JPH0420861A - 大気ウインドフィールドを測定する傾斜間隔アンテナ方法およびシステム - Google Patents

大気ウインドフィールドを測定する傾斜間隔アンテナ方法およびシステム

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JPH0420861A
JPH0420861A JP90408508A JP40850890A JPH0420861A JP H0420861 A JPH0420861 A JP H0420861A JP 90408508 A JP90408508 A JP 90408508A JP 40850890 A JP40850890 A JP 40850890A JP H0420861 A JPH0420861 A JP H0420861A
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JP
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antenna
transmitting
radar
receiving
vertical direction
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JP90408508A
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English (en)
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Retgar Juergn
ユルゲン・レットガー
Hann Liu Chiao
チャオ・ハン・リウ
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Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Original Assignee
Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
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Publication date
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    • 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
    • G01S13/951—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for meteorological use ground based
    • 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
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
［０００１］
【産業上の利用分野】
本発明は、大気ウィンドフィールドを測定する間隔を隔
てたアンテナ方法およびシステムに関する。このような
方法およびシステムはドイツ国特許ＤＥ−Ｃ−３０２６
４２４号明細書（＝　Ｊ　Ｐ　１５６２７２５）に記載
されている。 ［０００２］
【従来の技術】
特にウィンド速度を測定する中間圏、成層圏および対流
圏（゛ＭＳＴレーダパ）を探査するレーダシステムによ
り適用される２つの基本的な方法がある。１つの方法は
、種々の方向に指向された狭いレーダビームを使用し、
不規則部から散乱されたエコーのドツプラーシフトを測
定する。この方法は通常″“ドツプラ一方法°°と呼ば
れ、そのためにこれらのレーダは゛′ドツプラーレーダ
′”とも呼ばれる。別の方法は３つ以上の間隔アンテナ
を使用し、受信されたエコーは不規則部のドリフト速度
を決定するために交差相関され、　″間隔を隔てたアン
テナ゛または“″ＳＡ方法″と呼ばれる。不規則部は通
常ウィンド速度で移動しているため、両方法は測定する
ことができる。両方法は同じ物理的メカニズムを基礎に
しているが、実際に技術上の構成はこれらの方法の一方
または他方を利用する。間隔アンテナ方法はまた空間的
なドメインレーダ干渉計モードで適用され、これは不規
則部の散乱または反射の構造を検討するのに有効である
。これら全ての適用において、位相コヒーレントレーダ
システムが適用され、ドツプラーおよび干渉計方法に対
して要求される。 ［０００３］ 成層圏一対流圏（ＳＴ）レーダおよびウィンドプロフィ
ールの標準的な適用はレットガーおよびラーセン氏によ
る論評（大気リサーチおよびウィンドプロフィール適用
のためのＵＨＦ／ＶＨＦレーダ技術；気象学におけるレ
ーダ（Ｄ、Ａｔ１ａｓ、　ｅｄ、　）　Ａｍｅｒ、Ｍｅ
ｔｅｏｒ、　Ｓｏｃ、、　Ｂｏｓｔ、ｏｎ、ＭＡ、　１
９８９年版）において説明されている。間隔アンテナウ
ィンドプロフィールの標準的な適用は、ラーセンおよび
レットガー氏によッテ詳細に記載されている（Ｔｈｅ　
　５ｐａｃｅｄ　Ａｎｔｅｎｎａ　　Ｔｅｃｈｎｉｑｕ
ｅ　　ｆｏｒ　Ｒａｄａｒ　　Ｗｉｎｄ　Ｐｒｏｆｉｌ
ｉｎｇ：　Ｊ、　Ａｔｍｏｓ、　０ｃｅａｎ、　Ｔｅｃ
ｈｎ、　、　　６．　９２０乃至９３８頁、　１９８９
年）。 ［０００４］ 共通の速度方位デイスプレィ（ＶＡＤ）方法は、通常発
散、旋回、伸長およびシア歪曲等の平均ウィンド成分、
モーメンタムフラックス、ある制限による平均垂直速度
のようないくつかの重要な運動特性を推定するために適
用される。これらの量は多数の気象学的適用および天気
予報のためのモデル初期設定に大いに必要である。ＶＡ
Ｄ方法は傾斜ビームを備えたドツプラーレーダにより全
方位円の回りで測定された半径速度を使用する。それは
始めにＬ　ｈｅｒｍ　ｉ　ｔｔｅおよびＡｔｌａｓ氏に
よって導入された（Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　　Ｍ
ｏｔｉｏｎ　ｂｙ　　Ｐｕ１ｓｅ　　Ｄｏｐｐｌｅｒ　
：　Ｐｒｏｃ。 ９ｔｈ　Ｗｅａｔｈｅｒ　　Ｒａｄａｒ　　Ｃｏｎｆ、
、　Ｂｏｓｔｏｎ　、　ＡＭＳ、　　２１８乃至２２３
頁、　１９６１年）。ＢｒｏｗｎｉｎｇおよびＷｅｘｌ
ｅｒ氏（Ｔｈｅ　　Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ
　Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ　　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ
　ａ　　Ｗｉｎｄ　Ｆｉｅｌｄ　ｕｓｉｎｇ　　Ｄｏｐ
ｐｌｅｒ　　Ｒａｄａｒ　：　Ｊ　、　Ａｐｐｌ、Ｍｅ
ｔｅｒｏｌ、、７゜１０５乃至１１３頁、　１９６８年
）はＶＡＤ円を横断するウィンドフィールドのグラジェ
ントを認識し、彼等の評価にそれらを含めた。両氏は切
頭ティラー級数に水平ウィンド成分を拡大し、上記され
たいくつかの運動パラメータを得るために測定された半
径速度成分をフーリエ分析した。以来、ＶＡＤ方法は複
数の他の著者により多数の詳細部分において拡大されて
いる。しかしながら、ドツプラーレーダの連続操縦能力
に比較するとこれらのシステムの制限されたビーム操縦
能力のなめに、ＳＴレーダおよびウィンドプロフィール
に適用されることは不可能である。 ＳＴシレーシステムにおいて、運動特性による変化は非
常に制限されたビーム位置のために水平ウィンドを決定
する際のエラーの大きい原因である。（例えば、Ｋｏｓ
ｃｉｅｌｎｙ氏他によるＡｎ　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　
ｏｆ　ｔｈｅ　　Ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　ｓｏｍｅ　
Ｒａｄａｒ　　Ｗｉｎｄ　Ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ　　Ｔｅ
ｃｈｎｉｑｕｅｓ　：　Ｊ　、　Ａｔｍｏｓ、　０ｃｅ
ａｎ、　Ｔｅｃｈｎ、、１，３０９乃至３２０゜１９８
４年） 始めの方法では、垂直速度の水平非均一性および第１の
順位項よりも高いティラー展開の高次項が無視されるこ
とができると仮定する。結果として、ウィンドフィール
ドおよび部分的に変化する垂直速度の影響における小規
模の不規則部（特に小さい方位角度を使用した場合）は
結果を著しく不確実にする可能性がある。これらは集中
的に数年にわたって研究されており、分析技術がドツプ
ラー気象レーダにおける適用（例えば、Ｓｍ１ｔｈ　ａ
ｎｄＲａｂｉｎ、　Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　　Ｄ
ｉｖｅｒｓｅｎｃｅ　　ｉｎ　　ｔｈｅ　　　Ｐｒｅｓ
ｔｏｒｍ　　Ｂｏｕｎｄａｒｙ　　Ｌａｙｅｒ　　：　
　Ｊ　、　　Ａｔｍｏｓ、　　　０ｃｅａｎ、　　　Ｔ
ｅｃｈ、６，４５６乃至４７５頁、　１９８９年）に対
して効果的に最適化されている力板　１度に所定の位置
において１つの速度成分だけが測定されるに過ぎないた
め、依然として回避できない欠点が残っている。これら
の適用はまた信号処理に十分な信号雑音比を得るために
降雨量を必要とするドツプラー気象レーダに制限される
。 ［０００５］
【発明が解決しようとする課題】
ＳＴレーダおよびウィンドプロフィールはクリアエア（
ｃｌｅａｒ　　ａｉｒ）がらのエコー検出を可能にし、
２０乃至３０　ｋ　ｍの標高までの信頼性の高い平均ウ
ィンドプロフィールを得ることができる（例えばレット
ガーおよびラーセン、　１９８９年）。これらのクリア
エアＶＨＦ／ＵＨＦドツプラーＳＴレーダまたはウイン
ドプロフィ−ラーの非常に制限された数のビーム位置に
より、記載された運動パラメータに関する情報は全て正
確に推測できるとは限らない。もつと多数のビーム位置
を使用しても、完全な３次元速度ベクトルは依然として
原理的に同じボリュームで測定されることができない。 ［０００６］
【課題を解決するための手段】
本発明は、新しい間隔アンテナ方法およびシステムを提
供することにより状態安定性を改善するものである。全
ての既存の間隔アンテナビームシステムの場合にそうで
あり、これらの適用（ホツキング、メイおよびレットガ
ー氏らによる雑誌Ｐｕｒｅ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｅｄ　
　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ　、　　”Ｉｎｔｅｒｐｒｅｔ
ａｔｉｏｎ　Ｒｅ１ｉａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄＡｃｃｕ
ｒａｃｉｅｓ　ｏｆ　　Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　　Ｄｅ
ｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　５ｐａｃｅｄ　Ａｎｔｅｎ
ｎａ　　Ｍｅｔｈｏｄｉｎ　　Ｍｉｄｄｌｅ　Ａｔｍｏ
ｓｐｈｅｒｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　　：　ＰＡ
ＧＥＯＰＨ”　、　１３０　、５７１乃至６０４頁、　
１９８７年参照）において単に可能な構造として見られ
ていただけである垂直に指向するアンテナビームの代わ
りに、アンテナビームは垂直から外れていくつかの固定
された方向に指向される。これは、３次元ウィンドベク
トルがいくつかの分離した位置において単一のウィンド
プロフイーラーにより測定されることができるという大
きい利点を有する。少なくとも３つの部分的に分離され
たウィンドプロフィ−ラージステムにおけるネットワー
クはこれらの量を測定するために適用される（例えば、
Ｅｃｋｌｕｎｄ氏他による０ｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ　
ｏｆ　　Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｍｏｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｔ
ｈｅ　Ｔｒｏｐｏｓｐｈｅｒｅ　ａｎｄ　　Ｌｏｗｅｒ
　　５ｔｒａｔｏｓｐｈｅｒｅ　Ｕｓｉｎｇ　ｔｈｒｅ
ｅ　　Ｃ１ｏｓｅｌｙ　　５ｐａｃｅｄ　ＳＴ　　Ｒａ
ｄｅｒｓ　　：　Ｒａｄｉｏ　　５ｃｉｅｎｃｅ、　２
０．１１９６乃至１２０６頁、　１９８５年）。 ［０００７］ ドツプラー技術（ドップラービームスインギング（ＤＢ
Ｓ）技術とも呼ばれる）によるあるビーム位置における
放射方向速度の標準的な測定と対照的に、本発明による
方法はこれらのあるビーム位置、すなわち異なる位置に
おける３次元速度を測定することを可能にする。これは
垂直ウィンドフィールドの同一性を仮定することを不要
にし、上記されたパラメータに加えて垂直ウィンドの水
平シアに関する情報を提供すべきである。残っているが
厳密ではないただ１つの制限は、通常ＳＴレーダおよび
ウインドプロフィーラーに適用される少数のビーム方向
である。しかしながら、これはアクチブフェイズドアレ
イ（日本のＭＵレーダ施設においての使用、深尾氏他に
よるＭＵ　　Ｒａｄｅｒ　ｗｉｔｈ　ａｎＡｃｔｉｖｅ
　Ｐｈａｓｅｄ　−Ａｒｒａｙ−３ｙｓｔｅｍ　、　　
１および２．　　：　Ｒａｄｉｏ　　５ｃｉｅｎｃｅ、
　２０．１１５５乃至１１６８頁および１１６９乃至１
１７４頁、　１９８５年）による速い電子ビーム操縦に
よって克服されることができる。 ［０００８］ ゛′傾斜ＳＡ方法パ（傾斜間隔アンテナ方法）と呼ばれ
る本発明による方法は傾斜ビームを持つ間隔アンテナ技
術により水平ウィンド成分を導出する。垂直ビームは分
解能を高めるように付加されることができる。傾斜ＳＡ
方法は、間隔アンテナ技術がこれまで垂直ビームアンテ
ナだけにより使用されていたので新しい方法である。そ
れは非常に満足できるものであり、これまで得ることが
できなかったウィンドフィールドに関する付加的な情報
を提供する。この方法は、例えば所定の水平および垂直
的に分離された位置における全水平ウィンドベクトル全
体の信頼性の高い独立した測定値を提供する。 ［０００９］ 新しい方法の傾斜ＳＡ方法はまたこれまでＤＢＳ技術だ
けに適用すると考えられていた異方性の荒い散乱に対し
て作用する。 ［００１０１ 別の利点によると、間隔アンテナおよびドツプラー技術
（レットガーおよびラーセン氏によるＵＨＦ／ＶＨＦレ
ーダ適用において使用されるこれらの技術の記載参照、
　１９８９年）は垂直速度も得るために結合される。こ
れは、所定の水平に分離された位置における３次元速度
の独立した測定値を得ることを可能にする。これは、所
定の位置における３つの独立したウィンド速度成分を得
ることができ、一方伝統的なドツプラービームスイング
方法はこれらの位置において１つの複合成分だけを生成
するという利点を有する。 ［００１１］ 以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を説
明する。 ［００１２］
【実施例】 図１に概略的に示されたレーダシステムは基本的にドイ
ツ国特許ＤＥ−Ｃ−３０２６４２４号明細書に示されて
いる。それは方向性送信アンテナおよび個々に３つの間
隔を付けられた方向性受信アンテナとして動作されるこ
とができる３つのセクション３２．３４．３６からなる
アンテナシステム３０を具備している。アンテナセクシ
ョン３２．３４．３６は、同期された発振器４８および
モジュラ−パワー送信手段５０を含む送信器４０または
その代りに３つの個々の受信チャンネル４２．４４．４
６に３つのセクションを結合することを可能にする送信
・受信（ＴＲ）スイッチ３８の出力端子に個々に結合さ
れる。各受信チャンネルは、示されたように接続され、
ドイツ国特許ＤＥ−Ｃ−３０２６４２４号明細書に示さ
れたように動作する通常の高周波（ＨＦ）受信ユニット
５４、レンジマルチプレクサ５６、複数のローパスフィ
ルタマたは累算回路５８およびバッファメモリ６０を含
む。受信チャンネル４２．４４．４６の出力はチャンネ
ル出力信号を相関させる相関手段６２と、相関器６２の
出力信号を受信する分析器６３を含むデータプロセッサ
６１の入力端子に結合される。分析器６３は記録器６４
、デイスプレィモニタ６６および遠隔測定システム６８
に結合された出力を有する。主発振器５２は同期された
発振器４８および受信ユニット５４に基準振動を提供す
る。検査されるべき大気のボリュームに送られ、ボリュ
ーム中における不連続部で反射または散乱によって復帰
するレーダ波の周波数は、ＵＨＦ／ＶＨＦ範囲である。 ＭＳＴレーダに対して好ましい波長範囲は６乃至７ｍで
あり、ＳＴレーダに対して６乃至０．１ｍである。記載
された限りにおいてシステムは知られている。 ［００１３］ 傾斜間隔アンテナ方法の実現にこのシステムを適合させ
るために、アンテナフィールドの各セクション３２．３
４．３６は、所望の方位角および垂直方向から所望の角
度ずれた角度を指向するように各セクションのビーム特
性を操縦または傾斜することを可能にする位相シフト手
段を具備している。例えばドツプラーレーダシステムに
おいて使用されるような任意の適切な位相シフト技術が
使用されることができる。位相シフト手段３２ａ　、　
３４ａ　、　３６ａはレーダの動作を制御するために設
けられたコンピュータシステム行なわれ、またＴＲスイ
ッチ３８を同期的に制御する位相制御ユニット７０によ
って制御される。 ［００１４］ 組立てられた試験装置において各アンテナセクション３
２．３４．３６は、４０Ｘ４０ｍ２の３つの８×８八木
アレイを含む。動作周波数は５２メガヘルツである。各
セクションに対するピーク送信パワーは５０ｋＷである
。各セクションに対するレーダビームは図２に概略的に
示されたように１７°の固定された天頂角度で４つの直
角方位方向に対して、また図２において概略的に示され
たように通常の垂直方向に対して独立的に位相シフト装
置３２ａ　、　３４ａ　、　３６ａにより操縦されるこ
とができる。各セクションに対する１／２のパワーにな
るビーム幅ＨＰＢＷは７．４°であり開口全体に対して
５°である。送信および受信アンテナ特性の同じ傾斜角
度φＴおよびφＲ（図３）はそれぞれ送信および受信中
に使用された。 ［００１５］ 試験的実験において、レーダは次のモードで動作するよ
うに設定された。３つの独立したレーダビームは１２４
．８秒間垂直に、同時に１２４．８秒間北方向に、およ
び同時に１２４．８秒間東方向に指向するようにプログ
ラムされた。この処理は４２５秒ごとに反復された。パ
ルス反復周波数は３００μ秒であり、パルス幅は２μ秒
である。４０個のレンジゲートは１０００のコヒーレン
トな積分により記録された。 ［００１６］ 速度測定値は、２つの方法を同時に比較するようにＳＡ
Ｄ方法で使用された同じデータ点を使用してドツプラ一
方法から得られた。２つの１２８点のドツプラースペク
トル（データの同じ７６．８秒に対応した）は−緒に平
均化され、スペクトルモーメントは３つのビームのそれ
ぞれに対して計算された（Ｗｏｏｄｍａｎ氏による５ｐ
ｅｃｔｒａｌ　ｍｏｍｅｎｔ　ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ　
ｉｎ　　ＭＳＴ　　ｒａｄｅｒｓ　：　Ｒａｄｉｏ　　
５ｃｉｅｎｃｅ、　２０．１１８５乃至１１９５頁、　
１９８５年）。次に、３つの速度測定値の中間値は特定
のビーム方向における視線速度の測定値として使用され
た。そのビーム方向における水平速度測定値は、垂直ウ
ィンド補償が無視することができ、視線速度が水平ウィ
ンドの補償すなわちｖ　　　、　　＝ｖ　　　＊Ｃ３Ｃ
（１７°）によると仮定することによって得ｈｏｒ１ｚ
　　　ｒａｄ られな。したがって、ドツプラおよびＳＡＤ法の両方に
より傾斜ビーム方向に対する水平ウィンドの測定が得ら
れた。 【・００１７］ 以下、図４のＤＢＳおよび図５のＯ３Ａを参照して通常
のドツプラービームスイング方法（ＤＢＳ）とこの傾斜
間隔アンテナ方法（Ｏ３Ａ）との差を説明する。両者に
おいてｘ−ｚ平面だけを考慮する。 ［００１８］ ドツプラービームスイング方法 測定された量： （１）ｖ。（Ｖｏ）＝Ｗｏ＝Ｗ （２）ｖｌ（≠１）＝Ｗ１＋ｖ１＝ＷＩＣｏＳφ１　＋
ｖ　Ｉ　Ｓ　１　ｎ−１（３）≠２（ＩＩ２）＝Ｗ２＊
十ｖ２＊＝Ｗ２ＣＯ８φ２＋ｖ２Ｓｉｎφ２推定された
量（定数２に対して）： φ１＝φ２　　、φ＝１φ　　　　Ｉに対して１．２ Ｖｌ（Ｘｌ）＝ｖ２（Ｘ２）＝Ｖ Ｗｌ（ｘｌ）＝Ｗ２（Ｘ２）＝Ｗ＝Ｗｏ（Ｘｏ）Ｕ＝（
ｖｌ−≠２）／ｚ　Ｓｉｎφ Ｗ＝（Ｖ　　＋Ｖ　　）／ｚ　　ｃｏｓφ　　、　Ｗ＝
ｖ。 最後のＵ、Ｗ、Ｖを示す式および（１）の関係は必要と
される量を示す。 ［００１９］ 傾斜ＳＡ方法 測定された量： （１）ｖｏ（Ｖｏ）＝Ｗｏ（Ｘｏ。 Ｖｏ（φ。）＝Ｕｏ（Ｘｏ。 （２）Ｖｌ（≠１）＝Ｗ１ｓｉｎφ Ｕ１（≠１）＝Ｕ１（ｘｌ・ （３）≠２（≠２）＝Ｗ２Ｓｉｎφ Ｕ２（≠２）＝Ｕ１（ｘ２・ 推定された量（ｚ＝定数） Ｚ） １＋ＵＩＣＯ８φ１ ２＋Ｕ２ＣＯ８φ２ 通常 ＳＡ法 Ｏ３Ａ法 Ｗ１＝（ｖｌ−ＵＩＣＯ８φ１）／ｓｉｎφＩＷ　　−
（Ｖ　　−Ｕ　　ｃｏｓ≠２）／Ｓｉｎφ２最後のＷ　
１．Ｗ２を示す式および（１）式の関係は必要とされる
量を示す。 ［００２０］ 直接結果（ｚ＝定数） （Ａ）ＤＢＳ （１）１つの傾斜ビームφ１＝≠ 仮定： １Ｗｃｏｓφｌ＜＜　ｌＵ　１ｓ　ｉｎφ１　　　　　
　　　　（ａ）したがって：Ｕ＝Ｖ１／ｓｉｎφ （２）１つの傾斜ビームφ１ ＋１つの垂直ビーム≠ｏ＝Ｏ 仮定： Ｗｏ＝Ｗ１＝Ｗ　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）
Ｕ＝　（Ｖ　　−Ｗｃ　ｏ　ｓφ１）／ｓｉｎφ１（３
）２つの傾斜ビームφ１−−φ２ 仮定：１φ　１＝１φ２１＝φ Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（Ｃ）Ｕ１＝Ｕ２＝Ｕ Ｕ＝　（Ｖ　　−Ｖ　　）　／２　ｓ　ｉ　ｎφ　、　
　Ｗ＝（Ｖ１＋Ｖ２）／２ｃｏｓ＄ＤＢＳは、（ａ）（
ｂ）（Ｃ）の仮定が有効である場合にのみ機能する。Ｗ
およびＵは垂直および水平（Ｘ）ウィンド成分の゛平均
“値である。 ［００２１］ （Ｂ）Ｏ３Ａ方法：仮定なし 生成されたもの Ｗｏ（Ｘ）、Ｗｌ（Ｘｌ）、Ｗ２（Ｘｌ）ＵＯ（ＸＯ）
・Ｕｌ（ｘｌ）・Ｕ２（ｘｌ）適用： 通常、実際のウィンド速度フィールドは以下を特徴とす
る特Ｗｏ＊Ｗ１≠Ｗ２ Ｕｏ＋＝Ｕ１≠Ｕ２ 種々のダイナミックな気象学的な処理により発生させら
れた発散、うす巻き、シア等により示されるフィールド
非均一性による。これはＤＢＳ方法によりウィンドフィ
ールドを推定したときに（既知の）不確実性を生じさせ
る。これらの不確実性はＯ３Ａ方法によって確認され、
したがって平均ウィンドの正しい測定値を生成すること
ができ、発散等の推定を可能にする。 ［００２２］ 例： Ｕ　２　＝　Ｕ　ｉ＋ΔＵ。 Ｗ２＝Ｗ１＋ΔＷ これはＤＢＳ方法により以下を生成する：Ｕ＝　（Ｖｌ
−Ｖ２＋ΔＷｓ　ｉｎ＄　−ΔＵｃ　ｏ　Ｓ　５ＩＳ）
　／２ＣＯＳ　＄ΔＷおよびΔＵは知られていないため
、Ｕは知られていないエラーを持つ平均値としてのみ測
定されることができる。 ［００２３］ ○ＳＡ方法によりそれは以下を生成する：Ｕ１．Ｕ２．
Ｗ１．Ｗ２．　（○ＳＡ方法のエラーなしで）ΔＵ＝Ｕ
−Ｕ　　　、ΔＷ＝Ｗ２−Ｗ１および、結果的に発散は
、 ΔＵ／Δｘ＝（Ｕ２−Ｕｌ）／（ｘ２−ｘ　１）および
　ΔＷ＝（Ｗ２−Ｗｌ）／（Ｘ２二Ｘ１）これは、発散
、うす巻き、伸縮およびシアする変形、モーメンタムフ
ラックスおよび平均垂直および水平ウィンド速度等のよ
うな３次元ウィンドフィールドの成分に対して連続され
ることができる。 ［００２４］ 垂直方向に関する傾斜ビームの最外角度は１／２のパワ
ービーム幅より大きいことが好ましい。送信手段は１組
の位相同期送信器を含んでいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この傾斜間隔アンテナ方法が実行されることができる例
示的なレーダシステムのブロック図。
【図２】 既知の間隔アンテナレーダシステムの送信および受信ア
ンテナ特性の概略図。
【図３】 本発明による傾斜間隔アンテナシステムの送信および受
信アンテナの特性の概略図。
【図４】 ドツプラービームスイング （ＤＢＳ）方法の説明図。
【図５】 本発明によるこの傾斜間隔アンテナ （Ｏ３Ａ）方法の説明図。
【書類名】
【図１】 図面
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】高周波レーダ波のパルス化されたビームが
    予め定められた送信方向において大気の予め定められた
    体積に送信され、前記体積から戻ってくる前記レーダ波
    の部分は複数の間隔を隔てられた受信位置で予め定めら
    れた受信方向から受信され、受信された波が前記体積内
    のウインド速度に関する情報を導出するように処理され
    る大気の予め定められた体積内の大気ウインドフィール
    ドを測定する間隔アンテナ方法において、 前記送信方向が垂直方向に関して傾斜していることを特
    徴とする方法。
  2. 【請求項２】前記送信および受信方向はそれぞれ垂直方
    向に関してビーム幅より広い角度を成すことを特徴とす
    る請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】前記処理は相関処理を含むことを特徴とす
    る請求項１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】予め定められた送信方向において大気中に
    高周波レーダ波ビームを送信するための指向性送信アン
    テナと、高周波送信手段と、 送信アンテナに前記送信手段を結合する手段と、受信レ
    ーダ波に対する指向特性をそれぞれ有する複数の空間を
    隔てて設けられた指向性受信アンテナと、 受信手段と、 前記受信手段に前記各受信アンテナを結合する手段と、
    前記受信手段からの出力信号を受信するように結合され
    た信号処理手段とを具備している間隔を隔てて配置され
    たアンテナレーダシステムにおいて、少なくとも１つの
    方向に送信および受信アンテナの指向特性を導く手段が
    垂直方向に関して傾斜していることを特徴とするシステ
    ム。
  5. 【請求項５】前記送信手段は１組の位相同期送信機を具
    備していることを特徴とする請求項４記載のシステム。
  6. 【請求項６】前記各アンテナは複数のアンテナ素子を具
    備し、前記アンテナ特性を導く手段は位相シフト手段を
    具備していることを特徴とする請求項４または５記載の
    システム。
  7. 【請求項７】前記アンテナ特性を導く手段は少なくとも
    ２つの異なる方位方向にアンテナ特性を導くように構成
    されていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか
    １項記載のシステム。
  8. 【請求項８】前記アンテナ特性を導く手段は４つの直交
    または４つ以上の方位方向にアンテナ特性を導くように
    構成されていることを特徴とする請求項７記載のシステ
    ム。
  9. 【請求項９】前記アンテナ特性を導く手段は垂直方向に
    関して少なくとも１／２のパワーのビーム幅の角度を成
    す方向にアンテナ特性を指向するように構成されること
    を特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項記載のシス
    テム。
  10. 【請求項１０】前記信号処理手段は相関手段を具備して
    いることを特徴とする請求項４乃至９のいずれか１項記
    載のシステム。
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