JPH0990034A

JPH0990034A - 風速測定用ドップラー測定装置

Info

Publication number: JPH0990034A
Application number: JP7267929A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kojima; 泰史小島
Original assignee: Kaijo Corp
Current assignee: Kaijo Corp
Priority date: 1995-09-21
Filing date: 1995-09-21
Publication date: 1997-04-04

Abstract

(57)【要約】〔課題〕周辺に騒音の被害を及ぼすことなくまた、高さ
方向や水平方向の風速の揺らぎを正確に測定できる風速
測定用ドップラー測定装置を提供する。〔解決手段〕音波又は電波をほぼ真上に送信しその反射
波を受信する第１の送受波器(T1)と、この第１の送受波
器(T1)を見込む方向を異ならせて配置され、この第１の
送受波器(T1)から送信された音波又は電波の反射波を受
信する第２, 第３の送受波器(T2,T3) とを備えている。
好適には、３個の送受波器(T1,T2,T3)はいずれもフエー
ズドアレイ式のビーム走査型の送受波器であり、各送受
波器の上記送受波に関する役割が交番されることによ
り、各送受波器の真上の三次元風速が計測される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大気汚染の防止な
どを目的として上空の風向や風速を測定するのに利用さ
れるドップラー測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スモッグなどの大気汚染の発生を予測し
たり防止したりするには、まず、上空の風速・風向など
のデータが必要になる。このようなデータを収集するこ
となどを目的として、ドップラー測定装置が開発されて
いる。このドップラー測定装置は、音波や電波を上空に
向けて放射し、水蒸気や汚染物質の含有率の差に起因す
る大気の組成の揺らぎや、温度差などに起因する大気の
密度の揺らぎなど大気の不均一な箇所で発生する微弱な
反射波を受信し、この受信した反射波に含まれる周波数
のドップラーシフト量からこの反射波を生じさせた不均
一箇所の移動速度、すなわちその箇所の風速・風向を検
出するように構成されている。

【０００３】音波を利用する最新式のドップラー測定装
置（ソーダー）として、フエーズドアレイ式のビーム走
査型の送受波器を使用してものが知られている。このフ
エーズドアレイ式の送受波器では多数の電気音響変換素
子（トランスデューサ）が二次元的に配列され、これら
の中から特定の方向に配列されている一群のものが選択
される。そして、選択された一群の素子に対してその配
列方向に一定量ずつ位相のずれた信号が順次供給され
る。各素子から放射されたビームは、それぞれの位相が
揃う等位相面と直交する方向、すなわち、真上（天頂方
向）から任意の角度だけ傾いた方向に放射される。この
フエーズドアレイ式の送受波器を使用するドップラーソ
ーダーでは、通常、天頂方向と、天頂方向から傾いた水
平面内の直交二方向（各正負方向計四方向）にビームを
放射する５ビーム法が採用される。

【０００４】図３に示すように、送受波器の位置を原点
Ｏとし、鉛直線Ｚと水平面ＸーＹとから成る直交座標
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を想定する。高度Ｈにおける上下方向の
風速（風速のＺ軸成分）Ｖｚ（Ｈ）を計測するために、
周波数ｆｏの音波が真上に放射される。この放射された
音波の一部は高さＨの上空において散乱に近いような状
態で多くの方向に反射され、これらの反射波のうち真下
に向けて反射された音波が送受波器で受信される。

【０００５】この受信された反射波の周波数ｆｏからの
シフト量δｆｚが検出され、この検出値から高度Ｈにお
ける風速のＺ成分が次式に従って算定される。 Vz(H)＝(c/2)(δfz/fo) ・・・（１）なお、ｃは音波の空気中の伝播速度である。また、反射
波は強弱の違いはあっても全ての高度で発生する。この
ため、着目する高度の反射波の選択は、その高度の位置
との間を音波が往復するのにかかる伝播所要時間を算定
し、送信からその伝播所要時間が経過した時点の受信波
を抽出する（その高度に対応する時間軸上の１点を切り
取る）ことによって行われる。

【０００６】高度Ｈにおける風速のＸ成分Ｖｘ（Ｈ）を
計測するために、周波数ｆｏの音波がＸ軸方向にＺ軸か
らαｘだけ傾けて放射される。この放射された音波の一
部は高さＨの上空において種々の方向に反射され、これ
らの反射波のうち原点Ｏに向けて伝播してきた音波が送
受波器で受信され、時間軸上で抽出される。この受信さ
れた反射波の周波数ｆｏからのシフト量δｆｘが検出さ
れ、この検出値から高度Ｈにおける風速のＸ成分が次式
に従って算定される。 Vx(H) ＝−(c/2 sinαx )(δfx/fo)＋Vz(H)cotαx ・・・（２）風速のＹ成分についてもＸ軸の場合と同様にして算定さ
れる。 Vy(H) ＝−(c/2 sinαy )(δfy/fo)＋Vz(H)cotαy ・・・（３）

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記フエーズドアレイ
式のドップラーソーダーでは、風速の水平成分を計測す
るために音波を斜め上方に放射している。この結果、送
受波器の設置地点を中心とする周辺の広い範囲にわたっ
て空中で生じた反射波が地上に到達することになり、周
辺住民に騒音被害を及ぼすおそれがある。

【０００８】上記騒音の問題を解決する上で、放射する
音波の周波数を人間の耳には聴き取れない超音波の周波
数域にまで高めるという対策も原理的には考えられる。
しかしながら、周波数の増加と共に音波の伝播損失が増
大するため、この対策は感度の確保という点で現実的で
はない。また、図３の例では、αｘやαy を小さな値に
設定することによって、真上に放射する状態に近付ける
という対策も考えられる。しかしながら、(2) 式と(3)
式を参照すれば、αｘやαy の減少と共に一定の風速に
ついのδfx/fo やδfy/fo が小さくなり、測定精度が低
下するという問題がある。電波を使用する場合も同様
に、電波あ斜め上方に送信することに伴って上空で反射
された不要な電波を周辺に拡散させることになる。

【０００９】更に、上記従来のフエーズドアレイ式のド
ップラーソーダーでは、測定精度上の問題もある。すな
わち、図３の例では、風速のＺ成分は原点の真上のもの
を計測しているが、風速のＸ成分やＹ成分については原
点からＸ方向にＨtan αｘだけ離れた地点や、Ｙ方向に
Ｈtan αｙだけはなれた地点の真上の風速を測定してい
ることになる。従って、空中のある一点の三次元的な風
速を計測するのではなく、風速の各成分を一定高度の平
面内に分散した複数地点で測定していることになる。従
って、特に、風速の高度方向の変化や、水平面内の変化
を計測しようという場合、この従来方法に限界がある。
従って、本発明の目的は、周辺に及ぼす影響を最少限に
留めると共に、高い測定精度の測定が可能な風速測定用
ドップラー測定装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の風速測定用ドッ
プラー測定装置は、ほぼ真上に音波又は電波を送信しそ
の反射波を受信する第１の送受波器と、上記第１の送受
波器を見込む方向がほぼ直交するように配置されると共
にこの第１の送受波器から送信された音波又は電波の反
射波を受信する第２，第３の送受波器とを備え、第１の
送受波器の上空の三次元風速が計測可能であるように構
成されている。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態によれば、各
送受波器はフェーズドアレイ式のビーム走査型の送受波
器であり、これら各送受波器の送受波に関する役割が交
番されることにより、３箇所の地点の上空の三次元的な
風速が計測される。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の風速測定用ドップラーソー
ダーを構成する音波の送受波器とコントローラの配列の
一例を示す概念図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は立
面図である。水平面をＸーＹ面とし鉛直線をＺ軸とする
直交三次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を想定し、その原点に第
１の送受波器Ｔ１を配置する。この第１の送受波器Ｔ１
から距離Ｒだけ離れたＸ軸上に第２の送受波器Ｔ２が配
置される。更に、第１の送受波器Ｔ１から距離Ｒだけ離
れたＹ軸上に第３の送受波器Ｔ３が配置される。各送受
波器Ｔ１〜Ｔ３は、ケーブルＣ１〜Ｃ３を介してコント
ローラＣＮＴに接続されている。

【００１３】３個の送受波器Ｔ１〜Ｔ３は、全てフエー
ズドアレイ式のビーム走査型の送受波器から構成されて
いる。まず、第１の送受波器Ｔ１上の高度Ｈａの位置の
三次元風速の測定が行われる。この測定に際し、第２の
送受波器Ｔ２については、図１（Ｂ）の立面図に示すよ
うに、受信ビームが第１の送受波器Ｔ１の真上の高度Ｈ
ａの位置を向くように、その角度が天頂方向からθａだ
け傾いた−Ｘ軸の方向に設定される。 θａ＝tan ^ー1（Ｒ／Ｈａ）・・・（４）同様に、第３の送受波器Ｔ３についても、まず、受信ビ
ームが第１の送受波器Ｔ１の真上の高度Ｈａの位置を向
くように、その角度が天頂方向からθａだけ傾いた−Ｙ
軸の方向に向くように設定される。

【００１４】上記第２，第３の送受波器Ｔ２，Ｔ３の受
信ビーム角度の設定が終了すると、第１の送受波器Ｔ１
からその真上に向けて周波数ｆｏの信号が送信される。
送受波器Ｔ１の真上の高度Ｈａで生じた反射波のうち送
受波器Ｔ２に向けて伝播する成分がこの送受波器Ｔ２で
受信され、受信信号はケーブルＣ２を経てコントローラ
ＣＮＴに転送される。同様に、送受波器Ｔ１の真上の高
度Ｈａで生じた反射波のうち送受波器Ｔ３に向けて伝播
する成分が送受波器Ｔ３で受信され、受信信号はケーブ
ルＣ３を経てコントローラＣＮＴに転送される。

【００１５】コントローラＣＮＴでは、送受波器Ｔ１か
ら放射され高度Ｈａで反射されて送受波器Ｔ２，Ｔ３に
入射する音波の伝播所要時間τａが予め算定されてい
る。このτａは、音波の伝播経路長をその伝播速度ｃで
除算することにより、次のように与えられる。 τａ＝〔Ｈａ＋（Ｈａ²＋Ｒ²）^1/2〕／ｃ・・・（５）コントローラＣＮＴでは、送受波器Ｔ１から音波が放射
されてから伝播所要時間τａ経過後の送受波器Ｔ２，Ｔ
３の受信信号が抽出され、これらの信号の周波数のシフ
ト量δｆｘａ，δｆｙａが検出される。

【００１６】第１の送受波器Ｔ１では、その真上の高度
Ｈａで生じた反射波のうち真下に伝播してきたものが受
信され、ケーブルＣ１を介してコントローラＣＮＴに転
送される。コントローラＣＮＴは、送受波器Ｔ１から音
波が放射されてから伝播所要時間２Ｈａ／ｃ経過後の送
受波器Ｔ１の受信信号が抽出され、この信号の周波数の
シフト量δｆｚａが検出される。コントローラＣＮＴで
は、上述のようにして検出された周波数のシフト量δfx
a ，δfya ，δfza と周波数ｆo とが式(1),(2),(3) に
代入され、高度Ｈａにおける三次元風速がＶxa，Ｖya，
Ｖzaが算定される。

【００１７】このようにして高度Ｈａについての三次元
風速の測定が終了すると、次は、高度Ｈｂについての三
次元風速の測定が開始される。この測定は、（４）式と
（５）式中の高度Ｈａを次の測定対象の高度Ｈｂで置き
換えながら上記高度Ｈａについて行った測定を反復する
ことによって行われる。このようにして高度Ｈｂについ
ての三次元風速の測定が終了すると、次は、高度Ｈｃに
ついての三次元風速の測定が開始される。この測定は、
（４）式と（５）式中の高度Ｈａを次の測定対象の高度
Ｈｃで置き換えながら上記高度Ｈａについて行った測定
を反復することによって行われる。

【００１８】上述のようにして、第１の送受波器Ｔ１の
上空の高度Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃのそれぞれにおける三次元
風速の測定が終了すると、続いて、第２の送受波器Ｔ２
の上空の高度Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃのそれぞれにおける三次
元風速の測定が開始される。この測定を行うために、第
１の送受波器Ｔ１の動作モードと、第２の送受波器Ｔ２
の動作モードとの置換が行われる。

【００１９】すなわち、第２の送受波器Ｔ２はその真上
に順次音波を放射してゆきながら、Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃの
各高度の空中から真下に伝播してきた反射波を順次受信
してゆく。また、第１の送受波器Ｔ１は、第２の送受波
器Ｔ２の真上のＨａ，Ｈｂ，Ｈｃの各高度の空中を向く
ように順次受信ビームの角度を変更してゆきながらＨ
ａ，Ｈｂ，Ｈｃ各高度の空中で生じた反射波を受信して
ゆく。第３の送受波器Ｔ３に関しては、基本的な動作は
上記の場合と同一であるが、受信ビームの方向が第１の
送受波器Ｔ１ではなく第２の送受波器Ｔ２の真上の高度
Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃの空中を向くように変更される。

【００２０】この場合、送受波器Ｔ３からみた送受波器
Ｔ２までの距離はＲではなく２^1/2Ｒに変更されるの
で、（４）式，（５）式中のＲを２^1/2Ｒに変更しなが
ら角度θａ〜θｃと、伝播所要時間τａ〜τｃが算定さ
れる。送受波器Ｔ２を通して検出された反射波の周波数
のシフト量から三次元風速のＺ成分が検出される。ま
た、送受波器Ｔ１を通して検出された周波数のシフト量
から三次元風速のＸ成分とＺ成分の合成量Ｖｘｚが検出
される。

【００２１】更に、送受波器Ｔ３を通して検出された周
波数のシフト量から三次元風速のＹ成分とＸ成分とＺ成
分との合成量Ｖxyz が検出される。第２の送受波器Ｔ２
を通して検出された三次元風速のＺ成分Ｖz が第１の送
受波器Ｔ１を通して検出された合成量Ｖxzに代入され、
三次元風速のＸ成分Ｖｘが算定される。このＺ成分Ｖｚ
とＸ成分Ｖｘが第３の送受波器Ｔ３を通して検出された
合成量Ｖxyz に代入され三次元風速のＹ成分Ｖy が算定
される。

【００２２】上述のようにして、第２の送受波器Ｔ２の
上空の高度Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃのそれぞれにおける三次元
風速の測定が終了すると、続いて、第３の送受波器Ｔ３
の上空の高度Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃのそれぞれにおける三次
元風速の測定が開始される。この測定を行うために、第
２の送受波器Ｔ２の動作モードと、第３の送受波器Ｔ３
の動作モードとの置換が行われる。

【００２３】すなわち、第３の送受波器Ｔ３はその真上
に順次音波を放射してゆきながら、Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃの
各高度の空中から真下に伝播してきた反射波を順次受信
してゆく。また、第２の送受波器Ｔ２は、第３の送受波
器Ｔ３の真上のＨａ，Ｈｂ，Ｈｃの各高度の空中を向く
ように順次受信ビームの角度を変更してゆきながらＨ
ａ，Ｈｂ，Ｈｃ各高度の空中で生じた反射波を受信して
ゆく。第１の送受波器Ｔ１に関しては、基本的な動作は
上記第２の送受波器Ｔ２の真上の各高度についての風速
の測定の場合と同一であるが、受信ビームの方向が第２
の送受波器Ｔ２ではなく第３の送受波器Ｔ３の真上の高
度Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃの空中を向くように変更される。

【００２４】送受波器Ｔ３，Ｔ１，Ｔ２のそれぞれを通
して検出された反射波の周波数のシフト量から三次元風
速のＺ成分、Ｙ成分とＺ成分の合成量Ｖyz、Ｙ成分とＸ
成分とＺ成分との合成量Ｖxyz が検出される。第３の送
受波器Ｔ３を通して検出された三次元風速のＺ成分Ｖｚ
が第１の送受波器Ｔ１を通して検出された合成量Ｖxzに
代入され、三次元風速のＸ成分Ｖｘが算定される。この
Ｚ成分ＶｚとＸ成分Ｖｘが第２の送受波器Ｔ２を通して
検出された合成量Ｖxyz に代入され三次元風速のＹ成分
Ｖy が算定される。

【００２５】上述したような順序で、送受波器Ｔ１、Ｔ
２、Ｔ３のそれぞれの上空の高度Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃのそ
れぞれにおける三次元風速の測定が終了する。すなわ
ち、水平面上に離間して設置かれた各送受波器の上空の
高度方向への三次元風速の分布と、各高度における二次
元平面内の分布とが計測される。送受波器Ｔ１〜Ｔ３の
それぞれから放射される音波は全て真上に向けられるの
で、これらが斜め上空に放射される場合に比べて地上へ
の反射波の到達範囲は大幅に狭められ、騒音被害が発生
し難くなる。

【００２６】図２は、図１のコントローラＣＮＴの構成
の一例を、送受波器Ｔ１〜Ｔ３との関連と共に示すブロ
ック図である。コントローラＣＮＴは、共通制御部１０
と、各送受波器Ｔ１〜Ｔ３に対応してそれぞれと共通制
御部１０との間に設置される送受信部２０，３０，４０
とを備えている。

【００２７】共通制御部１０は、ＣＰＵ１１、メモリ１
２、ディジタル入出力部１３、アナログ入出力部１４、
Ａ／Ｄ変換部１５、キー入力部１６、表示部１７、デー
タ格納部１８及び外部出力部１９を備えている。送受信
部２０は、制御部２１、電力増幅器２２、送受切替・ビ
ーム合成部２３、前置増幅器２４、周波数変換器２５、
帯域通過濾波器２６、ＴＶＧ増幅器２７及び信号検出部
２８を備えている。

【００２８】三次元風速の測定の開始に先立って、この
ドップラーソーダーの操作者は、送受波器Ｔ１〜Ｔ３の
配置に関するデータと、測定対象の高度の指定を、共通
制御部１０内のキー入力部１６を介してＣＰＵ１１に入
力する。ＣＰＵ１１は、この配置のデータと高度の指定
とを受け取ると、送受波器Ｔ１〜Ｔ３のそれぞれについ
て、受信ビームの水平面内の方向と（４）式に基づく天
頂方向からの角度（傾斜角度）θとを算定し、更に
（５）式に基づき受信対象の反射波の伝播所要時間τを
算定する。これらの算定値は、ディジタル入出力部１３
と信号線とを介して送受信部２０，３０，４０のうちの
対応のものの制御部２１に転送される。各送受信部の制
御部２１は、上記ＣＰＵ１１から受けた算定値に基づ
き、音波の送受信のたびに、送受切替・ビーム合成部２
３に指令を発して、新たな受信ビームの角度を設定させ
る。

【００２９】音波の放射側に設定された送受信部では、
共通制御部１０内のＣＰＵ１１から送信指令を受けた制
御部２１から周波数ｆｏのバースト状の送信信号が出力
される。この送信信号は、電力増幅器２２で増幅され
て、送信側に切替え済みの送受切替・ビーム合成部２３
とケーブルＣ１とを経て送受波器Ｔ１に送信され、ここ
から真上に放射される。上空で反射されて真下に伝播
し、送受波器Ｔ１に受信された信号は、ケーブルＣ１と
受信側に切替え済みの送受切替・ビーム合成部２３と前
置増幅器２４とを経て周波数変換器２５の一方の入力端
子に供給される。

【００３０】周波数変換器２５の他方の入力端子には、
制御部２１から出力される一定周波数の基準信号が供給
されている。この周波数変換器２５は、送信信号の周波
数を変更した場合にはこれに合わせて基準信号の周波数
を変更することによりドップラーシフト量を含む周波数
変換された信号の周波数を一定値に保つためと、基準信
号に所望の位相差を与えることによって受信信号に対し
てフエーズドアレイの構成を実現するために設置されて
いる。

【００３１】この周波数変換された信号は、帯域通過濾
波器２６を経て時間と共に利得が増大されるＴＶＧ（ T
ime Variable Gain)増幅器２７に供給される。信号検出
回路２８は、信号の送信から反射波の伝播所要時間τ経
過後にＴＶＧ増幅器２７から出力される周波数変換され
た信号を抽出してこれを共通制御部１０内のアナログ入
出力部１４に転送する。全く同様にして、送受信部３０
と送受信部４０において受信反射波から抽出された所定
の時点（高度）の周波数変換された信号も信号線を介し
て共通制御部１０内のアナログ入出力部１４に転送され
る。

【００３２】送受信部２０、３０、４０のそれぞれから
共通制御部１０に転送された受信信号は、Ａ／Ｄ変換器
１５でディジタル受信信号に変換され、ＣＰＵ１１に転
送される。ＣＰＵ１１は、各送受信部から受け取ったデ
ィジタル受信信号に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）などの
処理を施すことにより、高精度でドップラーシフト量を
検出する。更に、ＣＰＵ１１は、検出したドップラーシ
フト量を（１）式〜（３）式に代入するとにより、各送
受波器の真上の各高度における三次元風速を算定する。
この算定済みの三次元風速は、液晶表示パネルなどで構
成される表示部１７に表示されたり、データ格納部１８
に格納されたり、外部出力部１９を介して外部装置に転
送される。

【００３３】以上、三次元風速のＸ成分やＹ成分の分離
を容易にするために、第１の送受波器Ｔ１と、第２，第
３の送受波器Ｔ２、Ｔ３のそれぞれとを結ぶ２本の線分
のなす角度が直角になるように３個の送受波器を配置す
る構成を説明した。しかしながら、設置する土地の形状
や地形などの制限などから、そのような配置ができない
場合には、３個の送受波器を一直線上に配置する場合を
除き、他の適宜な配置を採用できる。

【００３４】また、地形などの関係から３個の送受信器
を水平面内に設置できない場合があり、このような場
合、各送受信器をそれぞれに適宜な段差を持たせて配置
することができる。

【００３５】更に、３個の送受波器を設置する構成を例
示したが、更に１個の送受波器を追加して矩形の四隅に
４個の送受波器を配置する構成としてもよい。この場
合、各送受波器の上空で生じた反射波を、対角線上の１
個を除く最隣接の２個の送受波器に受信させることによ
り、各成分の分離のための処理の簡易化を図ることもで
きる。

【００３６】また、各送受波器の真上の各高度について
風速を計測する構成を説明した。しかしながら、１個の
送受波器の真上の風速のみを測定する場合には、その送
受波器を真上にだけビームを放射する非走査型のもので
構成することができる。

【００３７】また、風速を測定する場合について本発明
を説明した。しかしながら、測定精度の向上を目的とし
て水などの液体中の流速の測定に本発明を応用すること
もできる。

【００３８】また、既知の周波数の音波を上空に送信し
てその反射波を受信し、ドップラーシフト量から風速を
測定するドップラーソーダーを例にとって本発明を説明
した。しかしながら、既知の周波数の電波を上空に送信
してその反射波を受信し、ドップラーシフト量から風速
を測定するドップラーレーダーについても本発明を適用
できることは明らかである。

【００３９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の風
速測定用ドップラーレーダーは、複数の送受波器のそれ
ぞれから放射される音波は全て真上に向けられるので、
これらが斜め上空に放射される場合に比べて地上への反
射波の到達範囲は大幅に狭められ、騒音被害が発生し難
くなるという効果が奏される。

【００４０】また、複数の送受波器を使用することによ
りそれぞれの上空の任意の高度の三次元風速を実際に測
定する構成であるから、ある高さにおける風速の水平方
向への揺らぎを正確に測定できるという効果が奏され
る。特に、送受波器としてフエーズド・アレイ式の走査
型のものを用いることにより、極めて短時間で観測高度
を変更することができる。この結果、時々刻々変化する
三次元風速の高度方向と水平方向の揺らぎを極めて高い
精度と確度のもとで測定できる。

【００４１】更に、従来のドップラーレーダーでは、斜
め上方に向かう反射前の経路とこれと全く逆方向に斜め
下方に向かう反射後の経路とから成る。これに対して、
本発明のドップラーレーダーでは、受信される反射波の
伝播経路が真上に向かう反射前の経路と斜め下方に向か
う反射後の経路とから成り、一定の高度に対して真上に
向かう伝播経路が斜め上方に向かう伝播経路よりも短く
なるぶん、伝播経路が短縮される。このため、本発明の
ドップラーレーダーでは従来のものに比べて、音波や電
波の減衰が少なく、感度と精度の向上が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の風速測定用ドップラーソーダーを構成
する送受波器とコントローラの配列の一例を示す概念図
であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は立面図である。

【図２】図１の風速測定用ドップラーソーダーを構成す
るコントローラＣＮＴの構成の一例を、送受波器Ｔ１〜
Ｔ３との関連と共に示すブロック図である。

【図３】従来のフエーズド・アレイ式の走査型ドップラ
ーソーダーの動作原理と問題点とを説明するための概念
図である。

【符号の説明】

T1,T2,T3 送受波器 CNT コントローラ C1,C2,C3 ケーブル 10 共通制御部 11 ＣＰＵ 16 キー入力部 20,30,40 送受信部 21 制御部 22 電力増幅部 23 送受切替・ビーム合成

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大気中に音波又は電波を送信し、その反射
波を受信して周波数のドップラーシフト量から三次元の
風速を測定する風速測定用ドップラー測定装置におい
て、音波又は電波をほぼ真上に送信しその反射波を受信する
第１の送受波器と、前記第１の送受波器を見込む方向を異ならせて配置さ
れ、この第１の送受波器から送信された音波又は電波の
反射波を受信する第２，第３の送受波器とを備えたこと
を特徴とする風速測定用ドップラー測定装置。
【請求項２】請求項１において、前記各送受波器はフェーズドアレイ式のビーム走査型の
送受波器であり、これら各送受波器の前記送受波に関す
る役割が交番されることを特徴とする風速測定用ドップ
ラー測定装置。
【請求項３】請求項１又は２において、前記第１の送受波器を見込む方向をほぼ９０^oだけ異な
らせたことを特徴とする風速測定用ドップラー測定装
置。
【請求項４】請求項１乃至３において、前記三つの送受波器に対して更に一つ又は複数の送受波
器が追加されたことを特徴とする風速測定用ドップラー
測定装置。
【請求項５】気体又は液体中に音波若しくは電波を送信
し、その反射波を受信して周波数のドップラーシフト量
から気体又は液体の三次元の流速を測定する流速測定用
ドップラー測定装置においてほぼ真上又は真下に音波若
しくは電波を送信しその反射波を受信する第１の送受波
器と、この第１の送受波器を見込む方向を異ならせて配置され
ると共に、この第１の送受波器から送信された音波又は
電波の反射波を受信する第２，第３の送受波器とを備え
たことを特徴とする流速測定用ドップラー測定装置。