JPH01280272A - レーザレーダ - Google Patents
レーザレーダInfo
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- JPH01280272A JPH01280272A JP63109764A JP10976488A JPH01280272A JP H01280272 A JPH01280272 A JP H01280272A JP 63109764 A JP63109764 A JP 63109764A JP 10976488 A JP10976488 A JP 10976488A JP H01280272 A JPH01280272 A JP H01280272A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/95—Lidar systems specially adapted for specific applications for meteorological use
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
- G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
- G01N21/538—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke for determining atmospheric attenuation and visibility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は空間中に存在する物体の形状、方位、距離を検
知するレーザレータに係わり、特に気象条件の変化に係
わらず常に一定の探知距離を得るのに好適なレーザレー
ダに関する。
知するレーザレータに係わり、特に気象条件の変化に係
わらず常に一定の探知距離を得るのに好適なレーザレー
ダに関する。
従来のレーザレーダは、特開昭５０−１３７７６２号に
記載のように、レーザビームは目標捕捉中は平行なペン
シルビームで送信し、レーザビームが目標からはずれた
ときは垂直方向に拡がったファンビームで送信し、目標
物が再捕捉されると再びペンシルビームに戻すようにし
ていた。
記載のように、レーザビームは目標捕捉中は平行なペン
シルビームで送信し、レーザビームが目標からはずれた
ときは垂直方向に拡がったファンビームで送信し、目標
物が再捕捉されると再びペンシルビームに戻すようにし
ていた。
上記従来技術は、レーザビームの拡がり角の異なる２種
類のビームを使用しているが、目標物の捕捉のみに着目
してレーザビームの拡がり角を変えるものであり、レー
ザ光の大気中での減衰の点については配慮されていなか
った。そこで、気象条件により大気中でのレーザ光の減
衰率が変動することから、同一のビーム角で目標物を探
知した際、レーザビームで探知できる距離即ち探知距離
が異なるという問題があった。
類のビームを使用しているが、目標物の捕捉のみに着目
してレーザビームの拡がり角を変えるものであり、レー
ザ光の大気中での減衰の点については配慮されていなか
った。そこで、気象条件により大気中でのレーザ光の減
衰率が変動することから、同一のビーム角で目標物を探
知した際、レーザビームで探知できる距離即ち探知距離
が異なるという問題があった。
本発明の目的は、大気中でのレーザ光の減衰率が変動し
ても常に一定の探知距離が得られるレーザレーダ、並び
にそのレーザレーダの走査方法及びレーザビーム整形器
を提供することにある。
ても常に一定の探知距離が得られるレーザレーダ、並び
にそのレーザレーダの走査方法及びレーザビーム整形器
を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するため、視程を計測する手
段と、該手段より得られる視程から大気中でのレーザ光
の減衰率を求め、この求められた減衰率と探知する最小
の目標物形状及び最長の探知距離を入力しレーザビーム
角を決定する手段と、該手段より得られるレーザビーム
角となるようにレーザビーム角を可変する手段とを設け
たことを特徴とするレーザレーダを提供する。
段と、該手段より得られる視程から大気中でのレーザ光
の減衰率を求め、この求められた減衰率と探知する最小
の目標物形状及び最長の探知距離を入力しレーザビーム
角を決定する手段と、該手段より得られるレーザビーム
角となるようにレーザビーム角を可変する手段とを設け
たことを特徴とするレーザレーダを提供する。
前記レーザビーム角を決定する手段は、好ましくはさら
に、目標物を探索する領域を設定し、レーザビームの集
光限界を計算し、前記決定されたレーザビーム角が該目
標値を探索する領域より広いときは、レーザビーム角を
該目標物を探索する領域と一致させ、前記レーザビーム
角が前記レーザビームの集光限界より小さいときは、該
レーザビーム角を該レーザビーム角の集光限界と一致さ
せるようにしている。
に、目標物を探索する領域を設定し、レーザビームの集
光限界を計算し、前記決定されたレーザビーム角が該目
標値を探索する領域より広いときは、レーザビーム角を
該目標物を探索する領域と一致させ、前記レーザビーム
角が前記レーザビームの集光限界より小さいときは、該
レーザビーム角を該レーザビーム角の集光限界と一致さ
せるようにしている。
また本発明は、目標物を探知する途中で、レーザレーダ
から特定の距離に置かれた構造物にレーザビームを送信
しその反射波から大気中でのレーザ光の減衰率を求め、
この求められた減衰率と探知する最小の目標物形状及び
最長の探知距離を入力しレーザビーム角を決定する手段
と、該手段より得られるレーザビーム角となるようにレ
ーザビーム角を可変する手段とを設けたことを特徴とす
るレーザレーダを提供する。
から特定の距離に置かれた構造物にレーザビームを送信
しその反射波から大気中でのレーザ光の減衰率を求め、
この求められた減衰率と探知する最小の目標物形状及び
最長の探知距離を入力しレーザビーム角を決定する手段
と、該手段より得られるレーザビーム角となるようにレ
ーザビーム角を可変する手段とを設けたことを特徴とす
るレーザレーダを提供する。
本発明はさらに、気温、湿度、気圧及び雨量を計測する
手段と、該手段より得られる気温、湿度、気圧及び雨量
から大気中でのレーザ光の’ＡＨ率を求め、この求めら
れた減衰率と探知する最小の目標物形状及び最長の探知
距離を入力しレーザビーム角を決定する手段と、該手段
より得られるレーザビーム角となるようにレーザビーム
角を可変する手段とを設けたことを特徴とするレーザレ
ーダを提供する。
手段と、該手段より得られる気温、湿度、気圧及び雨量
から大気中でのレーザ光の’ＡＨ率を求め、この求めら
れた減衰率と探知する最小の目標物形状及び最長の探知
距離を入力しレーザビーム角を決定する手段と、該手段
より得られるレーザビーム角となるようにレーザビーム
角を可変する手段とを設けたことを特徴とするレーザレ
ーダを提供する。
また本発明は、上記目的を達成するため、探索領域内を
レーザビームによる走査が終了する毎に、大気中でのレ
ーザ光の減衰率、探知する最小の目標物形状及び最長の
探知距離からレーザビーム角を決定し、この得られたレ
ーザビーム角となるようレーザビーム角を可変し、次の
走査を繰り返すことを特徴とするレーザレーダの走査方
法を提供する。
レーザビームによる走査が終了する毎に、大気中でのレ
ーザ光の減衰率、探知する最小の目標物形状及び最長の
探知距離からレーザビーム角を決定し、この得られたレ
ーザビーム角となるようレーザビーム角を可変し、次の
走査を繰り返すことを特徴とするレーザレーダの走査方
法を提供する。
本発明はさらに、レーザビームを入力し、レーザビーム
の形状を変えるレーザビーム整形器において、凹面対物
鏡と凸面対物鏡を同一光軸上に設け、前記凹面対物鏡と
凸面対物鏡との相対的な距離を変える手段を設けたこと
を特徴とするレーザビーム整形器を提供する。
の形状を変えるレーザビーム整形器において、凹面対物
鏡と凸面対物鏡を同一光軸上に設け、前記凹面対物鏡と
凸面対物鏡との相対的な距離を変える手段を設けたこと
を特徴とするレーザビーム整形器を提供する。
探知距ＩＲ、レーザビーム角θｔとの関係は、次式のレ
ーダ方程式から得られる。
ーダ方程式から得られる。
）’ｒ＝ （］）
π （Ｄ十θｔＲ）２Ｒ２ 但し、（ａｌＲ）”−π＞Ａｔの場合である。なお、上
記（１）式において、 ＰＯ：レーザ出力 Ｋｔ 二送信系効率に「：受信
系効率 Ａｒ：受信系開口Ａｔ ：目標断面積
Ｄ＝送信系開口δ：反射係数 Ｐ「：受信電
力（１）式は通常、Ｄ（ａｌＲのため次式で近似できる
。
π （Ｄ十θｔＲ）２Ｒ２ 但し、（ａｌＲ）”−π＞Ａｔの場合である。なお、上
記（１）式において、 ＰＯ：レーザ出力 Ｋｔ 二送信系効率に「：受信
系効率 Ａｒ：受信系開口Ａｔ ：目標断面積
Ｄ＝送信系開口δ：反射係数 Ｐ「：受信電
力（１）式は通常、Ｄ（ａｌＲのため次式で近似できる
。
・・・（２）
ここでＴ（Ｒ）＝６− ａｌＲ，減衰率 ［１／ｂ］α
ｔ：：Ｊｔ４衰定数［１／に真］ Ｔ （Ｒ）は大気中でのレーザ光の減衰率を表わし、レ
ーザ波長、気象条件により異なるαを及び探知距離Ｒに
より表わされる。
ｔ：：Ｊｔ４衰定数［１／に真］ Ｔ （Ｒ）は大気中でのレーザ光の減衰率を表わし、レ
ーザ波長、気象条件により異なるαを及び探知距離Ｒに
より表わされる。
受光検出器の最小感度をＰｓとすれば、（２）式より得
られる受信電力Ｐ「が、Ｐｓより大きい場合には目標物
を検知できる。レーザレーダで制御できる量はレーザ出
力Ｐａとレーザビーム角θｔである。減衰率Ｔ （Ｒ）
が大きくなり、Ｐｓ ＞Ｐｒとなり目標物を検知できな
い場合、（２）式から分かるようにＰｏを大きくするか
、θｔを小さくすれば良い。
られる受信電力Ｐ「が、Ｐｓより大きい場合には目標物
を検知できる。レーザレーダで制御できる量はレーザ出
力Ｐａとレーザビーム角θｔである。減衰率Ｔ （Ｒ）
が大きくなり、Ｐｓ ＞Ｐｒとなり目標物を検知できな
い場合、（２）式から分かるようにＰｏを大きくするか
、θｔを小さくすれば良い。
ところで、探索領域角θＳとずればθＳ≦θｔの場合は
、レーザビーム走査する必要はない、しかしθＳ〉θｔ
のときは、走査が必要となるため、θｔは可能な限り大
きい方が良い。
、レーザビーム走査する必要はない、しかしθＳ〉θｔ
のときは、走査が必要となるため、θｔは可能な限り大
きい方が良い。
そこで（２）式よりθｔを決定すれば、一定探知「計重
のレーザレーダが得られる。
のレーザレーダが得られる。
即ち、上記（２）式からθｔについて解くと次式となる
。
。
・・・（３）
この（３）式において、探知距離Ｒに必要な最長探知距
離Ｒｌ１ａＸを、Ａｔ ・δの代りに必要な最小探知形
状Ａ ｎｉｎを代入すれば、減衰率Ｔ （Ｒ）の変動に
係わらず最長探知距離Ｒｎａｘを一定探知距離とするレ
ーザビーム角θｔが得られる。但し、大気中でのレーザ
光の減衰率Ｔ （Ｒ）は未知数である。
離Ｒｌ１ａＸを、Ａｔ ・δの代りに必要な最小探知形
状Ａ ｎｉｎを代入すれば、減衰率Ｔ （Ｒ）の変動に
係わらず最長探知距離Ｒｎａｘを一定探知距離とするレ
ーザビーム角θｔが得られる。但し、大気中でのレーザ
光の減衰率Ｔ （Ｒ）は未知数である。
そこで本発明では、レーザ光の減衰率Ｔ （Ｒ）を推定
し、レーザ出力Ｐｏ 、 ｆｉ長探知距離ＲｌａＸ、最
小目標断面積Ａ ｎｉｎ及び減衰率Ｔ （Ｒ）を入力し
、（３）式によりレーザビーム角θｔを決定する手段と
、これにより得られたθｔにレーザビームを成形する手
段とを設け、これにより、気象条件により大気中での減
衰率Ｔ （Ｒ）が変動しても、常に所望の最長探知距離
Ｒ１ａｘを得ることができる。
し、レーザ出力Ｐｏ 、 ｆｉ長探知距離ＲｌａＸ、最
小目標断面積Ａ ｎｉｎ及び減衰率Ｔ （Ｒ）を入力し
、（３）式によりレーザビーム角θｔを決定する手段と
、これにより得られたθｔにレーザビームを成形する手
段とを設け、これにより、気象条件により大気中での減
衰率Ｔ （Ｒ）が変動しても、常に所望の最長探知距離
Ｒ１ａｘを得ることができる。
レーザ光の減衰率の推定は、視程を計測し、この視程か
ら減衰率を求めることにより行なう、また、目標物を探
知する途中で、レーザレーダから特定の距離に置かれた
構造物にレーザビームを送信しその反射波から減衰率を
求めることもでき、さらに、気温、湿度、気圧及び雨量
を計測し、この気温、湿度、気圧及び雨量から大気中で
のレーザ光の減衰率を求めるもできる。
ら減衰率を求めることにより行なう、また、目標物を探
知する途中で、レーザレーダから特定の距離に置かれた
構造物にレーザビームを送信しその反射波から減衰率を
求めることもでき、さらに、気温、湿度、気圧及び雨量
を計測し、この気温、湿度、気圧及び雨量から大気中で
のレーザ光の減衰率を求めるもできる。
また本発明では、決定されたレーザビーム角が目Ｆ５１
ｉａの探索領域より広いときは該探索領域と一致させる
ことにより、目標物からの反射波の強度を高くすること
ができ、決定されたレーザビーム角がレーザビームの集
光限界より小さいときは該集光限界と一致させることに
より、レーザビーム角が集光限界以下になることを防止
し、目標物を確実、に探査することができる。
ｉａの探索領域より広いときは該探索領域と一致させる
ことにより、目標物からの反射波の強度を高くすること
ができ、決定されたレーザビーム角がレーザビームの集
光限界より小さいときは該集光限界と一致させることに
より、レーザビーム角が集光限界以下になることを防止
し、目標物を確実、に探査することができる。
また本発明では、レーザレーダの走査方法において、探
索領域内をレーザビームによる走査が終了する毎にレー
ザビーム角を決定し、レーザビーム角を可変して次の走
査を繰り返すことにより、直線走査の途中でレーザビー
ム角が変わることがないので、探索領域の全域を確実に
ラスク走査することができる。
索領域内をレーザビームによる走査が終了する毎にレー
ザビーム角を決定し、レーザビーム角を可変して次の走
査を繰り返すことにより、直線走査の途中でレーザビー
ム角が変わることがないので、探索領域の全域を確実に
ラスク走査することができる。
また本発明では、レーザビーム整形器において、凹面対
物鏡と凸面対物鏡との相対的な距離を変える構成を採用
することにより、反射鏡はレンズに比べ耐エネルギー性
か高く、高エネルギーにも対応することができる。
物鏡と凸面対物鏡との相対的な距離を変える構成を採用
することにより、反射鏡はレンズに比べ耐エネルギー性
か高く、高エネルギーにも対応することができる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
本発明の一実施例を示す第１図において、レーザレーダ
は、送信レーザビーム用のレーザ源１、ビームスプリッ
タ−２、レーザビーム整形器３、レーザビームを探索領
域中で走査するための走査鏡４、目標物からの反射光を
検出する光検出器５、光検出器５の出力と走査鏡４の走
査角がら目標物の方位、距離を測定する回路６、視程セ
ンサ７、視程センサ７の出力Ｖと目標物の最長探知距Ｍ
Ｒｍａｘ及び最少探知形状Ａｎｉｎからビーム角θｔを
決定する回Ｆ＃Ｉ８からなっている。
は、送信レーザビーム用のレーザ源１、ビームスプリッ
タ−２、レーザビーム整形器３、レーザビームを探索領
域中で走査するための走査鏡４、目標物からの反射光を
検出する光検出器５、光検出器５の出力と走査鏡４の走
査角がら目標物の方位、距離を測定する回路６、視程セ
ンサ７、視程センサ７の出力Ｖと目標物の最長探知距Ｍ
Ｒｍａｘ及び最少探知形状Ａｎｉｎからビーム角θｔを
決定する回Ｆ＃Ｉ８からなっている。
レーザ源１から出力されたレーザ光は、ビームスプリッ
タ２を介し、レーザビーム整形器３に入力される。整形
器３では、と−角決定回路８で求めたレーザビーム角θ
ｔとなるようなレーザビームを整形する。レーザビーム
整形器３から出力された送信レーザビーム９は、走査鏡
４により探索領域中を走査される。目標物に送信レーザ
ビーム９が当り、その反射光１０は、走査鏡４、レーザ
ビーム整形器３を介し、ビームスプリッタ−２より光検
出器５へ導かれる。光検出器５の出力と走査角度により
目標物の方位が検知でき、レーザ光を送信してから反射
波を受信するまでの伝般時間を測定することにより距離
を測定できる。
タ２を介し、レーザビーム整形器３に入力される。整形
器３では、と−角決定回路８で求めたレーザビーム角θ
ｔとなるようなレーザビームを整形する。レーザビーム
整形器３から出力された送信レーザビーム９は、走査鏡
４により探索領域中を走査される。目標物に送信レーザ
ビーム９が当り、その反射光１０は、走査鏡４、レーザ
ビーム整形器３を介し、ビームスプリッタ−２より光検
出器５へ導かれる。光検出器５の出力と走査角度により
目標物の方位が検知でき、レーザ光を送信してから反射
波を受信するまでの伝般時間を測定することにより距離
を測定できる。
ビーム角決定回路８においてはレーザビーム角θｔは次
のようにして決定される。
のようにして決定される。
前述したように、θｔは以下の（３）式から求まる。
・・・（３）
この（３）式において、探知距ＭＲに必要な最長探知距
＠ Ｒｌ１ａｘを、Ａｔ ・δの代りに必要な最小探知
形状Ａ１ｎを代入すれば、減衰率Ｔ （Ｒ）の変動に係
わらず最長探知距離Ｒｍａｘを一定探知距離とするレー
ザビーム角θｔが得られる。ここで大気中でのレーザ光
の減衰率Ｔ （Ｒ）は未知数であり、この減衰率Ｔ （
Ｒ）は次の式で与えられる。
＠ Ｒｌ１ａｘを、Ａｔ ・δの代りに必要な最小探知
形状Ａ１ｎを代入すれば、減衰率Ｔ （Ｒ）の変動に係
わらず最長探知距離Ｒｍａｘを一定探知距離とするレー
ザビーム角θｔが得られる。ここで大気中でのレーザ光
の減衰率Ｔ （Ｒ）は未知数であり、この減衰率Ｔ （
Ｒ）は次の式で与えられる。
Ｔ（Ｒ）＝ｅ ″（Ｚ Ｔ Ｒ（４）α：減衰定数
αｔが該知であれば上式よりＴ ｆＲ）を求めることが
できるが、αｔは直接測定できない、そこで、大気の減
衰率Ｔ （Ｒ）と視程Ｖの間には、次式の関係が成立す
ることから、視程センサ８により■を測定すれば、Ｔ
（Ｒ）を求めることができる。
できるが、αｔは直接測定できない、そこで、大気の減
衰率Ｔ （Ｒ）と視程Ｖの間には、次式の関係が成立す
ることから、視程センサ８により■を測定すれば、Ｔ
（Ｒ）を求めることができる。
Ｔ（Ｒ） ＝ｅｘＤ（−３，９１Ｒ／Ｖ（０，５５／λ
）Ｐ）・・・（５） ここでλ：レーザ波長 Ｐ： １．３ Ｖ≧６に論０、５８５
Ｖ １／３Ｖ ＜ ６ ｋｍこのように本実施例によれ
ば、レーザ光の減衰率が変化しても、最長探知距離及び
最小探知形状が常に一定の性能を有するレーザレーダを
構成できる。
）Ｐ）・・・（５） ここでλ：レーザ波長 Ｐ： １．３ Ｖ≧６に論０、５８５
Ｖ １／３Ｖ ＜ ６ ｋｍこのように本実施例によれ
ば、レーザ光の減衰率が変化しても、最長探知距離及び
最小探知形状が常に一定の性能を有するレーザレーダを
構成できる。
次に本発明の第２の実施例について説明する。
本実施例は、上記実施例のビーム角決定回路８に以下に
述べる機能を付加したものである。
述べる機能を付加したものである。
第２図に示すように、本実施例のレーザレーダ１１にお
いてレーザビーム角θｔを決定し、探索領域角θＳの範
囲で目標物１３を探索する場合、θｔくθＳのときは第
２図に示す走査経路１２でθＳ中を走査する。ここで、
θｔがθＳ≦θｔの場合にはレーザ光を走査する必要は
ない、そこで、ビーム角決定回路８Ａでは、（３）式に
より求めたθｔとθＳを比較し、θＳ≦θｔの場合には
θｔ＝θＳとする。このようにすれば、走査時間を無く
すと共に、６８以上にθｔを広げることがないので、目
標物１３からの反射波１０の強度がθｔ〉θＳの場合よ
り高くできる。
いてレーザビーム角θｔを決定し、探索領域角θＳの範
囲で目標物１３を探索する場合、θｔくθＳのときは第
２図に示す走査経路１２でθＳ中を走査する。ここで、
θｔがθＳ≦θｔの場合にはレーザ光を走査する必要は
ない、そこで、ビーム角決定回路８Ａでは、（３）式に
より求めたθｔとθＳを比較し、θＳ≦θｔの場合には
θｔ＝θＳとする。このようにすれば、走査時間を無く
すと共に、６８以上にθｔを広げることがないので、目
標物１３からの反射波１０の強度がθｔ〉θＳの場合よ
り高くできる。
一方、レーザビーム角θｔは、レーザビーム整形器３の
開口りや大気の状態により最小の集光限界がある。説明
の簡単なため、強度分布が半径方向にガウス分布をする
ガウスビームを考える。このときの集光限界θ１ｉＩｌ
ｉｔは次式で与えられる。
開口りや大気の状態により最小の集光限界がある。説明
の簡単なため、強度分布が半径方向にガウス分布をする
ガウスビームを考える。このときの集光限界θ１ｉＩｌ
ｉｔは次式で与えられる。
・・・（６）
ここでλ：波長 Ｄ：開口径
Ｃｎ：屈折率構造関数
このθ１ｉｎｉｔよりレーザビーム角θｔは小さくでき
ないので、ビーム角決定回路８Ａで（３）式により求め
たθｔとθ１ｉｎｉｔを比較し、θｔくθｌ１Ｉｌｉｔ
であればθｔ＝θｌｉＩ′Ｉｉｔとする。
ないので、ビーム角決定回路８Ａで（３）式により求め
たθｔとθ１ｉｎｉｔを比較し、θｔくθｌ１Ｉｌｉｔ
であればθｔ＝θｌｉＩ′Ｉｉｔとする。
以上説明したビーム角決定回路８Ａで行われる制御内容
のフローチャートを第３図に示す、ステップ１００，１
０２．１０２において上述した方法でレーザビーム角θ
ｔを決定する。ステップ１０３で、θｔ≧θＳを判断し
、ＹＥＳの場合はステップ１０４でθを一θＳと置く９
次いでステップ１０５でθｔくθ１ｉＩｌｉｔを判断し
、ＹＥＳの場合はステップ１０６でθｔ＝θ１１ｍ１ｔ
と置く、ステップ１０７では、このようにして決定され
たθｔをレーザビーム整形器３へ出力する。
のフローチャートを第３図に示す、ステップ１００，１
０２．１０２において上述した方法でレーザビーム角θ
ｔを決定する。ステップ１０３で、θｔ≧θＳを判断し
、ＹＥＳの場合はステップ１０４でθを一θＳと置く９
次いでステップ１０５でθｔくθ１ｉＩｌｉｔを判断し
、ＹＥＳの場合はステップ１０６でθｔ＝θ１１ｍ１ｔ
と置く、ステップ１０７では、このようにして決定され
たθｔをレーザビーム整形器３へ出力する。
このようにすることにより、目標物からの反射波の強度
を高くすることができると共に、レーザビーム角が集光
限界以下になることを防止し、目標物を確実に探査する
ことができる。
を高くすることができると共に、レーザビーム角が集光
限界以下になることを防止し、目標物を確実に探査する
ことができる。
次に大気中の減衰率Ｔ （Ｒ）を推定し、レーザビーム
角θｔを決定する本発明の他の実施例について、第４図
をもとに説明する０図中第１図に示す部材と同等の部材
には同じ符号を付している。
角θｔを決定する本発明の他の実施例について、第４図
をもとに説明する０図中第１図に示す部材と同等の部材
には同じ符号を付している。
本実施例のレーザレーダにおいては、探索する前、ある
いは探索中のある一定期間中に、第４図に示す距ｕＲ５
形状Ａδの既知の擬似目標１４を用いて大気中の減衰率
を測定する。
いは探索中のある一定期間中に、第４図に示す距ｕＲ５
形状Ａδの既知の擬似目標１４を用いて大気中の減衰率
を測定する。
以下その動作について述べる。まずビーム角決定回路８
Ｂからレーザビーム角θｔ＝θ１の指令値をレーザビー
ム整形器３に入力し、Ｗｉ似目標物１４に向けてレーザ
ビーム９を送信する。擬似目標物１４からの反射波１０
を、走査鏡４、レーザビーム整形器３、ビームスプリッ
タ−２を介して光検出器６で受信する。この光検出器６
では、反射波１０の受信電力Ｐ「を測定し、ビーム角決
定回路８ＢにＰ「を出力する。ビーム角決定回路８では
、（１）式を用いて次式よりＴ （ｎ）を計算する。
Ｂからレーザビーム角θｔ＝θ１の指令値をレーザビー
ム整形器３に入力し、Ｗｉ似目標物１４に向けてレーザ
ビーム９を送信する。擬似目標物１４からの反射波１０
を、走査鏡４、レーザビーム整形器３、ビームスプリッ
タ−２を介して光検出器６で受信する。この光検出器６
では、反射波１０の受信電力Ｐ「を測定し、ビーム角決
定回路８ＢにＰ「を出力する。ビーム角決定回路８では
、（１）式を用いて次式よりＴ （ｎ）を計算する。
・・・（７）
これによりＴ （Ｒ）が既知となるから、（３）式より
θｔが次式のように決定できる。
θｔが次式のように決定できる。
θｔ＝
・・・（８）
このように本実施例によれば、レーザレーダ固有の機能
のみでθｔを決定できる。
のみでθｔを決定できる。
次に大気中の減衰率Ｔ （Ｒ）を気温、湿度、気圧等か
ら推定する本発明の一実施例について説明する。レーザ
光の大気中での減衰の原因は、大気中の粒子による吸収
と散乱である。ここで大気中の粒子とは、空気の分子、
微粒子（ａｅｒｓｏ ｌ ）、水滴（霧滴、雨滴）等を
いう、減衰の要因の一つである吸収は、主として水蒸気
Ｈ２０と炭酸ガスＣＯ２によって赤外の波長帯で生ずる
。Ｃ０２の濃度は大気中では天候に係わらずほぼ一定で
ある。−方、ト■２０による吸収は、大気の湿度と温度
とから得られるａｔｍ水量によって決まる。
ら推定する本発明の一実施例について説明する。レーザ
光の大気中での減衰の原因は、大気中の粒子による吸収
と散乱である。ここで大気中の粒子とは、空気の分子、
微粒子（ａｅｒｓｏ ｌ ）、水滴（霧滴、雨滴）等を
いう、減衰の要因の一つである吸収は、主として水蒸気
Ｈ２０と炭酸ガスＣＯ２によって赤外の波長帯で生ずる
。Ｃ０２の濃度は大気中では天候に係わらずほぼ一定で
ある。−方、ト■２０による吸収は、大気の湿度と温度
とから得られるａｔｍ水量によって決まる。
一方、粒子による散乱は、粒子の大きさと波長との関係
によってレイリー散乱とミー散乱がある。
によってレイリー散乱とミー散乱がある。
レイリー散乱は、粒子の大きさか波長に比べて小さい場
合の散乱である。ミー散乱は粒子の大きさが大きい場合
であり、粒子の大きさが波長より大きい場合には、散乱
量の波長依存性は無くなる。
合の散乱である。ミー散乱は粒子の大きさが大きい場合
であり、粒子の大きさが波長より大きい場合には、散乱
量の波長依存性は無くなる。
以上説明したように大中での減衰は、大気中の粒子によ
る吸収と散乱により起る。そこで大気中の粒子の量を計
測できれば、大気中での減衰率′ｒ（Ｉｔ）は計算でき
る。
る吸収と散乱により起る。そこで大気中の粒子の量を計
測できれば、大気中での減衰率′ｒ（Ｉｔ）は計算でき
る。
ところで、粒子の量は、波長、湿度、雨量、気温、気圧
によって変わる。また上述のパラメータによる大気の減
衰率Ｔ （Ｒ）も既知であり、多くの文献で公開されて
いる。下記に代表的文献をあげる。
によって変わる。また上述のパラメータによる大気の減
衰率Ｔ （Ｒ）も既知であり、多くの文献で公開されて
いる。下記に代表的文献をあげる。
（１）Ｅ、Ａ、Ｂａｒｎｈａｒｄｔ ＆ Ｊ、Ｌ、５ｔ
ｒｅｅｔ：”Ａ Ｍｅｔｈｏｄ ｆ。
ｒｅｅｔ：”Ａ Ｍｅｔｈｏｄ ｆ。
ｒ Ｐｒｅｄｉｔｉｎｇ Ａｔ１Ｏ３ＤｎｅｒｉＣＡｅ
ｒＳＯＩ ５ＣａｔｔｅｒｉｎＱ Ｃ０ｅｆｆｉＣｉ１
３ｎｔＳ ｉｎ ｔｈｅ Ｉｎｆｒａｒｅｄ”＾ｐｐｌ
： ｈｔ、 ９１３３７（１９７０）。
ｒＳＯＩ ５ＣａｔｔｅｒｉｎＱ Ｃ０ｅｆｆｉＣｉ１
３ｎｔＳ ｉｎ ｔｈｅ Ｉｎｆｒａｒｅｄ”＾ｐｐｌ
： ｈｔ、 ９１３３７（１９７０）。
（２）Ｄ、Ｂ、Ｒｅｎｃｈ ＆ Ｒ，に、Ｌｏｎａ：”
Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ５ｔｕｄｉｅｓ ｏｆ Ｅｘ
ｔｉｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉ
ｎｇ ｂｙ Ａｅｒｏｓｅｌｓ、Ｆｏｇａｎｄ Ｒａ１
ｎ ａｔ １０．６μａｎｄ ０．６３μ”Ａｐｐｌ、
０ｐｔ４．７．１５６３（１９７０）。
Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ５ｔｕｄｉｅｓ ｏｆ Ｅｘ
ｔｉｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉ
ｎｇ ｂｙ Ａｅｒｏｓｅｌｓ、Ｆｏｇａｎｄ Ｒａ１
ｎ ａｔ １０．６μａｎｄ ０．６３μ”Ａｐｐｌ、
０ｐｔ４．７．１５６３（１９７０）。
（３）Ｔ、Ｓ、Ｃｈｕ ＆ Ｄ、Ｃ，ＩＩｏａａ：
Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｐｒｅｄｉｃｔｉ。
Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｐｒｅｄｉｃｔｉ。
ｎ ａｔ Ｏ，６３，３，５ａｎｄ １０．６旧ｃｒｏ
ｎｓ”Ｂｅ１ｌ Ｓｙｓ。
ｎｓ”Ｂｅ１ｌ Ｓｙｓ。
Ｔｅｃｈ、Ｊ、 、 ４７．７２３（Ｍａｙ−Ｊｕｎｅ
、 １９６８）。
、 １９６８）。
ｆ４）Ａ、Ｐ、Ｈｅｄｉｃａ ＆ Ｉｌ、に１ｅｉ
ｎａｎ：”５ｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｇｌｏｂ
ａｌ ＩＲＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ＴｒａｎｓＩｌｉ
ｓｓｉｏｎ”：旧Ｔ、ＡＤ−ＡＯ２４３１１（１９７６
）。
ｎａｎ：”５ｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｇｌｏｂ
ａｌ ＩＲＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ＴｒａｎｓＩｌｉ
ｓｓｉｏｎ”：旧Ｔ、ＡＤ−ＡＯ２４３１１（１９７６
）。
第５図に気温２０℃、伝ｍ距離１ ｋｍにおける大気中
の透過率（＝１−：＄４衰率）の計算結果を示す。
の透過率（＝１−：＄４衰率）の計算結果を示す。
このように、気温、湿度、雨量、気圧が分かれば大気の
減衰率Ｔ （Ｒ）は計算により求めることができる。
減衰率Ｔ （Ｒ）は計算により求めることができる。
上記原理により減衰率を求める本発明の実施例を第６図
を用いて説明する０図に示すように、気温センサ１４．
湿度センサ１５．雨量センサ１６゜気圧センサ１７を設
け、これらの測定結果をビーム角決定回路８Ｃに入力す
ることにより、上述したような第５図の透過率より減衰
率を計算し、ビーム角決定回路８Ｃでａｔを決定しレー
ザビーム整形器３に出力する。
を用いて説明する０図に示すように、気温センサ１４．
湿度センサ１５．雨量センサ１６゜気圧センサ１７を設
け、これらの測定結果をビーム角決定回路８Ｃに入力す
ることにより、上述したような第５図の透過率より減衰
率を計算し、ビーム角決定回路８Ｃでａｔを決定しレー
ザビーム整形器３に出力する。
このように本実施例によれば、大気中での減衰率’Ｔ”
（Ｉｔ）が変化してもレーザレーダの探知距離、探知形
状を一定値以上に維持できる。上述の実施例では、気圧
、気温、湿度、雨量の各センサ１個の場合について述べ
たが、各センサを複数個、異なる場所に設置し、各測定
値の平均を、ａｔを決定するのに用いることは容易に類
推できる。
（Ｉｔ）が変化してもレーザレーダの探知距離、探知形
状を一定値以上に維持できる。上述の実施例では、気圧
、気温、湿度、雨量の各センサ１個の場合について述べ
たが、各センサを複数個、異なる場所に設置し、各測定
値の平均を、ａｔを決定するのに用いることは容易に類
推できる。
次に第７図を用いて本発明の他の実施例を説明する。気
温、湿度等の気象データは、気象庁測候所１８及び気象
衛星１９により定期的に観測されている。そこで、気象
庁測候所１８のデータは、電話機２０により受は取りビ
ーム角決定回路８Ｄ入力する。また気象衛星１９からの
データは、直接マイクロ波で地球上へ送信されているこ
とから、受信ｆｉ２１により受信し、ビーム角決定回路
８Ｄへ入力する。この実施例によれば、気圧センサ１４
等の局地的なデータだけでなく、広範囲の気象データが
得られることから、大気中での７Ａ衰率Ｔ（Ｒ）の推定
精度が向上する。
温、湿度等の気象データは、気象庁測候所１８及び気象
衛星１９により定期的に観測されている。そこで、気象
庁測候所１８のデータは、電話機２０により受は取りビ
ーム角決定回路８Ｄ入力する。また気象衛星１９からの
データは、直接マイクロ波で地球上へ送信されているこ
とから、受信ｆｉ２１により受信し、ビーム角決定回路
８Ｄへ入力する。この実施例によれば、気圧センサ１４
等の局地的なデータだけでなく、広範囲の気象データが
得られることから、大気中での７Ａ衰率Ｔ（Ｒ）の推定
精度が向上する。
レーザレーダは原理的に気温、湿度、気圧を測定するこ
とができる。そこで次に目標物１３を探索する過程で、
各気象データを計測しａｔを可変する本発明の実施例に
ついて説明する。
とができる。そこで次に目標物１３を探索する過程で、
各気象データを計測しａｔを可変する本発明の実施例に
ついて説明する。
レーザレーダによる各気象データの測定は差分吸収法に
より行うことができる。第８図及び第９図を用いてその
原理を説明する。波長λ０．λＷの２種類のレーザ光を
発生できる波長可変レーザ２５からまず波長λ０のレー
ザ光を大気中へ送信する。その反射光を受信機２２で受
信し、その強度を計測する６次に波長λＷのレーザ光で
同様のことをする。このときλＷを、気温、湿度、気圧
のそれぞれに対し、レーザ光の吸収係数の変化率が大き
いものを選択し、λ０をλＷに近い、吸収係数の変化率
が異なる波長のものを選択する。λＷの反射光の強度よ
り容量が分かり、λＯの反射光の強度はバックグラウン
ドの吸収や散乱を差引き校正するために用いる。第９図
に気温Ｔ１ 、Ｔ２時のλ０、λＷの受信強度を示す、
気温計測には、λ０＝７７００Å、λｗ＝７６９０人、
湿度計測には、λｏ ＝７４００Ａ ＡＶ ＝７２４
３Ａが適している。
より行うことができる。第８図及び第９図を用いてその
原理を説明する。波長λ０．λＷの２種類のレーザ光を
発生できる波長可変レーザ２５からまず波長λ０のレー
ザ光を大気中へ送信する。その反射光を受信機２２で受
信し、その強度を計測する６次に波長λＷのレーザ光で
同様のことをする。このときλＷを、気温、湿度、気圧
のそれぞれに対し、レーザ光の吸収係数の変化率が大き
いものを選択し、λ０をλＷに近い、吸収係数の変化率
が異なる波長のものを選択する。λＷの反射光の強度よ
り容量が分かり、λＯの反射光の強度はバックグラウン
ドの吸収や散乱を差引き校正するために用いる。第９図
に気温Ｔ１ 、Ｔ２時のλ０、λＷの受信強度を示す、
気温計測には、λ０＝７７００Å、λｗ＝７６９０人、
湿度計測には、λｏ ＝７４００Ａ ＡＶ ＝７２４
３Ａが適している。
次に上述した原理を用いた本発明の一実施例について、
第１０図を参照して説明する０図中第１図及び第６図に
示す部材と同等の部材には同じ符号を付している。２３
はレーザ波長を７１００Ａ〜８１００Ａの範囲で可変で
きるアレキサンドライトレーザ、２４はアレキサンドラ
イトレーザ光とレーザ源１のレーザ光を切換える光スィ
ッチである。まず、気温、湿度、気圧を測定するため、
アレキサンドライトレーザ２３から各型を測定するため
のλＯ１λＷ波長のレーザ光を発生させ、波長毎の受信
強度を光検出器６で測定し、ビーム角決定回路８Ｅへ出
力する。各型に対応する受信強度からと一角決定回路８
Ｅでは、気温、湿度、気圧を求め雨量センサ１６からの
雨量を入力し、これらのデータより大気の減衰率Ｔ （
Ｒ）を求め、θｔを決定する。その後、方位、距離測定
回路５の指令により光スィッチ２４を切換え、レーザ源
１からのレーザ光によりレーザレーダの動作を行う。
第１０図を参照して説明する０図中第１図及び第６図に
示す部材と同等の部材には同じ符号を付している。２３
はレーザ波長を７１００Ａ〜８１００Ａの範囲で可変で
きるアレキサンドライトレーザ、２４はアレキサンドラ
イトレーザ光とレーザ源１のレーザ光を切換える光スィ
ッチである。まず、気温、湿度、気圧を測定するため、
アレキサンドライトレーザ２３から各型を測定するため
のλＯ１λＷ波長のレーザ光を発生させ、波長毎の受信
強度を光検出器６で測定し、ビーム角決定回路８Ｅへ出
力する。各型に対応する受信強度からと一角決定回路８
Ｅでは、気温、湿度、気圧を求め雨量センサ１６からの
雨量を入力し、これらのデータより大気の減衰率Ｔ （
Ｒ）を求め、θｔを決定する。その後、方位、距離測定
回路５の指令により光スィッチ２４を切換え、レーザ源
１からのレーザ光によりレーザレーダの動作を行う。
このように本実施例によれば、特別なセンサを用いなく
も気温、湿度、気圧を計測することができ、これら計測
値と雨量センサから減衰率を求めることにより、減衰率
に応じθｔを可変するレーザレーダを構成でき、常に一
定以上の探知性能を維持できる。
も気温、湿度、気圧を計測することができ、これら計測
値と雨量センサから減衰率を求めることにより、減衰率
に応じθｔを可変するレーザレーダを構成でき、常に一
定以上の探知性能を維持できる。
次に、送信レーザビーム角θｔを可変するタイミングを
考慮した本発明の一実施例によるレーザレーダの走査方
法について第１１図を用いて説明する。上述の実施例に
おいて、大気中の減衰率Ｔ（Ｒ）からθｔを決定する手
段について説明した。
考慮した本発明の一実施例によるレーザレーダの走査方
法について第１１図を用いて説明する。上述の実施例に
おいて、大気中の減衰率Ｔ（Ｒ）からθｔを決定する手
段について説明した。
第１１図（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ）はθｔをθ１
〜θ３（θ１くθ２〈θ３）と変えた場合の走査経路１
２を示す、探索領域２７の直線経路をレーザビーム（θ
ｔ＝θ１）が走査中に、ビーム角決定回路８〜８Ｅから
異なるレーザビーム角θｔ＝０２の指令があり、レーザ
ビーム角が変化した場合には、走査経路１２は探索領域
２７の全領域を探索するためには直線でなく屈曲した走
査経路となる。そこで、探査領域２７の全領域の走査が
終了するまでは、大気中の減衰率Ｔ （Ｒ）が変化して
も、θｔを変化させず、常に走査終了時点でθｔを可変
する。このようにすることにより、第１１図のラスク走
査をすることにより探索領域２７の全領域を確実に探索
ができる。
〜θ３（θ１くθ２〈θ３）と変えた場合の走査経路１
２を示す、探索領域２７の直線経路をレーザビーム（θ
ｔ＝θ１）が走査中に、ビーム角決定回路８〜８Ｅから
異なるレーザビーム角θｔ＝０２の指令があり、レーザ
ビーム角が変化した場合には、走査経路１２は探索領域
２７の全領域を探索するためには直線でなく屈曲した走
査経路となる。そこで、探査領域２７の全領域の走査が
終了するまでは、大気中の減衰率Ｔ （Ｒ）が変化して
も、θｔを変化させず、常に走査終了時点でθｔを可変
する。このようにすることにより、第１１図のラスク走
査をすることにより探索領域２７の全領域を確実に探索
ができる。
次にレーザビーム整形器３の実施例について第１２図を
参照して説明する。第１２図において、レーザビーム整
形器３は、同一光軸上に配置された凹面対物鏡３ａ及び
凸面対物鏡３ｂと、ビーム角制御機構３ｃとを有してい
る。レーザビームは凹面対物Ｂ ３ ａの中心に設けた
穴を通り、凸面対物鏡３ｂで反射し、凹面対物鏡３ａへ
向い、凹面対物鏡３ａでさらに反射し大気中へ送信され
る。
参照して説明する。第１２図において、レーザビーム整
形器３は、同一光軸上に配置された凹面対物鏡３ａ及び
凸面対物鏡３ｂと、ビーム角制御機構３ｃとを有してい
る。レーザビームは凹面対物Ｂ ３ ａの中心に設けた
穴を通り、凸面対物鏡３ｂで反射し、凹面対物鏡３ａへ
向い、凹面対物鏡３ａでさらに反射し大気中へ送信され
る。
ここで凹面対物鏡３ａと凸面対物鏡３ｂとの距離Ｘを変
えることにより、レーザビーム角θｔを可変することが
できる。ビーム角制御ａ ｅ＝ ３ ｃは凸面対物鏡３
ｂに作動的に接続され、指令角度θｔに見合った距離Ｘ
とするため凸面対物鏡３ｂを凹面対物鏡３Ｃに対して軸
線方向に移動させる。このようにすることにより、凹面
対物鏡３ａと凸面対物鏡３ｂの距Ｍｘが変わり、ビーム
角θｔを制御できる。
えることにより、レーザビーム角θｔを可変することが
できる。ビーム角制御ａ ｅ＝ ３ ｃは凸面対物鏡３
ｂに作動的に接続され、指令角度θｔに見合った距離Ｘ
とするため凸面対物鏡３ｂを凹面対物鏡３Ｃに対して軸
線方向に移動させる。このようにすることにより、凹面
対物鏡３ａと凸面対物鏡３ｂの距Ｍｘが変わり、ビーム
角θｔを制御できる。
なお上述の説明で凸面対物ｆｉ３ｂの位置を変えること
について述べたが、凹面対物ｆｉ３ａの位置を変えても
実現できることは言うまでもない、レーザビーム角を変
える手段としては公知のカメラのズーム系等があるが、
本実施例の構成は反射鏡を用いるため、レンズに比べ耐
エネルギー性が高く、高エネルギーレーザにも対応でき
るという利点がある。
について述べたが、凹面対物ｆｉ３ａの位置を変えても
実現できることは言うまでもない、レーザビーム角を変
える手段としては公知のカメラのズーム系等があるが、
本実施例の構成は反射鏡を用いるため、レンズに比べ耐
エネルギー性が高く、高エネルギーレーザにも対応でき
るという利点がある。
本発明によれば、気象条件により変化する大気中でのレ
ーザ光の減衰率を計測し、この減衰率により、設定した
探知距離及び目標物形状の探知性能を達成するレーザビ
ーム角を決定するので、気象条件によりレーザレーダの
探知性能が劣化することがない、探知距離で比較すると
、レーザビーム角一定の場合は、冬の乾燥した大気と夏
の湿度が高い大気では、探知距離は２倍以上異なる０本
発明では、これを一定とすることができる。
ーザ光の減衰率を計測し、この減衰率により、設定した
探知距離及び目標物形状の探知性能を達成するレーザビ
ーム角を決定するので、気象条件によりレーザレーダの
探知性能が劣化することがない、探知距離で比較すると
、レーザビーム角一定の場合は、冬の乾燥した大気と夏
の湿度が高い大気では、探知距離は２倍以上異なる０本
発明では、これを一定とすることができる。
また、レーザビーム角を目標値の探索領域とレーザビー
ムの集光限界をも考慮して決定するので、目標物からの
反射波の強度を高くできると共に、レーザビーム角が集
光限界以下になることを防止し、目標物を確実に探査す
ることができる。
ムの集光限界をも考慮して決定するので、目標物からの
反射波の強度を高くできると共に、レーザビーム角が集
光限界以下になることを防止し、目標物を確実に探査す
ることができる。
また、探索領域内をレーザビームによる走査が終了する
毎にレーザビーム角を可変して次の走査を繰り返すので
、探索領域の全域を確実にラスク走査することができる
。
毎にレーザビーム角を可変して次の走査を繰り返すので
、探索領域の全域を確実にラスク走査することができる
。
また、相対距離が可変の凹面対物鏡と凸面対物鏡とでレ
ーザビーム整形器を構成したので、高エネルギーにも対
応できる構造を提供することができる。
ーザビーム整形器を構成したので、高エネルギーにも対
応できる構造を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例によるレーザレーダの概略図
であり、第２図は本発明の他の実施例を説明するための
、レーザレーダと送信レーザビーム角と探索領域角との
関係を示す図であり、第３図はその実施例によるレーザ
レーダのレーザ角決定回路の動作を説明するためのフロ
ーチャートであり、第４図は本発明のさらに他の実施例
によるレーザレーダの概略図であり、第５図は本発明の
さらに他の実施例を説明するための、大気の透過率と波
長との関係を気象条件をパラメータとして計算したグラ
フであり、第６図はその実施例によるレーザレーダの気
象センサーとビーム角決定回路を示す概略図であり、第
７図は本発明のさらに池の実施例によるレーザレーダの
要部概略図であり、第８図及び第９図は本発明のさらに
他の実施例を説明するための、差分吸収法の原理を示す
図であり、第１０図はその実施例によるレーザレーダの
概略図であり、第１１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実
施例によるレーザレーダの走査方法を示す図であり、第
１２図は本発明の一実施例によるレーザビーム整形器の
概略構成図である。 符号の説明 ３・・・レーザビーム整形器（レーザビーム角を可変す
る手段） ７・・・視程センサ ８．８Ａ〜８Ｅ・・・ビーム角決定回路１２・・・走査
経路 １４・・・気温センサ１５・・・湿度セン
サ １６・・・雨量センサ１７・・・気圧センサ
２７・・・探査領域３ａ・・・凹面対物鏡 ３
ｂ・・・凸面対物鏡３Ｃ・・・ビーム角制御機構 出願人 株式会社 日立製作所 代理人 弁理士 春 日 譲 第３図 第６図 第７図 第８図 η 第９図 第１０図 第１１図 （ａ） ｅｔ ＝ ｅ＋ （ｂ）
ｅ＋ ＝ ９２（ｃ）θｔ＝０３
であり、第２図は本発明の他の実施例を説明するための
、レーザレーダと送信レーザビーム角と探索領域角との
関係を示す図であり、第３図はその実施例によるレーザ
レーダのレーザ角決定回路の動作を説明するためのフロ
ーチャートであり、第４図は本発明のさらに他の実施例
によるレーザレーダの概略図であり、第５図は本発明の
さらに他の実施例を説明するための、大気の透過率と波
長との関係を気象条件をパラメータとして計算したグラ
フであり、第６図はその実施例によるレーザレーダの気
象センサーとビーム角決定回路を示す概略図であり、第
７図は本発明のさらに池の実施例によるレーザレーダの
要部概略図であり、第８図及び第９図は本発明のさらに
他の実施例を説明するための、差分吸収法の原理を示す
図であり、第１０図はその実施例によるレーザレーダの
概略図であり、第１１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実
施例によるレーザレーダの走査方法を示す図であり、第
１２図は本発明の一実施例によるレーザビーム整形器の
概略構成図である。 符号の説明 ３・・・レーザビーム整形器（レーザビーム角を可変す
る手段） ７・・・視程センサ ８．８Ａ〜８Ｅ・・・ビーム角決定回路１２・・・走査
経路 １４・・・気温センサ１５・・・湿度セン
サ １６・・・雨量センサ１７・・・気圧センサ
２７・・・探査領域３ａ・・・凹面対物鏡 ３
ｂ・・・凸面対物鏡３Ｃ・・・ビーム角制御機構 出願人 株式会社 日立製作所 代理人 弁理士 春 日 譲 第３図 第６図 第７図 第８図 η 第９図 第１０図 第１１図 （ａ） ｅｔ ＝ ｅ＋ （ｂ）
ｅ＋ ＝ ９２（ｃ）θｔ＝０３
Claims (6)
- （１）レーザビームを所定の領域内で走査することによ
って目標物を探知するレーザレーダにおいて、視程を計
測する手段と、この計測された視程から大気中でのレー
ザ光の減衰率を求め、この求められた減衰率と探知する
最小の目標物形状及び最長の探知距離を入力しレーザビ
ーム角を決定する手段と、該手段より得られるレーザビ
ーム角となるようにレーザビーム角を可変する手段とを
設けたことを特徴とするレーザレーダ。 - （２）前記レーザビーム角を決定する手段は、さらに、
目標物を探索する領域を設定し、レーザビームの集光限
界を計算し、前記決定されたレーザビーム角が該目標値
を探索する領域より広いときは、レーザビーム角を該目
標物を探索する領域と一致させ、前記レーザビーム角が
前記レーザビームの集光限界より小さいときは、該レー
ザビーム角を該レーザビーム角の集光限界と一致させる
ことを特徴とする請求項１記載のレーザレーダ。 - （３）レーザビームを所定の領域内で走査することによ
って目標物を探知するレーザレーダにおいて、目標物を
探知する途中で、レーザレーダから特定の距離に置かれ
た構造物にレーザビームを送信しその反射波から大気中
でのレーザ光の減衰率を求め、この求められた減衰率と
探知する最小の目標物形状及び最長の探知距離を入力し
レーザビーム角を決定する手段と、該手段より得られる
レーザビーム角となるようにレーザビーム角を可変する
手段とを設けたことを特徴とするレーザレーダ。 - （４）レーザビームを所定の領域内で走査することによ
つて目標物を探知するレーザレーダにおいて、気温、湿
度、気圧及び雨量を計測する手段と、該手段より得られ
た気温、湿度、気圧及び雨量から大気中でのレーザ光の
減衰率を求め、この求められた減衰率と探知する最小の
目標物形状及び最長の探知距離を入力しレーザビーム角
を決定する手段と、該手段より得られるレーザビーム角
となるようにレーザビーム角を可変する手段とを設けた
ことを特徴とするレーザレーダ。 - （５）レーザビームを所定の領域内で走査することによ
って目標物を探知するレーザレーダの走査方法において
、探索領域内をレーザビームによる走査が終了する毎に
、大気中でのレーザ光の減衰率、探知する最小の目標物
形状及び最長の探知距離からレーザビーム角を決定し、
この得られたレーザビーム角となるようレーザビーム角
を可変し、次の走査を繰り返すことを特徴とするレーザ
レーダの走査方法。 - （６）レーザビームを入力し、レーザビームの形状を変
えるレーザビーム整形器において、凹面対物鏡と凸面対
物鏡を同一光軸上に設け、前記凹面対物鏡と凸面対物鏡
との軸線方向の相対的な距離を変える手段を設けたこと
を特徴とするレーザビーム整形器。
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| JP63109764A JPH0778533B2 (ja) | 1988-05-02 | 1988-05-02 | レーザレーダ |
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