JPH10325843A

JPH10325843A - フェーズドアレイ型ドップラーソーダー

Info

Publication number: JPH10325843A
Application number: JP9150397A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kojima; 泰史小島
Original assignee: Kaijo Corp
Current assignee: Kaijo Corp
Priority date: 1997-05-23
Filing date: 1997-05-23
Publication date: 1998-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】観測の信頼性を向上させることができるフェ
ーズドアレイ型ドップラーソーダーを提供すること。【解決手段】コントローラ１にはＣＰＵ４が具備さ
れ、ＣＰＵ４は方形配列された複数のトランスデューサ
素子より成るフェーズドアレイ・アンテナ３に対して送
信信号を供給するように制御する。ＣＰＵ４は前記各ト
ランスデューサ素子に対して加える送信信号が短パルス
である場合には、各トランスデューサ素子に対して重み
付けをして送信信号を供給し、また各トランスデューサ
素子に対して加える送信信号が長パルスである場合に
は、各トランスデューサ素子に対して重み付けを与えず
に送信信号を供給する。これにより、短パルスによる近
距離観測用の指向性はサイドローブが抑制され、近隣の
ビルや他の障害物などの影響を比較的受けず、Ｓ／Ｎを
良好に保つことができる。また、長パルスによる遠距離
測定に対して重み付けによるパワーの低下がないため、
高々度までの観測が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大気拡散の調査な
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
れる風速測定用ドップラー探査装置に関し、特に上空の
風向風速を地上からリモートセンシングするフェーズド
アレイ型ドップラーソーダーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】風速測定用のドップラー探査装置は、音
波を上空の大気中に向けて放射し、気温躍層や気温変動
領域に起因する密度の不連続や揺らぎなど大気の音響特
性の不連続又は変動箇所で発生する微弱な反射波を受信
する。この受信され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密度変動領域
の移動速度、すなわちその箇所の風速・風向を検出す
る。

【０００３】図５（ａ）及び（ｂ）には、従来の５ビー
ム法によるフェーズドアレイ型ドップラーソーダーが示
されている。

【０００４】図５に示す従来の装置では、音響源として
の数Ｍが、その行および列を５×５＝２５個とした音響
変換素子としてのトランスデューサ素子が用いられてい
る。

【０００５】このトランスデューサ素子がＸ−Ｙ平面内
にアレイ状、すなわち方形配列されてなり、各トランス
デューサ素子が東西南北の４方向に所定量の位相差をも
って励振される。

【０００６】各励振方向に位相面が揃つた４本の超音波
ビームがＸ−Ｙ平面に立てた法線（天頂方向）と所定の
チルト角θをなす方向に順次放射される。位相差を持た
せない状態では、Ｘ−Ｙ平面に立てた法線の方向、すな
わち紙面に垂直方向に超音波ビームが放射される。

【０００７】また、図６に示すように前記トランスデュ
ーサ素子の数Ｍが増えればビーム幅が小さくなり、指向
性が増すことが知られている。これは等しく音波を放射
する例えば１６×１６＝２５６個からなる音響源の特性
は、実線で示しており、また前記した５×５＝２５個か
らなるものの特性は破線で示している。実線で示した１
６×１６＝２５６個からなる音響源によるものの方が、
破線で示した５×５＝２５個からなるものよりも幅の狭
いビームが形成され指向性が鋭くなっている。

【０００８】図７（ａ）は、音響源としての数Ｍが１６
×１６＝２５６個の場合でシェーディング技法を用いた
場合と用いない場合での指向性関数Ｒ（θ）の関係を示
すものである。

【０００９】ここで、指向性関数Ｒ（θ）は、次式であ
らわすことができる。

【００１０】

【数１】

【００１１】図８に示すようにＸ＝πのとき、サイドロ
ーブの大きさはメインローブと等しくなる。従って、図
７（ａ）にも示すようにＸ＜πとなるような範囲で設定
されている。

【００１２】図７（ａ）において、破線で示したものが
シェーディング技法を用いない場合（Ｕｎｓｈａｄｅ
ｄ）を示しており、実線がシェーディング技法を用いた
場合（Ｓｈａｄｅｄ）を示している。

【００１３】シェーディング技法を用いた場合には、サ
イドローブのレベルがかなり抑制されていることが確認
できる。

【００１４】図７（ｂ）は、前記シェーディング技法を
行う場合の一例を示すものである。即ち、フェーズドア
レイ・アンテナの送受信が方形配列の中心出力及び感度
が大きくなるように８段階で制御する場合の重み付けを
示すものである。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来の図５に示す５ビ
ーム法においても上空の風速・風向を比較的高精度に検
出することができるが、風速の乱流量（２次モーメン
ト）などを検出する必要性やビームの指向性の向上を図
る上では音響源の数Ｍを増やす方がよい。そこで、図６
乃至図８に示す音響源の数Ｍが１６×１６＝２５６個の
ほうがすぐれている。

【００１６】図９はフェーズドアレイ型ドップラーソー
ダーを例えばビルの屋上などに設置した状態で音波を上
空の大気中に向けて放射して観測する状態を示してい
る。図９において、Ｂ１はドップラーソーダーがその屋
上に設置されたビルを示し、Ｂ２乃至Ｂ５はその近隣に
存在するビルを示している。

【００１７】ところで、図９に示したような状態で観測
を行った場合、図７（ａ）に示すようにシェーディング
技法を用いない場合には、サイドローブのレベルが高い
ので近隣のビルや他の障害物などの存在により、放射さ
れた音波の反射波の影響を多く受けてＳ／Ｎ（ｓｉｇｎ
ａｌｔｏｎｏｉｓｅ）が低下するという問題が生ず
る。

【００１８】このような影響を抑制するために図７
（ｂ）に示すように重み付けによるシェーディング技法
を用いフェーズドアレイ・アンテナの送受信が、方形配
列の中心出力及び感度が大きくなるように８段階で制御
することによってサイドローブのレベルを低く抑え、近
隣のビルや障害物などからの反射波による影響を抑える
ようにして前記問題を解決している。

【００１９】しかしながら、図７（ａ）に示すようにシ
ェーディング技法を用いる場合と用いない場合とでは、
メインローブの指向性がシェーディング技法を用いた場
合に比べて低下する。また、図７（ａ）では、シェーデ
ィング技法を用いた場合と用いない場合とでメインロー
ブの指向性関数Ｒ（θ）は等しく図示されているが、実
際にはエネルギー量は一定であるからシェーディング技
法を用いた場合には面積が膨らんだ二点鎖線で示すよう
に低下する。

【００２０】即ち、この低下は大気中に音波を放射した
場合に同じ出力のもとでは例えば地上から約１００ｍま
でというように遠くまで飛ばないため、遠くを観測する
ことができないという問題がある。

【００２１】この種のフェーズドアレイ型ドップラーソ
ーダーは例えば一度ビルの屋上等に設置した場合には同
じ観測条件の下で複数の観測を行うためシェーディング
をかけて出力の設定をやり直したりすることは観測条件
の変更等を伴ってしまうため好ましくはないという課題
がある。

【００２２】また、上空の近いところから遠いところま
での範囲を観測可能とするために観測位置の選定、出力
の設定並びにシェーディング技法の重み付けの仕方等を
決定することは作業性からみても好ましいものではな
い。

【００２３】そこで、本発明は従来の問題点に鑑みてな
されたものであって、上空の近いところから遠いところ
までを同じ設定条件の下で観測することができるフェー
ズドアレイ型ドップラーソーダーを提供することを目的
とするものである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るフェーズド
アレイ型ドップラーソーダーは、大気中に音波を放射
し、その反射信号を受信して周波数のドップラーシフト
量から上空の風速成分とその標準偏差を測定するフェー
ズドアレイ型ドップラーソーダーであって、方形配列さ
れた複数のトランスデューサ素子より成るフェーズドア
レイ・アンテナの前記各トランスデューサ素子に対して
加える送信信号が短パルスである場合には、各トランス
デューサ素子に対して重み付けをして送信信号を供給
し、また前記各トランスデューサ素子に対して加える送
信信号が長パルスである場合には、各トランスデューサ
素子に対して重み付けを与えずに送信信号を供給する構
成としたものである。

【００２５】この場合、前記各トランスデューサ素子に
は、複数のパワーアンプから重み付けの異なる送信信号
が供給されて増幅度を制御する構成としたものである。

【００２６】そして、前記各トランスデューサ素子に対
して重み付けをして送信信号を供給するに際し、望まし
くはフェーズドアレイ・アンテナを構成する各トランス
デューサ素子の行方向または列方向においてより中央部
に位置するトランスデューサ素子に対して送信信号の電
力を増大させるように構成される。

【００２７】また、好ましい実施の形態においては、前
記フェーズドアレイ・アンテナは、その行および列が１
６×１６＝２５６個のトランスデューサ素子で構成され
る。

【００２８】また、好ましい実施の形態においては、前
記フェーズドアレイ・アンテナの全体の大きさは、略１
５０×１５０ｃｍ以内となるように構成される。

【００２９】さらに、好ましい実施の形態においては、
前記フェーズドアレイ・アンテナの各素子のホーンの直
径は略９０ｍｍで構成され、各素子間の離間距離ｄは、
駆動周波数２１００Ｈｚで約０．６λ（波長）で構成さ
れる。

【００３０】以上のように構成されたフェーズドアレイ
型ドップラーソーダーによると、短パルス波送出時には
フェーズドアレイ・アンテナを構成する各トランスデュ
ーサ素子に対して重み付けが成された送信信号が供給さ
れる。従って近距離観測用の指向性はサイドローブが抑
制され、近隣のビルや他の障害物などの影響を比較的受
けず、Ｓ／Ｎを良好に保つことができる。

【００３１】また長パルス波送出時にはフェーズドアレ
イ・アンテナを構成する各トランスデューサ素子に対し
ては重み付けが成されない状態で送信信号が供給され
る。従って遠距離測定に対して重み付けによるパワーの
低下がないため、高々度まで観測が可能となる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明のフェーズドアレイ
型ドップラーソーダーについて、図に示す実施の形態に
基づいて説明する。図１は、そのシステム全体の構成を
ブロック図によって示したものである。

【００３３】図１に示す１はコントローラ、２は送受信
回路、３は行および列が１６×１６＝２５６個から成る
音響変換素子としてのトランスデューサ素子（３₁〜３
n）を方形配列したフェーズドアレイ・アンテナであ
る。

【００３４】コントローラ１は、演算制御手段としての
ＣＰＵ４、記憶手段としてのＲＯＭ／ＲＡＭ５、デバイ
ス入出力回路（Ｄ・Ｉ／Ｏ）６、Ａ／Ｄ変換回路７、入
力インターフェース回路８、及び出力インターフェース
回路９で構成されている。

【００３５】送受信回路２は、増幅手段としてのパワー
アンプ１０、コントロールロジック回路１１、送受信切
替スイッチ１２、プリアンプ１３、乗算器１４、バンド
パスフィルタ１５、可変利得増幅器１６及び検波器１７
で構成されている。

【００３６】まず、送受信切替スイッチ１２は、１６×
１６＝２５６個の音響変換素子としてのトランスデュー
サ素子（３₁〜３n）の１６列の送信信号が出力されるよ
うに切り替えられる。この送信された信号が空中に放射
されて帰ってきた受信信号は送受信切替スイッチ１２に
より切り替えられて１６列の受信信号が得られる。

【００３７】この受信信号をプリアンプ１３で増幅した
後、乗算器１４で掛け算して１つの信号とする。この信
号をバンドパスフィルタ１５を通して可変利得増幅器１
６に入力する。

【００３８】次に、可変利得増幅器１６に入力された信
号は、検波器１７、入カインターフェース回路８を通し
てＡ／Ｄ変換回路７によりＡ／Ｄ変換してサンプリング
する。

【００３９】このサンプリングされた信号をスペクトル
分析してこの入力された周波数を検出する。このとき、
駆動周波数は２１００Ｈｚであるから、Δｆ／ｆ0×ｃ
／２＝Ｖrの関係より風速Ｖrが求められる。ここで、Δ
ｆは検出された周波数、ｆ0は２１００Ｈｚ、ｃは音速
である。これを合成して風速・風向を求める。

【００４０】また、記憶手段としてのＲＯＭ／ＲＡＭ５
には必要なデータが予め入力されており、演算制御手段
としてのＣＰＵ４で前記風向・風速等の必要な演算処理
を行う。また、コントロールロジック回路１１へは、測
定高度やハードウェアをコントロールするための初期設
定、パルスの間隔やビームの傾き等の情報がデバイス入
出力回路（Ｄ・Ｉ／Ｏ）６より与えられる。

【００４１】前記図１に示すフェーズドアレイ・アンテ
ナ３は、２５６個のトランスデューサ素子を用い、各素
子のホーンの直径は略９０ｍｍで構成され、各素子間の
離間距離ｄは、駆動周波数２１００Ｈｚで約０．６λ
（波長）で構成されている。また、アンテナの全体の大
きさは、略１５０×１５０ｃｍ以内となるように構成さ
れている。

【００４２】本発明に係るフェーズドアレイ型ドップラ
ーソーダーは、図１に示す装置を用いてフェーズドアレ
イ・アンテナ３から放射される音波に短パルス波と長パ
ルス波の混合パルスを用いることによって上空の近いと
ころから遠いところまでを同じ設定条件の下で観測する
ことができるものである。

【００４３】図２は、送受信回路２内のコントロールロ
ジック回路１１と、パワーアンプ１０と、プリアンプ１
３と、送受信切替スイッチ１２と、フェーズドアレイ・
アンテナ３の詳細を示す図である。

【００４４】図２に示すようにコントロールロジック回
路１１は、その内部の記憶手段としてのメモリ、即ちＲ
ＯＭ／ＲＡＭ３０内に図７（ｂ）に示すような重み付け
有データ（ｗｅｉｇｈｉｎｇｆａｃｔｏｒ）が記憶さ
れているメモリ３０ａと重み付けがされていない重み付
け無しデータが記憶されているメモリ３０ｂと、演算制
御手段としてのＣＰＵ３１と、重み付け信号発生部２０
を少なくとも備えている。

【００４５】入力手段としての図示せぬキーボードなど
を介してコントローラ１内のＣＰＵ４に必要なパラメー
タが設定されると、ＣＰＵ４はこの設定されたパラメー
タにしたがった制御信号をデバイス入出力回路（Ｄ・Ｉ
／Ｏ）６を通してコントロールロジック回路１１内のＣ
ＰＵ３１に入力する。このＣＰＵ３１は、前記ＲＯＭ／
ＲＡＭ３０の重み付け有りデータ３０ａ又は重み付け無
しデータ３０ｂの書き込み若しくは読み出しを行う。

【００４６】ＣＰＵ３１は、重み付け有りデータメモリ
３０ａ又は重み付け無しデータメモリ３０ｂを適宜読み
出して重み付け信号発生部２０に出力する。

【００４７】重み付け信号発生部２０は、前記メモリ３
０ａ又は３０ｂからのデータを増幅手段としてのパワー
アンプ１０に出力する。このパワーアンプ１０は、本発
明では１６個分備えている。即ち１０ａ1乃至１０ａｎ
まで順次増幅出力する。

【００４８】パワーアンプ１０により出力された信号
は、送受信切替スイッチ１２に送信されて行又は列毎に
切り替えられてフェーズドアレイ・アンテナ３に送出さ
れる。

【００４９】しかして、重み付け無しデータメモリ３０
ｂを用いて比較的近距離の測定を行う場合には、近隣の
ビルや障害物などの反射波による影響がでる。これを防
ぐため、近距離の場合には短パルス波を用いかつ重み付
け有りデータを用いて測定を行い、遠距離の場合には長
パルス波を用いかつ重み付け無しデータを用いて測定を
行う。けだし、長パルス波は、短パルス波に比較して同
じ出力条件の下であっても遠距離まで測定を行うことが
でき、しかも遠距離の場合にはサイドローブを抑制しな
くても反射波による影響を受けることが無くしかもメイ
ンローブの指向性を損なうことなく測定を行うことがで
きるからである。

【００５０】ここで、本発明に係る短パルス波は、約１
０ｍｓ〜１００ｍｓまでのものを用いており、測定範囲
は、測定位置から地上約１０ｍ〜１００ｍまでの範囲で
測定を行うように設定される。また、長パルス波は、約
１００ｍｓ〜５００ｍｓまでのものを用いており、測定
範囲は、測定位置から地上約１００ｍ〜１０００ｍまで
の範囲で測定を行うように設定される。

【００５１】また、短パルス波と長パルス波の切替は、
本発明ではＣＰＵ３１内のクロックを用いて時間管理を
行うことにより切替を行っているが、距離データにより
切替を行うようにしてもよい。

【００５２】次に、本発明に係るフェーズドアレイ型ド
ップラーソーダーの送信動作について図３に示すフロー
チャートを用いて説明する。

【００５３】図３に示すように図示せぬキーボードなど
の入力手段を用いてコントローラ１内のＣＰＵ４及びデ
バイス入出力回路（Ｄ・Ｉ／Ｏ）６を通してコントロー
ルロジック回路１１内のＣＰＵ３１に必要なパラメータ
の設定をキー入力により行う（ステップＳ１）がこのキ
ー入力の際にまず重み付けがあるか無いかのキー（図示
せず）を任意に選択して入力する（ステップＳ２）。

【００５４】次に、ステップＳ２で重み付け有りを選択
した場合には、各トランスデューサ素子３毎の各チャン
ネル分について図７（ｂ）に示すような重み付けのパラ
メータ（デジタルデータ）を設定して記憶手段としての
メモリ３０ａ内に記憶させる（ステップＳ３）。また、
ステップＳ２で重み付けの無しを選択した場合には、各
トランスデューサ素子３毎の各チャンネル分は一定量で
あるから、これを重み付け無しのパラメータを設定して
記憶手段としてのメモリ３０ｂ内に記憶させる（ステッ
プＳ３）。

【００５５】前記設定がなされると、送信準備に入る
（ステップＳ４）。そしてステップＳ５において、重み
付け有りが選択されたか否かを判定する。

【００５６】前記ステップＳ２およびステップＳ５にお
いて重み付け有りではない、即ち重み付け無しであると
判定された場合には、図４に示すフローに移行する。

【００５７】図４は、短パルスおよび長パルスを混合し
て送出する混合パルス方式を示したものである。

【００５８】ステップＳ２１で短パルス送信動作が設定
されると、ステップＳ２２では各チャンネルが一定量の
Ａ／Ｄ変換レートが設定される。そして、ステップＳ２
３においてフェーズドアレイ・アンテナ３は短パルスの
送信信号を空中に送信する。

【００５９】次に、ステップＳ２４において、長パルス
送信動作が設定され、ステップＳ２５において各チャン
ネルが一定量のＡ／Ｄ変換レートが設定される。そし
て、ステップＳ２６においてフェーズドアレイ・アンテ
ナ３は長パルスの送信信号を空中に送信する。

【００６０】この混合パルス方式では、図９に示すよう
な障害物がなければこのフローにより音波を放射すれば
よい。また、短パルスの次に長パルスが放射されるよう
な方式を用いているが、逆に長パルスの次に短パルスを
放射するようにしてもよい。

【００６１】前記ステップＳ２およびステップＳ５にお
いて、重み付け有りを選択した場合には、ステップＳ６
に移行する。このステップＳ６以下のフローでも混合パ
ルス方式が用いられる。但し、近距離だけの場合には短
パルスのみを放射し、遠距離のみの場合には長パルスの
みを放射するようにすることもできる。このような設定
は、ステップＳ１のキー入力操作により設定する。

【００６２】ステップＳ６は、ＣＰＵ３１によって制御
される次の出力パルス波が短パルスであるか否かを判断
する。

【００６３】ステップＳ６において次の出力パルス波が
短パルスであると判断した場合には、シェーディング有
のモード（ステップＳ７）が選択され、ＣＰＵ３１はス
テップＳ８において重み付け有データを読み込み、重み
付け信号発生部２０にデータを転送する。重み付け信号
発生部２０は、前記重み付け有データに基づいて各パワ
ーアンプ１０ａ１乃至１０ａｎに対して個々の増幅度を
設定する。

【００６４】またステップＳ９は、図７（ｂ）に示すよ
うなＡ／Ｄ変換回路７により重み付けチャンネル分をＡ
／Ｄ変換する。

【００６５】以上のステップが終了後、短パルスを各送
信電力部、即ち各パワーアンプ１０ａ１乃至１０ａｎに
対して出力する。フェーズドアレイ・アンテナ３はこれ
を受けて重み付けされた送信信号を空中に送信する（ス
テップＳ１１）。

【００６６】一方、前記ステップＳ６において次の出力
パルス波が短パルスではない（即ち、長パルスである）
と判断した場合には、シェーディング無しのモード（ス
テップＳ１２）が選択され、ＣＰＵ３１はステップＳ１
３において重み付け無しのデータを読み込む。この場合
には、重み付け信号発生部２０は各パワーアンプ１０ａ
１乃至１０ａｎに対して同一の増幅度を設定する。また
ステップＳ１４において各チャンネルが一定量のＡ／Ｄ
変換レートを設定する。

【００６７】そして、ステップＳ１０において長パルス
を各送信電力部、即ち各パワーアンプ１０ａ１乃至１０
ａｎに対して出力する。フェーズドアレイ・アンテナ３
はこれを受けて重み付けのない送信信号を空中に送信す
る（ステップＳ１１）。

【００６８】以上のように、図３に示すフローでは、ス
テップＳ６において短パルスか長パルスかを判定する
が、混合パルスが用いられる場合には、ステップＳ６か
らステップＳ１０とステップＳ１２からステップＳ１０
とが繰り返して行われる。この混合パルス方式は、図示
せぬ操作手段によりステップＳ１のキー入力操作により
行われるが、この混合パルスの繰り返しが１回若しくは
複数回行われるかは、予め設定して行われる。上空の風
向風速を地上からリモートセンシングするフェーズドア
レイ型ドップラーソーダーは、同一条件下で複数のデー
タを観測する必要があるからである。

【００６９】なお、本発明の実施の形態においては、ト
ランスデューサ素子を１６×１６の方形配列としたが、
この１６×１６以外の数により構成するようにしてもよ
い。また、図７（ｂ）に示す重み付けは、８段階で示し
ているが、これに限るものではなく、適宜設定すること
ができる。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなとおり、本発明に
係るフェーズドアレイ型ドップラーソーダーによれば、
短パルス波送出時にはフェーズドアレイ・アンテナを構
成する各トランスデューサ素子に対して重み付けが成さ
れた送信信号が供給され、また長パルス波送出時にはフ
ェーズドアレイ・アンテナを構成する各トランスデュー
サ素子に対しては重み付けが成されない状態で送信信号
が供給されるので、近距離観測用の指向性はサイドロー
ブが抑制され、近隣のビルや他の障害物などの影響を比
較的受けず、Ｓ／Ｎを良好に保つことができる。

【００７１】また、遠距離測定に対して重み付けによる
パワーの低下がないため、高々度までの観測が可能とな
り、この種のドップラーソーダーによる観測の信頼性を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフェーズドアレイ型ドップラーソ
ーダーのシステム全体の構成を示したブロック図であ
る。

【図２】図１に示すドップラーソーダーにおける一部の
詳細な構成を示したブロック図である。

【図３】図１および図２に示すドップラーソーダーの作
用を示すフローチャートである。

【図４】図１および図２に示すドップラーソーダーの作
用を示すフローチャートである。

【図５】５列×５行のトランスデューサ素子を用いたフ
ェーズドアレイ・アンテナの構成および作用を説明する
模式図である。

【図６】トランスデューサ素子の数が異なる場合のフェ
ーズドアレイ・アンテナの指向特性を示した特性図であ
る。

【図７】出力に重み付けを施した場合と施さない場合の
特性および重み付け状態を示す図である。

【図８】トランスデューサ素子の数に対応するサイドロ
ーブとメインローブの大きさの関係を示した特性図であ
る。

【図９】ドップラーソーダーを設置した状態の放射状況
を示した模式図である。

【符号の説明】

１コントローラ２送受信回路３フェーズドアレイ・アンテナ４ＣＰＵ５ＲＯＭ／ＲＡＭ６デバイス入出力回路７Ａ／Ｄ変換回路８入力インターフェース回路９出力インターフェース回路１０パワーアンプ１１コントロールロジック回路１２送受信切替スイッチ１３プリアンプ１４乗算器１５バンドパスフィルタ１６可変利得増幅器１７検波器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０１Ｗ 1/00 Ｇ０１Ｗ 1/00 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大気中に音波を放射し、その反射信号を
受信して周波数のドップラーシフト量から上空の風速成
分とその標準偏差を測定するフェーズドアレイ型ドップ
ラーソーダーであって、方形配列された複数のトランスデューサ素子より成るフ
ェーズドアレイ・アンテナの前記各トランスデューサ素
子に対して加える送信信号が短パルスである場合には、
各トランスデューサ素子に対して重み付けをして送信信
号を供給し、また前記各トランスデューサ素子に対して
加える送信信号が長パルスである場合には、各トランス
デューサ素子に対して重み付けを与えずに送信信号を供
給する構成としたことを特徴とするフェーズドアレイ型
ドップラーソーダー。
【請求項２】前記各トランスデューサ素子には、複数
のパワーアンプから重み付けの異なる送信信号が供給さ
れて増幅度を制御する構成としたことを特徴とする請求
項１に記載のフェーズドアレイ型ドップラーソーダー。
【請求項３】前記各トランスデューサ素子に対して重
み付けをして送信信号を供給するに際し、フェーズドア
レイ・アンテナを構成する各トランスデューサ素子の行
方向または列方向においてより中央部に位置するトラン
スデューサ素子に対して送信信号の電力を増大させる構
成としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記
載のフェーズドアレイ型ドップラーソーダー。
【請求項４】前記フェーズドアレイ・アンテナは、そ
の行および列が１６×１６＝２５６個のトランスデュー
サ素子で構成するようにしたことを特徴とする請求項１
乃至請求項３のいずれか１に記載のフェーズドアレイ型
ドップラーソーダー。
【請求項５】前記フェーズドアレイ・アンテナの全体
の大きさは、略１５０×１５０ｃｍ以内となるように構
成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいず
れか１に記載のフェーズドアレイ型ドップラーソーダ
ー。
【請求項６】前記フェーズドアレイ・アンテナの各素
子のホーンの直径は略９０ｍｍで構成され、各素子間の
離間距離ｄは、駆動周波数２１００Ｈｚで約０．６λ
（波長）で構成されてなることを特徴とする請求項１乃
至請求項３のいずれか１に記載のフェーズドアレイ型ド
ップラーソーダー。