JPH0230674B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0230674B2 JPH0230674B2 JP58131340A JP13134083A JPH0230674B2 JP H0230674 B2 JPH0230674 B2 JP H0230674B2 JP 58131340 A JP58131340 A JP 58131340A JP 13134083 A JP13134083 A JP 13134083A JP H0230674 B2 JPH0230674 B2 JP H0230674B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wave
- radar
- amplitude
- spectrum
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/95—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for meteorological use
-
- 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
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、船舶用パルスレーダにとつて不要と
される海面反射からの信号を利用し、波浪の移動
する方向とその速度を測定するレーダ観測方式に
関する。
される海面反射からの信号を利用し、波浪の移動
する方向とその速度を測定するレーダ観測方式に
関する。
波浪によつて生じる海面からの反射は、船舶等
の目標とする信号の検出をさまたげるため、従来
では不要な信号として除去されるべき装置が実用
化されてきた。ところがここ数年のうちに、波浪
によつて生じる海面からの反射信号を積極的に利
用し、波浪の波長、方向等を算出する方式が実用
化されつつある。
の目標とする信号の検出をさまたげるため、従来
では不要な信号として除去されるべき装置が実用
化されてきた。ところがここ数年のうちに、波浪
によつて生じる海面からの反射信号を積極的に利
用し、波浪の波長、方向等を算出する方式が実用
化されつつある。
これはレーダ指示機からPPIスコープ写真を撮
り、この写真からフオトセンサを使いXY方向に
スキヤンしてアナログからデイジタルに変換し、
２次元フーリエ変換により空間的なパワースペク
トルを算出し、波浪の波長と方向を求める方式で
ある。（日本航海学会論文集No.66P.127〜135昭和
57年５月「船舶レーダを利用した波浪解析の一方
法」） しかしながら、この方式ではパワースペクトル
が点対称となり波の方向がどちらかわからない
し、波の移動速度も出せないという欠点があつ
た。
り、この写真からフオトセンサを使いXY方向に
スキヤンしてアナログからデイジタルに変換し、
２次元フーリエ変換により空間的なパワースペク
トルを算出し、波浪の波長と方向を求める方式で
ある。（日本航海学会論文集No.66P.127〜135昭和
57年５月「船舶レーダを利用した波浪解析の一方
法」） しかしながら、この方式ではパワースペクトル
が点対称となり波の方向がどちらかわからない
し、波の移動速度も出せないという欠点があつ
た。
本発明は、波浪信号の２画面のクロススペクト
ルをレーダ空中線の１回転ごとに演算し、その振
幅と位相から波浪の真の移動方向と速度を求める
波浪レーダ観測方式を提供するもので、以下にこ
れを図面に基づき詳細に説明する。
ルをレーダ空中線の１回転ごとに演算し、その振
幅と位相から波浪の真の移動方向と速度を求める
波浪レーダ観測方式を提供するもので、以下にこ
れを図面に基づき詳細に説明する。
第１図は本発明方式の一実施例を示すブロツク
図で、１はレーダ空中線、２は送信機、３は対数
増幅受信機、４はＡ／Ｄ変換回路、５はゲート設
定回路、６は補正回路、７はXY変換回路、８は
２次元プロセツサ、９は表示回路である。
図で、１はレーダ空中線、２は送信機、３は対数
増幅受信機、４はＡ／Ｄ変換回路、５はゲート設
定回路、６は補正回路、７はXY変換回路、８は
２次元プロセツサ、９は表示回路である。
第２図は波浪からの受信信号のPPI写真で、波
浪は２次元に拡がつた縞模様となり、扇形の黒い
枠はゲート設定回路５を使つて波浪の強く出てい
る範囲を波浪の波長の分布程度、即ち短い波長と
長い波長が共存しているときには長い波長に対し
て１波長の範囲または短い波長に対しては５波長
の範囲（長い波長は300ｍ位まであり、短い波長
は50ｍ位が観測の対象であるので）のデータを
Ａ／Ｄ変換回路４でアナログからデイジタルに変
換する。補正回路６はレーダの受信信号が近距離
で強くなるため、一様な強さに変換する回路と対
数特性を持つた信号強度を直線特性に変換する回
路である。XY変換回路７は極座標として入つて
来るデータを解析の都合上、直交座標に変換する
回路である。第３図ａは極座標から直交座標に変
換された信号で、波浪からの受信信号がＸ方向に
正弦波状に拡がつており、第３図ｂではレーダの
空中線が１回転する時間に波がφだけ移動したも
のを示す。
浪は２次元に拡がつた縞模様となり、扇形の黒い
枠はゲート設定回路５を使つて波浪の強く出てい
る範囲を波浪の波長の分布程度、即ち短い波長と
長い波長が共存しているときには長い波長に対し
て１波長の範囲または短い波長に対しては５波長
の範囲（長い波長は300ｍ位まであり、短い波長
は50ｍ位が観測の対象であるので）のデータを
Ａ／Ｄ変換回路４でアナログからデイジタルに変
換する。補正回路６はレーダの受信信号が近距離
で強くなるため、一様な強さに変換する回路と対
数特性を持つた信号強度を直線特性に変換する回
路である。XY変換回路７は極座標として入つて
来るデータを解析の都合上、直交座標に変換する
回路である。第３図ａは極座標から直交座標に変
換された信号で、波浪からの受信信号がＸ方向に
正弦波状に拡がつており、第３図ｂではレーダの
空中線が１回転する時間に波がφだけ移動したも
のを示す。
式の簡略化のため１次元で記述すると第３図ａ
は f1＝Asin（ω0t） Ａ：振幅 ω0：波の波数 となり、第３図ｂでは f2＝Asin（ω0t−φ） φ：位相 となる。
は f1＝Asin（ω0t） Ａ：振幅 ω0：波の波数 となり、第３図ｂでは f2＝Asin（ω0t−φ） φ：位相 となる。
２次元プロセツサ８は、まずFFTプロセツサ
によりf1とf2のフーリエ変換を行い、それぞれF1
とF2とすれば、波浪信号の２画面のクロススペ
クトルは S12＝F1 *F2 ＊：複素共役 となる。S12の実数部をRe、虚数部をImとすれば
S12の振幅Srと位相S〓は Sr＝√2＋2 S〓＝tan-1（Im／Re） となる。
によりf1とf2のフーリエ変換を行い、それぞれF1
とF2とすれば、波浪信号の２画面のクロススペ
クトルは S12＝F1 *F2 ＊：複素共役 となる。S12の実数部をRe、虚数部をImとすれば
S12の振幅Srと位相S〓は Sr＝√2＋2 S〓＝tan-1（Im／Re） となる。
S12を計算し、SrとSφを求めるとSrはf1×f2の
振幅、Sφはf1とf2の位相差であることがわかる。
振幅、Sφはf1とf2の位相差であることがわかる。
まず、F1、F2は
F1＝jπA［δ（ω＋ω0）−δ（ω−ω0）］
F2＝−πAsinφ［δ（ω＋ω0）＋δ（ω−ω0）］＋j
πAcosφ［δ（ω＋ω0）−δ（ω−ω0）］ ここでδ（ω＋ω0）はデルタ関数を意味する。
πAcosφ［δ（ω＋ω0）−δ（ω−ω0）］ ここでδ（ω＋ω0）はデルタ関数を意味する。
となり、S12は
S12＝F1 *F2＝−jπAC・（−πAsinφ・Ｄ＋jπAcosφ・
Ｃ）＝π2A2cosφC2＋jπ2A2sinφ・CD ここでＣ＝δ（ω＋ω0）−δ（ω−ω0） Ｄ＝δ（ω＋ω0）＋δ（ω−ω0）と置いた。
Ｃ）＝π2A2cosφC2＋jπ2A2sinφ・CD ここでＣ＝δ（ω＋ω0）−δ（ω−ω0） Ｄ＝δ（ω＋ω0）＋δ（ω−ω0）と置いた。
となる。
S12の実数部の正の周波数をRe+、負の周波数
をRe-、S12の虚数部の正の周波数をIm+、負の周
波数をIm-とすれば Re+＝π2A2cosφδ（ω−ω0） Re-＝π2A2cosφδ（ω＋ω0） Im+＝−π2A2sinφδ（ω−ω0） Im-＝π2A2sinφδ（ω＋ω0） となり、実数部はRe+＝Re-で偶関数、虚数部は
Im+＝−Im-で奇関数となる。
をRe-、S12の虚数部の正の周波数をIm+、負の周
波数をIm-とすれば Re+＝π2A2cosφδ（ω−ω0） Re-＝π2A2cosφδ（ω＋ω0） Im+＝−π2A2sinφδ（ω−ω0） Im-＝π2A2sinφδ（ω＋ω0） となり、実数部はRe+＝Re-で偶関数、虚数部は
Im+＝−Im-で奇関数となる。
S12の正の周波数の振幅と位相をSr+、Sφ+、負
の周波数の振幅と位相をSr-、Sφ-とすれば Sr+＝／２π2A2 Sr-＝／２π2A2 Sφ+＝−φ Sφ-＝φ となる。
の周波数の振幅と位相をSr-、Sφ-とすれば Sr+＝／２π2A2 Sr-＝／２π2A2 Sφ+＝−φ Sφ-＝φ となる。
第４図ａは振幅Srを、ｂは位相Sφを図示した
もので、Srはf1×f2の振幅、Sφはf1とf2の位相差
が求まることがわかる。クロススペクトルの振幅
は偶関数で正・負の周波数に対して同じ値とな
り、位相は奇関数で符号が異なるが、正・負の周
波数に対して同じ値となつている。従つて、クロ
ススペクトルの振幅からは波の移動方向がわから
ないが、位相はφ＝０でない限り、すなわちレー
ダの空中線の１回転の時間で波の移動がある場合
だと、正・負の周波数で符号の異なつた値とな
る。第３図では、波はｘの正の方向へ動いてお
り、この場合は振幅スペクトルの正側を残すよう
にする。２次元の場合は、振幅スペクトルが原点
に対して点対称となるので、位相スペクトルの符
号に着目し、符号が異なると波の移動があること
だから、負の位相を持つた振幅スペクトルと位相
スペクトルを残し、正の位相を持つた振幅スペク
トルと位相スペクトルは消去する。位相スペクト
ルの符号が同符号の場合はどちらも残すようにす
る。
もので、Srはf1×f2の振幅、Sφはf1とf2の位相差
が求まることがわかる。クロススペクトルの振幅
は偶関数で正・負の周波数に対して同じ値とな
り、位相は奇関数で符号が異なるが、正・負の周
波数に対して同じ値となつている。従つて、クロ
ススペクトルの振幅からは波の移動方向がわから
ないが、位相はφ＝０でない限り、すなわちレー
ダの空中線の１回転の時間で波の移動がある場合
だと、正・負の周波数で符号の異なつた値とな
る。第３図では、波はｘの正の方向へ動いてお
り、この場合は振幅スペクトルの正側を残すよう
にする。２次元の場合は、振幅スペクトルが原点
に対して点対称となるので、位相スペクトルの符
号に着目し、符号が異なると波の移動があること
だから、負の位相を持つた振幅スペクトルと位相
スペクトルを残し、正の位相を持つた振幅スペク
トルと位相スペクトルは消去する。位相スペクト
ルの符号が同符号の場合はどちらも残すようにす
る。
次に２次元に拡がつた振幅スペクトルと位相ス
ペクトルの分布から方向と速度を求めるために
22.5度ずつの16方位に区切り、その中で振幅の大
きいものから数個選択し、その振幅を持つ波数と
位相の平均値を求める。16方位のうち最大のもの
が波の向いている方向で、平均波数Ｋ、平均位相
φ（度）、アンテナの回転時間ｔから波の移動速度
Ｖ（ｍ／Ｓ）は Ｖ＝（Ｌ／Ｋ×φ／360゜）／ｔ Ｌは解析データ内における波の最大波長として
求まる。
ペクトルの分布から方向と速度を求めるために
22.5度ずつの16方位に区切り、その中で振幅の大
きいものから数個選択し、その振幅を持つ波数と
位相の平均値を求める。16方位のうち最大のもの
が波の向いている方向で、平均波数Ｋ、平均位相
φ（度）、アンテナの回転時間ｔから波の移動速度
Ｖ（ｍ／Ｓ）は Ｖ＝（Ｌ／Ｋ×φ／360゜）／ｔ Ｌは解析データ内における波の最大波長として
求まる。
表示回路９は、このようにして求まつた16個の
方向と移動速度のうち振幅スペクトルの大きいも
のから順番に方向と速度を数個表示する回路であ
る。
方向と移動速度のうち振幅スペクトルの大きいも
のから順番に方向と速度を数個表示する回路であ
る。
以上のように、波浪のクロススペクトルから波
の方向と速度の算出ができるが、周知のようにク
ロススペクトルを逆フーリエ変換すれば相互相関
関数が得られ、そのピークの方向と偏位から波の
方向と速度を求めることも可能である。
の方向と速度の算出ができるが、周知のようにク
ロススペクトルを逆フーリエ変換すれば相互相関
関数が得られ、そのピークの方向と偏位から波の
方向と速度を求めることも可能である。
以上説明したように、波の移動する方向とその
速度がわかることから、大きな波の回避、進行方
向に対する最適コースの選択ができ船舶の安全で
しかも効率的運航に寄与する。また、今までの目
視観測に比べ正確で定量的なデータが得られるた
め気象庁への通報業務の簡易化とデータの信頼性
を高められる。
速度がわかることから、大きな波の回避、進行方
向に対する最適コースの選択ができ船舶の安全で
しかも効率的運航に寄与する。また、今までの目
視観測に比べ正確で定量的なデータが得られるた
め気象庁への通報業務の簡易化とデータの信頼性
を高められる。
第１図は本発明方式の一実施例を示すブロツク
図、第２図は波浪のレーダPPI映像を示す図、第
３図ａ及びｂはいずれも極座標からXY直交座標
への変換の図、第４図ａ及びｂは正弦波のクロス
スペクトルの振幅と位相を示す図である。 １……空中線、２……送信機、３……対数増幅
受信機、４……Ａ／Ｄ変換回路、５……ゲート設
定回路、６……補正回路、７……XY変換回路、
８……２次元プロセツサ、９……表示回路。
図、第２図は波浪のレーダPPI映像を示す図、第
３図ａ及びｂはいずれも極座標からXY直交座標
への変換の図、第４図ａ及びｂは正弦波のクロス
スペクトルの振幅と位相を示す図である。 １……空中線、２……送信機、３……対数増幅
受信機、４……Ａ／Ｄ変換回路、５……ゲート設
定回路、６……補正回路、７……XY変換回路、
８……２次元プロセツサ、９……表示回路。
Claims (1)
- １ 船舶用パルスレーダにおいて受信波の対数検
波出力から得られるレーダにとつては不要とされ
る海面反射からの信号をアナログ・デイジタル変
換し、極座標系から直交座標系に変換したレーダ
の空中線の１回転ごとに得られるデータのうち最
初の画面の２次元FFT演算出力と次の画面の２
次元FFT演算出力から２画面のクロススペクト
ル演算を行い、更にそのクロススペクトルから振
幅情報と位相情報を求めて、位相情報の符号によ
り振幅情報の点対称な成分のうち波浪の移動のあ
る成分を残し、その振幅情報から波浪の移動する
方向と波長を求めること、および位相情報と波長
から波浪の移動量を算出し、空中線の１回転の時
間で波浪の移動量を割算し、船に対する波浪の相
対速度を求めることを特徴とする波浪レーダ観測
方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58131340A JPS6022680A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 波浪レ−ダ観測方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58131340A JPS6022680A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 波浪レ−ダ観測方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6022680A JPS6022680A (ja) | 1985-02-05 |
| JPH0230674B2 true JPH0230674B2 (ja) | 1990-07-09 |
Family
ID=15055648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58131340A Granted JPS6022680A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 波浪レ−ダ観測方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6022680A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003021680A (ja) * | 2001-07-09 | 2003-01-24 | Japan Radio Co Ltd | レーダ波浪測定方法及び装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61270682A (ja) * | 1985-05-25 | 1986-11-29 | Japan Radio Co Ltd | 船舶レ−ダの波浪表示装置 |
| US4802895A (en) * | 1986-07-14 | 1989-02-07 | Burnand Richard P | Composite diamond abrasive compact |
| JP2597027B2 (ja) * | 1990-03-13 | 1997-04-02 | 防衛庁技術研究本部長 | 波浪観測レーダ |
-
1983
- 1983-07-19 JP JP58131340A patent/JPS6022680A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003021680A (ja) * | 2001-07-09 | 2003-01-24 | Japan Radio Co Ltd | レーダ波浪測定方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6022680A (ja) | 1985-02-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1277749C (en) | High resolution imaging doppler interferometer | |
| US4975710A (en) | Methods and apparatus for direction of arrival measurement and radio navigation aids | |
| CA1226057A (en) | Imaging doppler interferometer | |
| US7450470B2 (en) | High resolution images from reflected wave energy | |
| JPH05215852A (ja) | 水中探知装置 | |
| US20040090363A1 (en) | Ocean surface current mapping with bistatic HF radar | |
| WO1993019383A1 (en) | Method and system for the detection and measurement of air phenomena and transmitter and receiver for use in the system | |
| Huang et al. | Mapping of ocean currents in shallow water using moving ship acoustic tomography | |
| JP6192151B2 (ja) | 信号選別装置、信号選別方法、及びレーダ装置。 | |
| Chen et al. | Ship echo identification based on norm-constrained adaptive beamforming for an arrayed high-frequency coastal radar | |
| Colin et al. | False-alarm reduction for low-frequency active sonar with BPSK pulses: experimental results | |
| Okino et al. | Measurement of seabed topography by multibeam sonar using CFFT | |
| Yang et al. | Multibeam sonar bottom detection using multiple subarrays | |
| EP3444632A1 (en) | Signal processing device and radar apparatus | |
| JPH03262990A (ja) | 波浪観測レーダ | |
| JPH0230674B2 (ja) | ||
| JP7224292B2 (ja) | レーダ装置およびそれを備える自動車 | |
| RU75060U1 (ru) | Акустическая локационная система ближнего действия | |
| Gurgel et al. | Remote sensing of surface currents and waves by the HF radar WERA | |
| JPH09311186A (ja) | レーダ装置 | |
| KR101049704B1 (ko) | 선 스펙트럼 방출을 사용한 액티브 소나에 의해 수신되는에코의 시각화 방법 | |
| CN115166681B (zh) | 调频连续波信号体制穿墙雷达目标检测快速方法及系统 | |
| RU2792971C1 (ru) | Способ обработки цифрового радиолокационного сигнала и радиолокатор обнаружения препятствий высокого разрешения | |
| JPH0549196B2 (ja) | ||
| JP3546213B2 (ja) | レーダ画像化信号処理装置 |