JPS604954B2 - 気象レーダ装置 - Google Patents
気象レーダ装置Info
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- JPS604954B2 JPS604954B2 JP52110233A JP11023377A JPS604954B2 JP S604954 B2 JPS604954 B2 JP S604954B2 JP 52110233 A JP52110233 A JP 52110233A JP 11023377 A JP11023377 A JP 11023377A JP S604954 B2 JPS604954 B2 JP S604954B2
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- Japan
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- weather
- circuit
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- multiplier
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- 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
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はマイクロ波パルスを送受信して受信波の振幅検
波出力を情報として利用する一般の気象レーダ装置にお
いて、シークラッタを自動的に除去すると同時に、シー
クラツタと重畳している気象エコー強度の定量的測定を
も可能とする気象レーダ装置に関する。
波出力を情報として利用する一般の気象レーダ装置にお
いて、シークラッタを自動的に除去すると同時に、シー
クラツタと重畳している気象エコー強度の定量的測定を
も可能とする気象レーダ装置に関する。
周知のように、気象レーダはいわゆる気象目標からの反
射信号（以下気象エコーと称する）を検出し、その平均
電力より雨量を算出して気象情報を得るものである。
射信号（以下気象エコーと称する）を検出し、その平均
電力より雨量を算出して気象情報を得るものである。
気象レーダは広範囲の気象目標の分布を即時的に把握で
きる有力な気象側器であるが、その測定出力には大量の
情報を含んでいるので、人手による処理では気象レーダ
情報の十分な活用は困難である。電子計算機による処理
は人手を補う有力な手段であるが、気象レーダ情報を電
子計算機へ入力するには次に述べるシークラツタの除去
が必要条件である。すなわち日本は海にかこまれた細長
い島国であるために、各地の気象レーダにおいて海面の
波浪からの反射（Ｓｅａｃｌｕｔｔｅｒ：以下シークラ
ッタと称する）が気象エコーと重畳する場合が多く、気
象エコーの強度測定および電子計算機による気象レーダ
情報処理の著しい障害となっている。
きる有力な気象側器であるが、その測定出力には大量の
情報を含んでいるので、人手による処理では気象レーダ
情報の十分な活用は困難である。電子計算機による処理
は人手を補う有力な手段であるが、気象レーダ情報を電
子計算機へ入力するには次に述べるシークラツタの除去
が必要条件である。すなわち日本は海にかこまれた細長
い島国であるために、各地の気象レーダにおいて海面の
波浪からの反射（Ｓｅａｃｌｕｔｔｅｒ：以下シークラ
ッタと称する）が気象エコーと重畳する場合が多く、気
象エコーの強度測定および電子計算機による気象レーダ
情報処理の著しい障害となっている。
この問題に対応する従来の方法は空中線の仰角を高くす
る事によって海面を照射する電波の強度を減少させてい
たが、これでは海面付近の気象目標の観測は不可能とな
るので本質的な解決策ではない。従って気象レーダにお
いてシークラッタを除去する装置は、従来存在しなかっ
たといえる。本発明はこの問題を解決するためになされ
たもので、気象エコーとシークラッ夕の振動変動の統計
的特性の違いを利用して、シークラッタを自動的に除去
すると同時にシークラッタと重畳している気象エコーの
定量的測定を可能にする気象レーダ装置を提供するもの
である。以下本発明の原理の説明に入る前に、基本的事
項について説明する。
る事によって海面を照射する電波の強度を減少させてい
たが、これでは海面付近の気象目標の観測は不可能とな
るので本質的な解決策ではない。従って気象レーダにお
いてシークラッタを除去する装置は、従来存在しなかっ
たといえる。本発明はこの問題を解決するためになされ
たもので、気象エコーとシークラッ夕の振動変動の統計
的特性の違いを利用して、シークラッタを自動的に除去
すると同時にシークラッタと重畳している気象エコーの
定量的測定を可能にする気象レーダ装置を提供するもの
である。以下本発明の原理の説明に入る前に、基本的事
項について説明する。
レーダの送信パルス幅を７、電波の伝播速度をｃ、空中
から目標までの距離をＲ、空中線の水平および垂直ビー
ム幅を■ｈ、■ｅとすると、送信波によって目標が照射
される体積Ｖ（以下目標体積と称する）は、Ｖ≠ｍｃＲ
２■ｈ■ｅ７／８．．．．．．．・．‘１１ここで■ｈ
、■ｅの単位はラジアンレーダの送信周期をＴとすると
、距離Ｒ、空中線方位角ｏｈ、仰角８ｅの目標体積から
反射された受信波の瞬時波形ｙは離散的に観測できて、
ｙ（ｎＴ）ＩＲ、ａｈ、ａｅ・・・・・・・・・【２１
ここでｌｎ＝０、１、２、”””…とあらわせるが以下
簡単のために、 ｙ（ｎＴ）ＩＲ、８ｈ、８ｅ三ｙ（ｔ）………■として
取扱う。
から目標までの距離をＲ、空中線の水平および垂直ビー
ム幅を■ｈ、■ｅとすると、送信波によって目標が照射
される体積Ｖ（以下目標体積と称する）は、Ｖ≠ｍｃＲ
２■ｈ■ｅ７／８．．．．．．．・．‘１１ここで■ｈ
、■ｅの単位はラジアンレーダの送信周期をＴとすると
、距離Ｒ、空中線方位角ｏｈ、仰角８ｅの目標体積から
反射された受信波の瞬時波形ｙは離散的に観測できて、
ｙ（ｎＴ）ＩＲ、ａｈ、ａｅ・・・・・・・・・【２１
ここでｌｎ＝０、１、２、”””…とあらわせるが以下
簡単のために、 ｙ（ｎＴ）ＩＲ、８ｈ、８ｅ三ｙ（ｔ）………■として
取扱う。
以下の時間関数はすべて同様の意味を持つ。さらに目標
の特性が一様とみなせる目標体積からの反射信号の振幅
は定常時系列に属してェルゴード性を持つので、時間平
均と集合平均は等しいものとして取扱う。２つの確率変
数Ｙ，、Ｙ２の相関係数ｐＹは次のように定義される。
の特性が一様とみなせる目標体積からの反射信号の振幅
は定常時系列に属してェルゴード性を持つので、時間平
均と集合平均は等しいものとして取扱う。２つの確率変
数Ｙ，、Ｙ２の相関係数ｐＹは次のように定義される。
ｐｙ＝Ｅ〔｛Ｙ，一Ｅ〇，）｝ ｛Ｙ２−Ｅ（Ｙ２）｝
〕〇１〇２…．・．．・・‘４｝ ここでＥ〔 〕は集合平均（期待値）を意味する。
〕〇１〇２…．・．．・・‘４｝ ここでＥ〔 〕は集合平均（期待値）を意味する。
０１、。
２：Ｙ，、Ｙ２の標準偏差
Ｙ，、Ｙ２を、時間（ｎＴ）、（ｎＴ＋ｍＴ）における
エコーの振幅Ｙ（ｎＴ）、Ｙ（ｎ，地Ｔ）で表現する。
エコーの振幅Ｙ（ｎＴ）、Ｙ（ｎ，地Ｔ）で表現する。
Ｙ（ｎＴ）、Ｙ（ｎＴ＋ｍＴ）の標準偏差をひＹとすれ
ば、ｐｙ＝｛Ｙ（ｎＴ）−Ｙ｝ ｛Ｙ（ｎＴ＋ｍＴ）−
Ｙ｝………棚Ｃ「Ｙ２ここでｍ＝０、１、２、……… ‘５１式でＹ（ｎＴ）とＹ（ｎＴ机Ｔ）の不規則変動が
独立のときは分子＝０、従ってｐｙ：０となる。
ば、ｐｙ＝｛Ｙ（ｎＴ）−Ｙ｝ ｛Ｙ（ｎＴ＋ｍＴ）−
Ｙ｝………棚Ｃ「Ｙ２ここでｍ＝０、１、２、……… ‘５１式でＹ（ｎＴ）とＹ（ｎＴ机Ｔ）の不規則変動が
独立のときは分子＝０、従ってｐｙ：０となる。
気象エコーおよびシークラッ外ま、目標体積内に存在し
て独立に変動する多数の散乱素子からの反射の合成波で
あるから、その振幅は不規則に変動する。
て独立に変動する多数の散乱素子からの反射の合成波で
あるから、その振幅は不規則に変動する。
そして、海面の波浪よりも気象目標の方が散乱素子が小
さく、早い変動をして時間差ｍＴにおける相関係数は４
・さくなる。実測によると特定のレーダにおける、気象
エコーおよびシークラッタの相関係数はほぼ一定値を示
し、送信周期間（Ｔ＝数机ｓ）において、それぞれ０．
１および０．５程度であった。本発明はフィル夕によっ
て相関係数の違いに対応した出力を取り出して、それと
入力信号を比較することによって、シークラッタの除去
と同時に気象エコーの定量測定を可能にするものである
。以下本発明の具体的説明に入る前に、本発明の原理に
ついて説明する。
さく、早い変動をして時間差ｍＴにおける相関係数は４
・さくなる。実測によると特定のレーダにおける、気象
エコーおよびシークラッタの相関係数はほぼ一定値を示
し、送信周期間（Ｔ＝数机ｓ）において、それぞれ０．
１および０．５程度であった。本発明はフィル夕によっ
て相関係数の違いに対応した出力を取り出して、それと
入力信号を比較することによって、シークラッタの除去
と同時に気象エコーの定量測定を可能にするものである
。以下本発明の具体的説明に入る前に、本発明の原理に
ついて説明する。
まず気象エコーとシークラッタの合成波の確率密度関数
について述べる。空中線に入力する気象エコーの波形ｗ
（ｔ）を直交関数系で表現すると、Ｗ（ｔ）ニＸｃＷ（
ｔ）ＣＯＳのＷｔ一ＸＳＷ（ｔ）ＳｉｎのＷｔ……，．
，｛６｝ここでｘｃＷ（ｔ），ｘｓｗ川：統計的に独立
な、平均値０、分散ｏｗ２のガウス性不規則変数のｗｉ
送信周波数（のｔ）十ドプラ周波数偏移（のｄＷ）での
ｄｗ《■ｔ同様にシークラッタの波形ｓ（ｔ）は、 Ｓ（ｔ）ニＸＣＳ（ｔ）ＣＯＳのＳｔ一Ｘ＄（ｔ）Ｓｉ
ｎのＳｔ，．，，．．，．．｛７｝ここでｘｑ（ｔ）、
ｘ＄（ｔ）：統計的に独立な平均値０、分散。
について述べる。空中線に入力する気象エコーの波形ｗ
（ｔ）を直交関数系で表現すると、Ｗ（ｔ）ニＸｃＷ（
ｔ）ＣＯＳのＷｔ一ＸＳＷ（ｔ）ＳｉｎのＷｔ……，．
，｛６｝ここでｘｃＷ（ｔ），ｘｓｗ川：統計的に独立
な、平均値０、分散ｏｗ２のガウス性不規則変数のｗｉ
送信周波数（のｔ）十ドプラ周波数偏移（のｄＷ）での
ｄｗ《■ｔ同様にシークラッタの波形ｓ（ｔ）は、 Ｓ（ｔ）ニＸＣＳ（ｔ）ＣＯＳのＳｔ一Ｘ＄（ｔ）Ｓｉ
ｎのＳｔ，．，，．．，．．｛７｝ここでｘｑ（ｔ）、
ｘ＄（ｔ）：統計的に独立な平均値０、分散。
ｓ２のガウス性不規則変数
■Ｓニのｔ＋■ｄＳ、のｄＳ《のＣ
気象エコーとシークラッタの合成波をｙ（ｔ）とすると
、ｙ（ｔ）二Ｗ（ｔ）＋Ｓ川ニ｛ＸＭ（ｔ）＋ＸＣＳ（
ｔ）｝ＣＯＳのＣｔ−｛ＸＳＷ（上）十ＸＳＳ（ｔ）｝
ＳｉｎのＣｔ………■ここで｛ｘＣＷ（ｔ）＋ｘＣＳ（
ｔ）｝、｛ｘＳＷ（ｔ）十×蝿（ｔ）｝は平均値０で分
散（〇ｗ２ 十。
、ｙ（ｔ）二Ｗ（ｔ）＋Ｓ川ニ｛ＸＭ（ｔ）＋ＸＣＳ（
ｔ）｝ＣＯＳのＣｔ−｛ＸＳＷ（上）十ＸＳＳ（ｔ）｝
ＳｉｎのＣｔ………■ここで｛ｘＣＷ（ｔ）＋ｘＣＳ（
ｔ）｝、｛ｘＳＷ（ｔ）十×蝿（ｔ）｝は平均値０で分
散（〇ｗ２ 十。
ｓ２ ）のガウス性不規則変数で、各成分は統計的に独
立としている。■式を ｙ（ｔ）＝Ｖ（ｔ）ｃｏｓ（山Ｃｔ＋○Ｃ）………側と
表現すると、包絡線Ｖ（ｔ）の確率密度関数ｐ（ｖはし
ーレ分布となり、Ｖ２ ｐＭ＝ｔ。
立としている。■式を ｙ（ｔ）＝Ｖ（ｔ）ｃｏｓ（山Ｃｔ＋○Ｃ）………側と
表現すると、包絡線Ｖ（ｔ）の確率密度関数ｐ（ｖはし
ーレ分布となり、Ｖ２ ｐＭ＝ｔ。
形辛。乎狐｛一ａｏ形十ＯＳ２）｝Ｖ≧。Ｏ
Ｖ＜０………００受信波の直線検波
出力は‘９｝式のＶ（ｔ）である。レーレ分布の自乗平
均値と分散は皿式より自乗平均値Ｅ〔ｖ２〕＝ノ粋Ｖ２
ｐ（ｖ）ｄＶ＝２（〇ｗ２十ｏｓ２）：Ｖ２ ＝平均電
力・・・・・…・００分散べ＝Ｅ〔｛Ｖ−ＥＭ｝２〕＝
２（１一宇）（叩２十。
Ｖ＜０………００受信波の直線検波
出力は‘９｝式のＶ（ｔ）である。レーレ分布の自乗平
均値と分散は皿式より自乗平均値Ｅ〔ｖ２〕＝ノ粋Ｖ２
ｐ（ｖ）ｄＶ＝２（〇ｗ２十ｏｓ２）：Ｖ２ ＝平均電
力・・・・・…・００分散べ＝Ｅ〔｛Ｖ−ＥＭ｝２〕＝
２（１一宇）（叩２十。
ｓ２）＝ｏ‐４３（岬十岬）＝Ｋ（ｏｗ２十りｓ２）…
……０２次に単一消去フィル夕の動作特性について説明
する。
……０２次に単一消去フィル夕の動作特性について説明
する。
入力信号を時間差ｍＴ、（ｍ＝１、２・・・・・・・・
・）で比較する単一消去フィル夕は第１図のように構成
される。図で１は遅延時間ｍＴの遅延回路、２は減算器
である。フィル夕の入力をＶ（ｔ）、Ｖ（ｔ）の分散を
。ｖ２、Ｖ（ｔ）の時間差ｍＴ間の相関係数をｐｖ、フ
ィル夕の出力をＺ（ｔ）とすると、Ｚ（ｔ）＝Ｖ（ｔ）
−Ｖ（ｔ‐ｍＴ）＝Ｖｗ−Ｖ（ｔ‐ｍＴ）＝０………０
３出力の分散。
・）で比較する単一消去フィル夕は第１図のように構成
される。図で１は遅延時間ｍＴの遅延回路、２は減算器
である。フィル夕の入力をＶ（ｔ）、Ｖ（ｔ）の分散を
。ｖ２、Ｖ（ｔ）の時間差ｍＴ間の相関係数をｐｖ、フ
ィル夕の出力をＺ（ｔ）とすると、Ｚ（ｔ）＝Ｖ（ｔ）
−Ｖ（ｔ‐ｍＴ）＝Ｖｗ−Ｖ（ｔ‐ｍＴ）＝０………０
３出力の分散。
ク＝Ｚ（ｔ）２ −Ｚ（ｔ）２ ＝Ｚ（ｔ）２ ＝｛Ｖ
（ｔ）−Ｖ（ｔ‐ｍＴ）｝２ ＝Ｖ（ｔ）２ 一２Ｖ（
ｔ）Ｖ（ｔ‐ｍＴ）十ｖ２（ト肌＝２ｖ（ｔ）２‐２で
ず−２。ｒ ｐＶ＝２０Ｖ２（１‐ｐＶ）………０４二
重、三重消去フィル夕は第１図の単一消去フィル夕を２
段または３段縦続接続したもので、それぞれの出力の分
散は、。
（ｔ）−Ｖ（ｔ‐ｍＴ）｝２ ＝Ｖ（ｔ）２ 一２Ｖ（
ｔ）Ｖ（ｔ‐ｍＴ）十ｖ２（ト肌＝２ｖ（ｔ）２‐２で
ず−２。ｒ ｐＶ＝２０Ｖ２（１‐ｐＶ）………０４二
重、三重消去フィル夕は第１図の単一消去フィル夕を２
段または３段縦続接続したもので、それぞれの出力の分
散は、。
多ｌニ重＝Ｋ・ｏｖ２（１−ｐＶ）２・・…・・・■。
孝ー三重＝Ｋ２０ｖ２（１−ｏＶ）３・・・・・・・・
岬ここでＫ，、Ｋ２は定数となる。
孝ー三重＝Ｋ２０ｖ２（１−ｏＶ）３・・・・・・・・
岬ここでＫ，、Ｋ２は定数となる。
従って皿、０３、０６拭より単一、二重、三重消去フィ
ル夕の出力は入力信号の相関係数ｐｖによって変化する
。次に単一消去フィル夕を使用した場合の本装置の動作
原理について説明する。
ル夕の出力は入力信号の相関係数ｐｖによって変化する
。次に単一消去フィル夕を使用した場合の本装置の動作
原理について説明する。
フィル夕の入力における気象エコーおよびシークラッタ
の時間差ｍＴ間の相関係数をそれぞれｐＷおよびｐｓと
すると０２式、０４式より単一消去フィル夕の出力の自
乗平均値Ｚ（ｔ）は、Ｚ（ｔ）＝が｛ｏｗ２（１‐ｐＷ
）＋ｏｓ２（１‐ｐｓ）｝……”り７）直線検波出力Ｖ
（ｔ）の自乗平均値Ｖｗ２は、１００式よりＶ２（ｔ）
＝２（ｏｗ２十。
の時間差ｍＴ間の相関係数をそれぞれｐＷおよびｐｓと
すると０２式、０４式より単一消去フィル夕の出力の自
乗平均値Ｚ（ｔ）は、Ｚ（ｔ）＝が｛ｏｗ２（１‐ｐＷ
）＋ｏｓ２（１‐ｐｓ）｝……”り７）直線検波出力Ｖ
（ｔ）の自乗平均値Ｖｗ２は、１００式よりＶ２（ｔ）
＝２（ｏｗ２十。
ｓ２）………（１７−２）。子 ＝（Ｖ２（ｔ）−２０
ｗ２）／２………■測定の目的である気象エコーの平均
電力（自乗平均値）はｗ２はＯＵ式よりｗ２＝２ひＷ２
であるから、的、■式よりｗ２をＶ２（ｔ）、友（ｔ
）、ｐｗ、ｐｓの関数として求めると、〆＝２０Ｗ２＝
重峯￥）；Ｗ生三；空鍔ヂ＝Ｑ２…−３Ｗ…‐‐‐‐‐
‐■ここでＱ、８は定数で１≧ｐｓ≧ｐｗ≧０シークラ
ツタが存在しない時は。
ｗ２）／２………■測定の目的である気象エコーの平均
電力（自乗平均値）はｗ２はＯＵ式よりｗ２＝２ひＷ２
であるから、的、■式よりｗ２をＶ２（ｔ）、友（ｔ
）、ｐｗ、ｐｓの関数として求めると、〆＝２０Ｗ２＝
重峯￥）；Ｗ生三；空鍔ヂ＝Ｑ２…−３Ｗ…‐‐‐‐‐
‐■ここでＱ、８は定数で１≧ｐｓ≧ｐｗ≧０シークラ
ツタが存在しない時は。
ｓ２＝０だから側式は２０Ｗ２に、気象エコーが存在し
ない時はＯＷ２ ＝０だから剛式は０になる。従って■
式は極端な場合にも矛盾しない。単一消去フィル夕にお
いて振幅比較をする時間差ｍ′ｒ（ｍ＝１、２・・・・
・・・・・）を、気象エコーの相関係数が０に近くなる
値にすれば■式は次のように簡単になる。岬ｐ点≠亨Ｓ
広−１‐ｐＳ席・・・・・・・・側Ｐｓｍ＝１の場合の
実施について説明する。
ない時はＯＷ２ ＝０だから剛式は０になる。従って■
式は極端な場合にも矛盾しない。単一消去フィル夕にお
いて振幅比較をする時間差ｍ′ｒ（ｍ＝１、２・・・・
・・・・・）を、気象エコーの相関係数が０に近くなる
値にすれば■式は次のように簡単になる。岬ｐ点≠亨Ｓ
広−１‐ｐＳ席・・・・・・・・側Ｐｓｍ＝１の場合の
実施について説明する。
基本的事項で述べたように、気象エコーおよびシークラ
ッタの相関係数を送信周期間（Ｔ＝数仇ｓ）において、
それぞれｐＷ≠０．１、ｐｓ主０．５として０９式に代
入すると、Ｗ＝５．舷２（ｔ）−１．２５Ｖ２（ｔ）…
……脚となり容易に実時間計算ができる。
ッタの相関係数を送信周期間（Ｔ＝数仇ｓ）において、
それぞれｐＷ≠０．１、ｐｓ主０．５として０９式に代
入すると、Ｗ＝５．舷２（ｔ）−１．２５Ｖ２（ｔ）…
……脚となり容易に実時間計算ができる。
二重、三重消去フィル夕を使用した場合も０３・０８式
から同様の結果を得る。以上説明した本発明の原理を要
約すると、（１’気象エコーおよびシークラッタの相関
係数ｐｗおよびｐｓは明確に異なった値を示す。
から同様の結果を得る。以上説明した本発明の原理を要
約すると、（１’気象エコーおよびシークラッタの相関
係数ｐｗおよびｐｓは明確に異なった値を示す。
たとえば特定のレーダにおいては一送信周基期間におい
てｐｗ〒０．１、ｐｓ≠０．５であった。（２１ 単一
消去、二重消去、三重消去フィル夕の出力は入力信号の
相関係数の関数となっている。｛３’ 従ってフィルタ
出力において、気象エコーおよびシークラッタの振幅は
それぞれの相関係数に対応して異なる値となるから、フ
ィルタ入力と比較すれば、シークラツタの除去とそれに
重畳した気象エコーの定量測定が可能になる。‘４ー
具体的には、フィル夕の入力および出力の自乗平均値に
それぞれ適当な定数を泰算した値の差を求めることによ
り、気象エコーの平均電力が求まる。以下具体的に図面
により説明する。
てｐｗ〒０．１、ｐｓ≠０．５であった。（２１ 単一
消去、二重消去、三重消去フィル夕の出力は入力信号の
相関係数の関数となっている。｛３’ 従ってフィルタ
出力において、気象エコーおよびシークラッタの振幅は
それぞれの相関係数に対応して異なる値となるから、フ
ィルタ入力と比較すれば、シークラツタの除去とそれに
重畳した気象エコーの定量測定が可能になる。‘４ー
具体的には、フィル夕の入力および出力の自乗平均値に
それぞれ適当な定数を泰算した値の差を求めることによ
り、気象エコーの平均電力が求まる。以下具体的に図面
により説明する。
第２図は本発明の一実施例である。３は送信機、４は送
受切換器、５は空中線、６は局部発振器、７はミクサ、
８は対数増幅検波器、９は対数一直線変換器、１０は単
一消去フィル夕、１１は自乗回路、１２は平均化回路、
１３は乗算器、１４は乗算器１３の乗数設定回路、１５
は自乗回路、１６は平均化回路、１７は乗算器、１８は
乗算器１７の乗数設定回路、１９は減算器、２０は直線
一対数変換器である。
受切換器、５は空中線、６は局部発振器、７はミクサ、
８は対数増幅検波器、９は対数一直線変換器、１０は単
一消去フィル夕、１１は自乗回路、１２は平均化回路、
１３は乗算器、１４は乗算器１３の乗数設定回路、１５
は自乗回路、１６は平均化回路、１７は乗算器、１８は
乗算器１７の乗数設定回路、１９は減算器、２０は直線
一対数変換器である。
ここで３〜８は一般的な気象レーダ送受信機の構成であ
る。
る。
対数増幅検波器８は振幅検波出力が中間周波入力の対数
に比例するもので、非常に広範囲の振幅を持つ気象エコ
ーを飽和することなく増幅して測定するために採用され
ている。９〜２０は本発明の要部を示す構成例である。
に比例するもので、非常に広範囲の振幅を持つ気象エコ
ーを飽和することなく増幅して測定するために採用され
ている。９〜２０は本発明の要部を示す構成例である。
対数一直線変換器９は対数比例入力を直線比例出力に変
換（逆対数変換）するもので、変換器９の出力Ｖ（ｔ）
は剛式のような確率密度関数を示す。変換器９はアナロ
グ的には対数ダイオードなどを利用して、デジタル的に
は読み出し専用メモ川こより容易に実現できる。単一消
去フィル夕１川ま第１図のように構成される。図で１は
遅延時間ｍＴの遅延回路、２は減算器である。フィル夕
１０の動作は既に説明したように、入力Ｖ（ｔ）の時間
差ｍＴにおける相関係数の連に対応した出力Ｚ（ｔ）を
検出する。一般に時間差ｍＴは働式の条件を満足させる
ために、気象エコーの相関係数がほぼ０になる値にする
が、ｍは１〜２でよく、従ってｍＴは数のｓの値である
。フィル夕１川ま周知のＭＴＩ用単一消去器と同一のも
のであり容易に構成できる。自乗回路１１は入力Ｚ（ｔ
）を自乗した値Ｚ（ｔ）２を出力するもので、アナログ
的には演算増幅器により、デジタル的には乗算器により
容易に構成できる。平均化回路１２は距離方向平均化に
は低域炉波器を、方位方向平均化にはビデオ積分器の一
方または両方により構成する。平均化区間は気象目標お
よびシークラッタが一様な特性を持っている範囲内でお
こなう。たとえば〔距離方向１物×方位方向２度〕の区
間である。平均化回路１２の出力Ｚ（ｔ）２ は肋式に
示すようになる。乗算器１３はその入力Ｚ（ｔ）２ に
、■式で定義した乗数Ｑを秦算してＱＺ（ｔ）２を出力
する。乗数Ｑ‘ま乗数設定回路１４で設定する。自乗回
路１５、平均化回路１６、乗算器１７、乗数設定回路１
８は以上説明した１１〜１４と同様に構成される。平均
化回路１６の出力Ｖ（ｔ）２は（１７−２）式に示すよ
うになる。乗算器１７はその入力Ｖ（ｔ）２ に■式で
定義した定数８を秦算して８Ｖ（ｔ）２を出力する。秦
数８は乗数設定回路１８で設定する。１９は減算器で、
■式に従って気象エコーの平均電力（自乗平均値）彬を
求める。
換（逆対数変換）するもので、変換器９の出力Ｖ（ｔ）
は剛式のような確率密度関数を示す。変換器９はアナロ
グ的には対数ダイオードなどを利用して、デジタル的に
は読み出し専用メモ川こより容易に実現できる。単一消
去フィル夕１川ま第１図のように構成される。図で１は
遅延時間ｍＴの遅延回路、２は減算器である。フィル夕
１０の動作は既に説明したように、入力Ｖ（ｔ）の時間
差ｍＴにおける相関係数の連に対応した出力Ｚ（ｔ）を
検出する。一般に時間差ｍＴは働式の条件を満足させる
ために、気象エコーの相関係数がほぼ０になる値にする
が、ｍは１〜２でよく、従ってｍＴは数のｓの値である
。フィル夕１川ま周知のＭＴＩ用単一消去器と同一のも
のであり容易に構成できる。自乗回路１１は入力Ｚ（ｔ
）を自乗した値Ｚ（ｔ）２を出力するもので、アナログ
的には演算増幅器により、デジタル的には乗算器により
容易に構成できる。平均化回路１２は距離方向平均化に
は低域炉波器を、方位方向平均化にはビデオ積分器の一
方または両方により構成する。平均化区間は気象目標お
よびシークラッタが一様な特性を持っている範囲内でお
こなう。たとえば〔距離方向１物×方位方向２度〕の区
間である。平均化回路１２の出力Ｚ（ｔ）２ は肋式に
示すようになる。乗算器１３はその入力Ｚ（ｔ）２ に
、■式で定義した乗数Ｑを秦算してＱＺ（ｔ）２を出力
する。乗数Ｑ‘ま乗数設定回路１４で設定する。自乗回
路１５、平均化回路１６、乗算器１７、乗数設定回路１
８は以上説明した１１〜１４と同様に構成される。平均
化回路１６の出力Ｖ（ｔ）２は（１７−２）式に示すよ
うになる。乗算器１７はその入力Ｖ（ｔ）２ に■式で
定義した定数８を秦算して８Ｖ（ｔ）２を出力する。秦
数８は乗数設定回路１８で設定する。１９は減算器で、
■式に従って気象エコーの平均電力（自乗平均値）彬を
求める。
直線一対数変換器２０は直線比例入力を従釆の気象レー
ダと同様の対数比例出力に変換するもので、その出力は
従釆と同一のＰＰＩスコープまたはＡスコープ指示器に
接続できる。
ダと同様の対数比例出力に変換するもので、その出力は
従釆と同一のＰＰＩスコープまたはＡスコープ指示器に
接続できる。
２０はアナログ的には対数ダイオードなどにより、デジ
タル的には読み出し専用メモリにより容易に実現できる
。
タル的には読み出し専用メモリにより容易に実現できる
。
単一消去フィル夕１０は０５１、０８式に示すように二
重または三重消去フィル夕で構成してもよい。対数増幅
検波器８のかわりに直線増幅検波器を使用した場合は対
数一直線変換器９は不要となる。以上説明したように、
本発明は気象エコーとシークラッタの統計的特性の相違
を利用して、送信周期の整数倍（数肌ｓ）の時間内に、
自動的にシークラッタの除去と、気象エコーの平均電力
の測定をおこなえるので、シークラッタと重畳する気象
エコーの定量的測定が実時間で可能となり、装置も小形
、低価格で実現できて、電子計算機による気象レーダの
情報処理が可能になるという利点がある。
重または三重消去フィル夕で構成してもよい。対数増幅
検波器８のかわりに直線増幅検波器を使用した場合は対
数一直線変換器９は不要となる。以上説明したように、
本発明は気象エコーとシークラッタの統計的特性の相違
を利用して、送信周期の整数倍（数肌ｓ）の時間内に、
自動的にシークラッタの除去と、気象エコーの平均電力
の測定をおこなえるので、シークラッタと重畳する気象
エコーの定量的測定が実時間で可能となり、装置も小形
、低価格で実現できて、電子計算機による気象レーダの
情報処理が可能になるという利点がある。
第１図は単一消去フィル夕の系統図、第２図は本発明装
置の−実施例の系統図である。 １０…・・・単一消去フィル夕、１１，１６・・・・・
・自乗回路、１２，１６…・・・平均化回路、！３，１
７・・・・・・乗算器、１４，１８・・・・・・乗数設
定回路、１９・・…・減算器。 オ１図 ブ，２図
置の−実施例の系統図である。 １０…・・・単一消去フィル夕、１１，１６・・・・・
・自乗回路、１２，１６…・・・平均化回路、！３，１
７・・・・・・乗算器、１４，１８・・・・・・乗数設
定回路、１９・・…・減算器。 オ１図 ブ，２図
Claims (1)
- １ 気象用パルスレーダにおいて、受信波の包絡線に比
例する直線検波ビデオ信号出力の相関係数に対応した出
力を取り出す少なくとも１個のフイルタと、前記フイル
タの出力を自乗する自乗回路と、前記自乗回路の出力を
平均化する平均化回路と、前記平均化回路の出力に適当
な定数を乗算する乗算器を縦続し、他方において、前記
直線検波ビデオ信号出力を自乗する自乗回路と、前記自
乗回路の出力を平均化する平均化回路と、前記平均化回
路の出力に適当な定数を乗算する乗算器を縦続し、前記
二つの乗算器の出力の差をとる減算器を縦続接続するこ
とを特徴とする気象レーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52110233A JPS604954B2 (ja) | 1977-09-13 | 1977-09-13 | 気象レーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52110233A JPS604954B2 (ja) | 1977-09-13 | 1977-09-13 | 気象レーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5443694A JPS5443694A (en) | 1979-04-06 |
| JPS604954B2 true JPS604954B2 (ja) | 1985-02-07 |
Family
ID=14530461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52110233A Expired JPS604954B2 (ja) | 1977-09-13 | 1977-09-13 | 気象レーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS604954B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01118360U (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-10 | ||
| JPH0548117Y2 (ja) * | 1986-10-24 | 1993-12-20 | ||
| JPH11271469A (ja) * | 1998-03-23 | 1999-10-08 | Mitsubishi Electric Corp | 霧観測方法及び霧観測レーダシステム |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6311031A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-18 | 松下電器産業株式会社 | 二次電池の充電制御装置 |
| JPH01160328A (ja) * | 1987-12-16 | 1989-06-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 二次電池の充電制御装置 |
-
1977
- 1977-09-13 JP JP52110233A patent/JPS604954B2/ja not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0548117Y2 (ja) * | 1986-10-24 | 1993-12-20 | ||
| JPH01118360U (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-10 | ||
| JPH11271469A (ja) * | 1998-03-23 | 1999-10-08 | Mitsubishi Electric Corp | 霧観測方法及び霧観測レーダシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5443694A (en) | 1979-04-06 |
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