(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数スタガにおける速度データをセクタ毎に算出し、パルス繰り返し周波数の異なる隣接セクタの組み合わせにより速度折り返し補正を行うドップラーレーダ装置において、
対象エコーが速度領域で広がりを持つ場合に、対象エコーの平均的な速度の変化が少ないと考えられる範囲を単位面積とし、この範囲内にある複数セクタ、複数レンジの平均速度を基準として速度折り返し補正を行うことを特徴とするドップラーレーダ装置。
【請求項２】
複数スタガにおける速度データをセクタ毎に算出し、パルス繰り返し周波数の異なる隣接セクタの組み合わせにより速度折り返し補正を行うドップラーレーダ装置において、
セクタ毎に規定レンジ単位で速度を算出する第１ステップと、
対象選択の周辺に位置する（ｍセクタ）×（ｎレンジ）の範囲で平均速度を送信繰り返しパルス別に算出する第２ステップと、
前記第２ステップで算出した送信繰り返しパルス別の平均速度を基に、折り返し補正後の速度基準Ｖ０  を算出する第３ステップと、
対象セクタと隣接セクタにより折り返し補正後の速度候補Ｖｉ  （１≦ｉ≦ｋ）を算出する第４ステップと、
前記速度候補値Ｖｉ  と速度基準値Ｖ０  の速度差が基準値以内となる速度候補Ｖｉ  を折り返し補正後の速度とする第５ステップとを備えることを特徴とするドップラーレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気象防災に資するドップラーレーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、例えば空港におけるダウンバースト・マイクロバースト検出、雷予知におけるセル追尾などの気象防災に資するドップラーレーダ装置にあっては、スタガトリガ方式が採用されている。この方式は、パルス繰り返し周期について、一定時間だけ長くした周期と短くした周期を数種類生成し、それらの周期をパルスの繰り返し毎に、予め決められた順序で切り換えて使用するものである。
【０００３】
このようなスタガトリガ方式によれば、複数スタガにおける速度データをセクタ毎に算出することで、パルス繰り返し周波数（以下、ＰＲＦと記す）の異なる隣接セクタの組み合わせにより速度折り返し補正を行うことができる。しかしながら、気象エコーは速度領域で広がりを持ち、１セクタ毎の算出速度がばらつくため、隣接するセクタ間で比較して速度折り返し補正を行うと、補正の誤りを起こす可能性が高くなるという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来のスタガトリガ方式によるドップラーレーダ装置では、特に気象用の場合、気象エコーの速度領域が広がりを持つため、１セクタ毎の算出速度がばらついてしまい、隣接するセクタ間で比較して速度折り返し補正を行うと、補正の誤りを起こしやすいという問題が生じている。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決し、観測対象の速度領域が広がりを持つ場合でも、良好な速度折り返し補正を行うことのできるドップラーレーダ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、複数スタガにおける速度データをセクタ毎に算出し、パルス繰り返し周波数の異なる隣接セクタの組み合わせにより速度折り返し補正を行うドップラーレーダ装置において、対象エコーが速度領域で広がりを持つ場合に、対象エコーの平均的な速度の変化が少ないと考えられる範囲を単位面積とし、この範囲内にある複数セクタ、複数レンジの平均速度を基準として速度折り返し補正を行うことを特徴とする。
【０００７】
具体的には、セクタ毎に規定レンジ単位で速度を算出する第１ステップと、対象選択の周辺に位置する（ｍセクタ）×（ｎレンジ）の範囲で平均速度を送信繰り返しパルス別に算出する第２ステップと、前記第２ステップで算出した送信繰り返しパルス別の平均速度を基に、折り返し補正後の速度基準Ｖ０  を算出する第３ステップと、対象セクタと隣接セクタにより折り返し補正後の速度候補Ｖｉ  （１≦ｉ≦ｋ）を算出する第４ステップと、前記速度候補値Ｖｉ  と速度基準値Ｖ０  の速度差が基準値以内となる速度候補Ｖｉ  を折り返し補正後の速度とする第５ステップとを備えることを特徴とする。
【０００８】
上記の処理手順によれば、セクタ単位ではばらつきが大きく、速度折り返し補正誤差の発生頻度が高くなる場合であっても、複数セクタ×複数レンジ単位で折り返し補正後の速度基準値を算出し、この値から大きく外れることのないように補正を行うため、速度折り返し補正誤差の頻度が低くなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明に係るドップラーレーダ装置の構成を示すもので、ＣＯＨＯ発振器１１で発生される周波数ｆｉ  の中間周波信号と局部発振器１２で発生される周波数ｆＬｏ  の局部発振信号が混合器１３でミキシングされて周波数ｆ０  の送信信号が生成され、送信機１４に送られる。この送信機１４に入力された送信信号は電力増幅器１４１で電力増幅された後、クライストロンあるいはマグネトロンによる変調器１４２に送り込まれ、高圧変調回路１４３からの繰り返し送信パルスに基づいてパルス化される。
【００１１】
ここで、上記高圧変調回路１４３において、スタガトリガ方式を採用し、例えばＰＲＦを７２０Ｈｚと９００Ｈｚの２スタガを用いる。このようにして送信機１３で生成された送信パルス信号は、サーキュレータ１５を介して空中線装置１６に供給され、空間に送出される。
【００１２】
上記空中線装置１６から送出された周波数ｆ０  の送信波は、目標（雨粒等）に当たって戻ってくるが、目標の移動によりドップラー周波数ｆｄ  を伴っている。
【００１３】
空中線装置１６で受けた受信信号（周波数ｆｒ  ＝ｆ０  ＋ｆｄ  ）は、サーキュレータ１５を介して高周波増幅器１７で増幅され、混合器１８で局部発振信号とミキシングされて中間周波に変換され（周波数ｆｉ  ＋ｆｄ  ）、中間周波数増幅器１９で増幅された後、混合器２０、２１にて、位相検波器２２により互いに９０°の位相差が与えられた中間周波数信号（ｆｉ  ）と混合されることで直交検波されて信号処理装置２３に送られる。信号処理装置２５は、受信中において、セクタ単位でドップラー速度を求めて雨量換算処理を行うものである。
【００１４】
上記構成において、本発明の特徴となる信号処理装置２３の処理内容を説明する。
【００１５】
前述のように、気象エコーは速度領域で広がりを持つことにより、１セクタ毎の算出速度がばらついているため、隣接するセクタの比較のみから速度折り返し補正を行うと補正の誤りを起こす可能性が高くなる。そこで、本実施形態では、信号処理装置２３において、気象エコーの平均的な速度の変化が少ないと考えられる範囲を単位面積とし、この範囲内にある複数セクタ、複数レンジの平均速度を基準として速度折り返し補正を行うことにより、速度折り返し誤差を減らす。
【００１６】
この場合の速度折り返し補正の手順を図２に示し、図３を参照して説明する。
【００１７】
（１）まず、セクタ毎に規定レンジ単位でドップラー速度を算出する（Ｓ１）。
（２）図３に示すように、対象選択の周辺に位置する（ｍセクタ）×（ｎレンジ）の範囲で平均速度をＰＲＦ別に算出する（Ｓ２）。
（３）次に、（２）で算出したＰＲＦ別の平均速度を基に、折り返し補正後の速度基準Ｖ０  を算出する（Ｓ３）。
（４）対象セクタと隣接セクタにより折り返し補正後の速度候補Ｖｉ  （１≦ｉ≦ｋ）を算出する（Ｓ４）。
（５）Ｖｉ  とＶ０  の速度差が基準値以内となる候補Ｖｉ  を折り返し補正後の速度とする（Ｓ５）。
【００１８】
ここで、（４）において、折り返し補正後の速度候補Ｖｉｙ  は複数算出されるが、その候補の数はスタガ比に依存する。例えば、ＰＲＦが７２０Ｈｚと９００Ｈｚの２スタガの場合、スタガ比は４：５なので、７２０Ｈｚのときに５つ、９００Ｈｚのときに４つの候補が存在することになる。これらの速度候補は、ＰＲＦ毎に算出される速度の差から、可能性の高い順に１番目の候補からｋ番目の候補まで存在する。（５）において選択される候補は、Ｖｉ  とＶ０  の速度差が基準値以内となる候補の中で最も可能性の高い候補を意味する。
【００１９】
以上の処理の結果、セクタ単位ではばらつきが大きく、速度折り返し補正誤差の発生頻度が高くなる場合であっても、複数セクタ×複数レンジ単位で折り返し補正後の速度基準値を算出し、この値から大きく外れることのないように補正を行うため、速度折り返し補正誤差の頻度が低くなる。
【００２０】
したがって、上記構成によるドップラーレーダ装置は、観測対象の速度領域が広がりを持つ場合でも、良好な速度折り返し補正を行うことができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、観測対象の速度領域が広がりを持つ場合でも、良好な速度折り返し補正を行うことのできるドップラーレーダ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るドップラーレーダ装置の構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態の折り返し補正手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態の折り返し補正において、平均速度をＰＲＦ別に算出する場合の対象選択の周辺に位置する（ｍセクタ）×（ｎレンジ）の範囲を示す図。
【符号の説明】
１１…ＣＯＨＯ発振器
１２…局部発振器
１３…混合器
１４…送信機
１４１…電力増幅器
１４２…変調器
１４３…高圧変調回路
１５…サーキュレータ
１６…空中線装置
１７…高周波増幅器
１８…混合器
１９…中間周波増幅器
２０…混合器
２１…混合器
２２…位相検波器
２３…信号処理装置
【図１】
0003552206.tif 000002
【図２】
0003552206.tif 000003
【図３】
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