレイアンテナ部が向く方位角であるアンテナ方位角が入力され、複数の前記受信ビームを、方位角の決められた範囲である方位角範囲にそれぞれ割付ける受信ビーム割付部と、
前記受信ビーム割付部で前記方位角範囲に割付けられた前記受信ビームから前記方位角範囲ごとに気象観測の結果を示す情報を得る気象観測部とを備えた、気象レーダ装置。 - 前記受信ビーム形成部は、前記アンテナ方位角が入力され、前記方位角範囲ごとに決められた観測方位角を向くように、前記アンテナ方位角に応じて前記アレイアンテナ部に対する相対的な方位角の方向を変更して前記受信ビームを形成する、請求項1に記載の気象レーダ装置。
- 前記受信ビーム形成部は、仰角方向にも複数の前記受信ビームを形成する、請求項1または請求項2に記載の気象レーダ装置。
- 前記送信部は、第1の仰角範囲に形成された第1の送信ファンビームを、前記第1の仰角範囲よりも低い第2の仰角範囲に形成された第2の送信ファンビームと比べて、方位角方向の中心角を大きく形成し、
前記受信ビーム形成部は、前記第1の仰角範囲における複数の前記受信ビームを、前記第2の仰角範囲における複数の前記受信ビームと比べて、方位角方向の間隔を大きく形成する、請求項3に記載の気象レーダ装置。 - 前記アンテナ駆動部、前記送信部、前記受信ビーム形成部、前記受信ビーム割付部および前記気象観測部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、静止観測時に前記アレイアンテナ部が向く方位角である静止観測方位角を前記アレイアンテナ部が向いて静止するように前記アンテナ駆動部を制御し、
前記制御部は、前記静止観測方位角を含む決められた方位角および仰角の範囲である静止観測範囲を分割して覆う複数の前記送信ファンビームを生成するように前記送信部を制御し、
前記制御部は、前記送信ファンビームごとに複数の前記受信ビームを形成して、前記静止観測範囲の気象観測の結果を示す情報を得るように、前記受信ビーム形成部、前記受信ビーム割付部および前記気象観測部を制御する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の気象レーダ装置。
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