(57)【要約】【課題】気象エコーのドップラ速度が小さい場合でも、気象エコーの減衰を招くことなく、不要な地形エコーのみを除去可能なレーダ信号処理装置を得る。【解決手段】時刻ｔ１、ｔ２での観測データＤｔ１、Ｄｔ２を格納する観測データ格納手段１ａ、１ｂと、観測データＤｔ１、Ｄｔ２からドップラ速度Ｖ１、Ｖ２を算出するドップラ速度算出手段２ａ、２ｂと、ドップラ速度Ｖ１、Ｖ２からドップラ０分布Ｒ１、Ｒ２を作成するドップラ０分布作成手段３ａ、３ｂと、ドップラ０分布Ｒ１、Ｒ２から補正エコー分布Ｒｃを作成する補正エコー分布作成手段４と、観測データＤｔ２に対して通常のクラッタ除去処理を行い、クラッタ除去後の観測データＤｔ２’を生成するクラッタ除去手段５と、観測データＤｔ２とクラッタ除去後の観測データＤｔ２’と補正エコー分布Ｒｃとを合成して補償観測データＤｃを取得するエコー補償手段６とを備えている。【選択図】図１
2011112373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前回の時刻で取得した第１の観測データを格納する第１の観測データ格納手段と、
現在の時刻で取得した第２の観測データを格納する第２の観測データ格納手段と、
前記第１の観測データから第１のドップラ速度を算出する第１のドップラ速度算出手段と、
前記第２の観測データから第２のドップラ速度を算出する第２のドップラ速度算出手段と、
前記第１のドップラ速度から第１のドップラ０分布を作成する第１のドップラ０分布作成手段と、
前記第２のドップラ速度から第２のドップラ０分布を作成する第２のドップラ０分布作成手段と、
前記第１および第２のドップラ０分布から、非クラッタ領域に対応した補正エコー分布を作成する補正エコー分布作成手段と、
前記第２の観測データに対して通常のクラッタ除去処理を行い、クラッタ除去後の第２の観測データを生成するクラッタ除去手段と、
前記第２の観測データと前記クラッタ除去後の第２の観測データと前記補正エコー分布とを合成して、最終的な補償観測データを取得するエコー補償手段と、
を備えたレーダ信号処理装置。
【請求項２】
前回の時刻で取得した第１の観測データを格納する第１の観測データ格納手段と、
現在の時刻で取得した第２の観測データを格納する第２の観測データ格納手段と、
前記第１の観測データに対して通常のクラッタ除去処理を行い、クラッタ除去後の第１の観測データを生成する第１のクラッタ除去手段と、
前記第２の観測データに対して通常のクラッタ除去処理を行い、クラッタ除去後の第２の観測データを生成する第２のクラッタ除去手段と、
前記クラッタ除去後の第１の観測データからエコーが除去された領域を抽出することにより、第１のドップラ０分布を作成する第１のドップラ０分布作成手段と、
前記クラッタ除去後の第２の観測データからエコーが除去された領域を抽出することにより、第２のドップラ０分布を作成する第２のドップラ０分布作成手段と、
前記第１および第２のドップラ０分布から、非クラッタ領域に対応した補正エコー分布を作成する補正エコー分布作成手段と、
前記第２の観測データと前記クラッタ除去後の第２の観測データと前記補正エコー分布とを合成して、最終的な補償観測データを取得するエコー補償手段と、
を備えたレーダ信号処理装置。
【請求項３】
第１のパルス繰り返し周波数で取得した第１の観測データを格納する第１の観測データ格納手段と、
前記第１のパルス繰り返し周波数とは異なる第２のパルス繰り返し周波数で取得した第２の観測データを格納する第２の観測データ格納手段と、
前記第１の観測データから第１のドップラ速度を算出する第１のドップラ速度算出手段と、
前記第２の観測データから第２のドップラ速度を算出する第２のドップラ速度算出手段と、
前記第１のドップラ速度から第１のドップラ０分布を作成する第１のドップラ０分布作成手段と、
前記第２のドップラ速度から第２のドップラ０分布を作成する第２のドップラ０分布作成手段と、
前記第１および第２のドップラ０分布から、非クラッタ領域に対応した補正エコー分布を作成する補正エコー分布作成手段と、
前記第２の観測データに対して通常のクラッタ除去処理を行い、クラッタ除去後の第２の観測データを生成するクラッタ除去手段と、
前記第２の観測データと前記クラッタ除去後の第２の観測データと前記補正エコー分布とを合成して、最終的な補償観測データを取得するエコー補償手段と、
を備えたレーダ信号処理装置。
【請求項４】
第１のパルス繰り返し周波数で取得した第１の観測データを格納する第１の観測データ格納手段と、
前記第１のパルス繰り返し周波数とは異なる第２のパルス繰り返し周波数で取得した第２の観測データを格納する第２の観測データ格納手段と、
前記第１の観測データに対して通常のクラッタ除去処理を行い、クラッタ除去後の第１の観測データを生成する第１のクラッタ除去手段と、
前記第２の観測データに対して通常のクラッタ除去処理を行い、クラッタ除去後の第２の観測データを生成する第２のクラッタ除去手段と、
前記クラッタ除去後の第１の観測データからエコーが除去された領域を抽出することにより、第１のドップラ０分布を作成する第１のドップラ０分布作成手段と、
前記クラッタ除去後の第２の観測データからエコーが除去された領域を抽出することにより、第２のドップラ０分布を作成する第２のドップラ０分布作成手段と、
前記第１および第２のドップラ０分布から、非クラッタ領域に対応した補正エコー分布を作成する補正エコー分布作成手段と、
前記第２の観測データと前記クラッタ除去後の第２の観測データと前記補正エコー分布とを合成して、最終的な補償観測データを取得するエコー補償手段と、
を備えたレーダ信号処理装置。
【請求項５】
観測データから観測領域中のドップラ速度の概算値を算出するドップラ速度概算値算出手段と、
前記ドップラ速度の概算値と所定値との比較結果に応じた第１および第２の観測データを生成する観測データ切換手段と、
前記第１の観測データを格納する第１の観測データ格納手段と、
前記第２の観測データを格納する第２の観測データ格納手段と、
第１のパルス繰り返し周波数で取得した第１の観測データを格納する第１の観測データ格納手段と、
前記第１のパルス繰り返し周波数とは異なる第２のパルス繰り返し周波数で取得した第２の観測データを格納する第２の観測データ格納手段と、
前記第１の観測データから第１のドップラ速度を算出する第１のドップラ速度算出手段と、
前記第２の観測データから第２のドップラ速度を算出する第２のドップラ速度算出手段と、
前記第１のドップラ速度から第１のドップラ０分布を作成する第１のドップラ０分布作成手段と、
前記第２のドップラ速度から第２のドップラ０分布を作成する第２のドップラ０分布作成手段と、
前記第１および第２のドップラ０分布から、非クラッタ領域に対応した補正エコー分布を作成する補正エコー分布作成手段と、
前記第２の観測データに対して通常のクラッタ除去処理を行い、クラッタ除去後の第２の観測データを生成するクラッタ除去手段と、
前記第２の観測データと前記クラッタ除去後の第２の観測データと前記補正エコー分布とを合成して、最終的な補償観測データを取得するエコー補償手段と、
を備え、
前記観測データ切換手段は、
前記ドップラ速度の概算値が前記所定値よりも高い場合には、前回の時刻で取得した観測データを第１の観測データとし、現在の時刻で取得した観測データを第２の観測データとして生成し、
前記ドップラ速度の概算値が前記所定値以下の場合には、第１のパルス繰り返し周波数で取得した観測データを第１の観測データとし、前記第１のパルス繰り返し周波数とは異なる第２のパルス繰り返し周波数で取得した観測データを第２の観測データとして生成することを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項６】
観測データから観測領域中のドップラ速度の概算値を算出するドップラ速度概算値算出手段と、
前記ドップラ速度の概算値と所定値との比較結果に応じた第１および第２の観測データを生成する観測データ切換手段と、
前記第１の観測データを格納する第１の観測データ格納手段と、
前記第２の観測データを格納する第２の観測データ格納手段と、
前記第１の観測データに対して通常のクラッタ除去処理を行い、クラッタ除去後の第１の観測データを生成する第１のクラッタ除去手段と、
前記第２の観測データに対して通常のクラッタ除去処理を行い、クラッタ除去後の第２の観測データを生成する第２のクラッタ除去手段と、
前記クラッタ除去後の第１の観測データからエコーが除去された領域を抽出することにより、第１のドップラ０分布を作成する第１のドップラ０分布作成手段と、
前記クラッタ除去後の第２の観測データからエコーが除去された領域を抽出することにより、第２のドップラ０分布を作成する第２のドップラ０分布作成手段と、
前記第１および第２のドップラ０分布から、非クラッタ領域に対応した補正エコー分布を作成する補正エコー分布作成手段と、
前記第２の観測データと前記クラッタ除去後の第２の観測データと前記補正エコー分布とを合成して、最終的な補償観測データを取得するエコー補償手段と、
を備え、
前記観測データ切換手段は、
前記ドップラ速度の概算値が前記所定値よりも高い場合には、前回の時刻で取得した観測データを第１の観測データとし、現在の時刻で取得した観測データを第２の観測データとして生成し、
前記ドップラ速度の概算値が前記所定値以下の場合には、第１のパルス繰り返し周波数で取得した観測データを第１の観測データとし、前記第１のパルス繰り返し周波数とは異なる第２のパルス繰り返し周波数で取得した観測データを第２の観測データとして生成することを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項７】
前記ドップラ速度概算値算出手段は、所定の方位角ごとに前記ドップラ速度の概算値を算出することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のレーダ信号処理装置。
【請求項８】
前記補正エコー分布作成手段は、前記第１のドップラ０分布と前記第２のドップラ０分布との共通部分を抽出して、クラッタ領域に対応した地形エコー分布を作成する地形エコー分布作成手段を含み、前記第２のドップラ０分布および前記地形エコー分布を合成することにより前記補正エコー分布を作成し、
前記エコー補償手段は、前記第１および第２の観測データと前記地形エコー分布とを用い、前記地形エコー分布と前記第１または第２の観測データとの非共通部分のエコーを、前記第２または第１の観測データから抽出して、前記第１または第２の観測データに付加することにより、前記補償観測データを取得することを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のレーダ信号処理装置。
【請求項９】
前記第１または第２のドップラ０分布が、或る補正エコー分布に連結する補正エコー分布に含まれない場合には、前記第１または第２のドップラ０分布を、前記補正エコー分布に含めることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のレーダ信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーダ信号処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーダ信号処理装置として、空中にパルス状の電磁波を放射して、観測対象である気象粒子（降水粒子）によって反射された電磁波（受信信号）を受信し、その受信信号に所定の処理を施すことにより、観測対象物の位置、強度およびドップラ速度などを測定する気象レーダ装置が知られている。
【０００３】
この種のレーダ信号処理装置においては、クラッタ（観測対象ではない地表面や地上の構造物）からの反射波（地形エコー、地形クラッタ）を抑圧することが要求されている。
そこで、観測対象である気象エコーのみを抽出するＭＴＩ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｔａｒｇｅｔ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）処理が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記特許文献１に記載のＭＴＩにおいては、地形エコーのドップラ周波数がほぼ「０」であることを利用して、周波数解析や高域通過フィルタなどを用い、ドップラ速度がほぼ「０」である成分を除去することによって、地形エコーを抑圧している。
【０００５】
また、地形エコーからの反射の場合には、連続して受信されるパルス間の振幅の差が小さいが、気象エコーからの反射の場合には、上記パルス間の振幅差が大きいことを利用して、地形エコーを抑圧する方法も提案されている。
さらに、地形エコーからの反射の場合には、直交する２方向の偏波の強度の差が小さいが、気象エコーからの反射の場合には、上記２方向偏波の強度差が大きいことを利用して、地形エコーを抑圧する方法も提案されている（たとえば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２２３９１９号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】青柳著、「大地クラッタの除去を可能としたＭＴＩ気象レーダシステムに関する研究」気象研究所研究報告、第３３巻、第４号、１９８３年１月発行、ｐ．１８７〜２４３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のレーダ信号処理装置は、気象レーダのＭＴＩ処理において、抑圧すべき地形エコーのドップラ速度がほぼ「０」である、という性質を用いて気象エコーを抽出しているので、無風に近い状態や、風向がビーム方向に対して垂直の状態であって、観測されるドップラ速度がほぼ「０」の場合には、抽出すべき気象エコーをも抑圧してしまうという課題があった。
また、測定する気象エコーのドップラ速度が、パルス繰り返し周波数で決まる観測可能なドップラ速度を超える場合には、ドップラ速度が折り返すことによって現れるドップラ速度が「０」の領域の気象エコーを抑圧してしまうという課題があった。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、気象エコーのドップラ速度が「０」の場合であっても、気象エコーの減衰を招くことなく、不要な地形エコーのみを除去することができるレーダ信号処理装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るレーダ信号処理装置は、前回の時刻で取得した第１の観測データを格納する第１の観測データ格納手段と、現在の時刻で取得した第２の観測データを格納する第２の観測データ格納手段と、第１の観測データから第１のドップラ速度を算出する第１のドップラ速度算出手段と、第２の観測データから第２のドップラ速度を算出する第２のドップラ速度算出手段と、第１のドップラ速度から第１のドップラ０分布を作成する第１のドップラ０分布作成手段と、第２のドップラ速度から第２のドップラ０分布を作成する第２のドップラ０分布作成手段と、第１および第２のドップラ０分布から、非クラッタ領域に対応した補正エコー分布を作成する補正エコー分布作成手段と、第２の観測データに対して通常のクラッタ除去処理を行い、クラッタ除去後の第２の観測データを生成するクラッタ除去手段と、第２の観測データとクラッタ除去後の第２の観測データと補正エコー分布とを合成して、最終的な補償観測データを取得するエコー補償手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、気象エコーのドップラ速度が「０」の場合であっても、気象エコーの減衰を招くことなく、不要な地形エコーのみを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係るレーダ信号処理装置を示すブロック構成図である。
【図２】図１内の補正エコー分布作成手段およびエコー補償手段の動作を模式的に示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係るレーダ信号処理装置を示すブロック構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３に係るレーダ信号処理装置を示すブロック構成図である。
【図５】この発明の実施の形態４に係るレーダ信号処理装置の他の構成例を示すブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るレーダ信号処理装置を示すブロック構成図であり、地形エコーを除去するための信号処理部を示している。
図１において、レーダ信号処理装置は、電磁波パルスを送受信する送受信手段（図示せず）と、送受信手段に接続された並設の観測データ格納手段１ａ、１ｂと、観測データ格納手段１ａ、１ｂに個別に接続されたドップラ速度算出手段２ａ、２ｂと、ドップラ速度算出手段２ａ、２ｂに個別に接続されたドップラ０分布作成手段３ａ、３ｂと、ドップラ０分布作成手段３ａ、３ｂに接続された補正エコー分布作成手段４と、観測データ格納手段１ｂに接続されたクラッタ除去手段５と、観測データ格納手段１ｂ、補正エコー分布作成手段４およびクラッタ除去手段５に接続されたエコー補償手段６と、を備えている。
【００１４】
送受信手段は、単一のパルス繰り返し周波数により、所定時間間隔で電磁波パルスを放射して、気象粒子（降水粒子）からの反射電磁波を受信し、観測データを観測データ格納手段１ａ、１ｂに格納する。
観測データ格納手段１ａは、前回の時刻ｔ１での第１の観測データ（以下、単に「観測データ」という）Ｄｔ１を格納する。
また、観測データ格納手段１ｂは、時刻ｔ１から所定時間経過後の現在の時刻ｔ２（＞ｔ１）での第２の観測データ（以下、単に「観測データ」という）Ｄｔ２を格納する。
【００１５】
ドップラ速度算出手段２ａは、観測データＤｔ１に対して周波数解析（たとえば、ＦＦＴ：Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行い、第１のドップラ速度（以下、単に「ドップラ速度」という）Ｖ１を算出し、ドップラ速度算出手段２ｂは、観測データＤｔ２に対して同様の周波数解析を行い、第２のドップラ速度（以下、単に「ドップラ速度」という）Ｖ２を算出する。
【００１６】
ドップラ０分布作成手段３ａは、観測データＤｔ１のドップラ速度Ｖ１から、ドップラ周波数が「０」（または、所定の幅を持つ「０」付近の値）である領域を、第１のドップラ０分布（以下、単に「ドップラ０分布」という）Ｒ１として抽出する。
【００１７】
同様に、ドップラ０分布作成手段３ｂは、観測データＤｔ２のドップラ速度Ｖ２から、ドップラ周波数が「０」（または、所定の幅を持つ「０」付近の値）である領域を、第２のドップラ０分布（以下、単に「ドップラ０分布」という）Ｒ２として抽出する。
【００１８】
補正エコー分布作成手段４は、観測データＤｔ１のドップラ０分布Ｒ１と、観測データＤｔ２のドップラ０分布Ｒ２とを入力情報として、非クラッタ（気象エコー）であるにもかかわらずドップラ速度が「０」の領域（以下、「補正エコー分布」という）Ｒｃを算出して、エコー補償手段６に入力する。
【００１９】
クラッタ除去手段５は、観測データ格納手段１ｂ内の観測データＤｔ２に対して、通常のクラッタ除去処理（たとえば、コヒーレントＭＴＩ、ノンコヒーレントＭＴＩなど）を行い、クラッタ除去後の観測データＤｔ２’をエコー補償手段６に入力する。
【００２０】
エコー補償手段６は、観測データＤｔ２と、クラッタ除去手段５を介してクラッタ除去された観測データＤｔ２’と、補正エコー分布作成手段４で作成された補正エコー分布Ｒｃとを入力情報として、最終的なクラッタのみが除去された補償観測データＤｃを取得する。
【００２１】
具体的には、補償観測データＤｃは、クラッタ除去後の観測データＤｔ２’に対して、補正エコー分布Ｒｃと元の観測データＤｔ２との共通部分（非クラッタであってドップラ速度が「０」の領域）を合成することにより得られる。
【００２２】
これにより、通常のクラッタ除去処理による観測データＤｔ２’では、必要であるにもかかわらず除去されていた非クラッタ領域（補正エコー分布Ｒｃ）を、追加してエコー補償を行うことができる。
【００２３】
次に、図２を参照しながら、図１内の補正エコー分布作成手段４およびエコー補償手段６の動作について、具体的に説明する。
図２は補正エコー分布作成手段４およびエコー補償手段６の動作を模式的に示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、補正エコー分布作成手段４の動作を示し、図２（ｃ）は、エコー補償手段６の動作を示している。また、図２において、各円内の模様は、気象レーダのＰＰＩ（Ｐｌａｎ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）表示画面を示している。
【００２４】
図２（ａ）において、補正エコー分布作成手段４は、観測データＤｔ１のドップラ０分布Ｒ１と、観測データＤｔ２のドップラ０分布Ｒ２とから、両者の共通部分を、クラッタ分布Ｒｅ（地形エコー領域）として算出する。
【００２５】
このとき、観測データＤｔ１のドップラ０分布Ｒ１には、クラッタ分布Ｒｅ（地形エコー領域）と、ドップラ速度が「０」の気象エコー領域とが含まれており、同様に、観測データＤｔ２のドップラ０分布Ｒ２にも、クラッタ分布Ｒｅ（地形エコー領域）と、ドップラ速度が「０」の気象エコー領域とが含まれている。
【００２６】
一般に、気象エコー領域は、時々刻々変化しているので、観測データＤｔ１、Ｄｔ２を取得した各時刻ｔ１、ｔ２の間で変化している。
一方、クラッタ分布Ｒｅは、ほとんど時間変化が生じないので、異なる時刻ｔ１、ｔ２での観測データＤｔ１、Ｄｔ２の共通部分を抽出すると、図２（ａ）のように、クラッタ分布Ｒｅ（地形エコー領域）のみが抽出される。
【００２７】
続いて、図２（ｂ）において、補正エコー分布作成手段４は、観測データＤｔ２のドップラ０分布Ｒ２と、クラッタ分布Ｒｅ（地形エコー領域）との差をとって、補正エコー分布Ｒｃを作成する。
すなわち、観測データＤｔ２のドップラ０分布Ｒ２のうち、クラッタ分布Ｒｅである地形エコー領域は除去されるので、ドップラ速度が「０」である気象エコー領域のみが、観測データＤｔ２の補正エコー分布Ｒｃとして残る。
【００２８】
最後に、図２（ｃ）において、エコー補償手段６は、観測データＤｔ２に通常のクラッタ除去（ＭＴＩ）処理を施して得られた観測データＤｔ２’と、未処理の観測データＤｔ２と、観測データＤｔ２の補正エコー分布Ｒｃとから、最終的な補償観測データＤｃを取得する。
【００２９】
このとき、通常のクラッタ除去処理後の観測データＤｔ２’は、本来クラッタである領域と、ドップラ速度が「０」である気象エコー領域と、が減衰されたデータからなる。
また、図２（ｃ）の括弧内のように、未処理の観測データＤｔ２のエコーと、観測データＤｔ２の補正エコー分布Ｒｃとの共通部分をとると、ドップラ速度が「０」の気象エコー領域のみが残る。
【００３０】
したがって、図２（ｃ）のように、観測データＤｔ２’（クラッタ除去後のエコー）と、ドップラ速度が「０」の気象エコー領域とを合成することにより、ドップラ速度が「０」である気象エコー領域の減衰が回避されて、クラッタ分布Ｒｅのみを除去した気象エコー領域が、補償観測データＤｃとして生成される。
【００３１】
以上のように、この発明の実施の形態１（図１、図２）に係るレーダ信号処理装置は、前回の時刻ｔ１で取得した観測データＤｔ１を格納する観測データ格納手段１ａと、現在の時刻ｔ２で取得した観測データＤｔ２を格納する観測データ格納手段１ｂと、観測データＤｔ１からドップラ速度Ｖ１を算出するドップラ速度算出手段２ａと、観測データＤｔ２からドップラ速度Ｖ２を算出するドップラ速度算出手段２ｂと、ドップラ速度Ｖ１からドップラ０分布Ｒ１を作成するドップラ０分布作成手段３ａと、ドップラ速度Ｖ２からドップラ０分布Ｒ２を作成するドップラ０分布作成手段３ｂと、ドップラ０分布Ｒ１、Ｒ２から、非クラッタ領域に対応した補正エコー分布Ｒｃを作成する補正エコー分布作成手段４と、観測データＤｔ２に対して通常のクラッタ除去処理を行い、クラッタ除去後の観測データＤｔ２’を生成するクラッタ除去手段５と、観測データＤｔ２とクラッタ除去後の観測データＤｔ２’と補正エコー分布Ｒｃとを合成して、最終的な補償観測データＤｃを取得するエコー補償手段６と、を備えている。
【００３２】
上記補正エコー分布作成手段４およびエコー補償手段６により、ドップラ速度が「０」であるために減衰した気象エコー領域を、元の未処理の観測データＤｔ２から抽出し、クラッタ除去後の観測データＤｔ２’のエコーに合成することにより、気象エコーの減衰を抑制して、クラッタのみを減衰させることができる。
したがって、気象エコーのドップラ速度が「０」の場合であっても、気象エコーの減衰を招くことなく、不要な地形エコーのみを除去することができる。
【００３３】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図１、図２）では、観測データＤｔ１、Ｄｔ２から直接ドップラ速度Ｖ１、Ｖ２を求め、ドップラ速度Ｖ１、Ｖ２からドップラ０分布Ｒ１、Ｒ２を作成したが、図３のように、クラッタ除去後の観測データＤｔ１’、Ｄｔ２’からドップラ０分布Ｒ１、Ｒ２を作成してもよい。
【００３４】
図３はこの発明の実施の形態２に係るレーダ信号処理装置を示すブロック構成図であり、地形エコーを除去するための信号処理部を示している。
図３において、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。また、図３内のドップラ０分布作成手段３Ａ、３Ｂは、前述（図１）のドップラ０分布作成手段３ａ、３ｂに対応し、クラッタ除去手段５ｂは、前述のクラッタ除去手段５に対応している。
【００３５】
図３のレーダ信号処理装置は、前述（図１）のドップラ速度算出手段２ａ、２ｂに代えて、観測データ格納手段１ａ、１ｂに個別に接続されたクラッタ除去手段５ａ、５ｂを備えており、クラッタ除去手段５ａ、５ｂには、個別にドップラ０分布作成手段３Ａ、３Ｂが接続されている。
ドップラ０分布作成手段３Ａ、３Ｂは、クラッタ除去手段５ａ、５ｂを介したクラッタ除去後の観測データＤｔ１’、Ｄｔ２’からエコーが除去された領域を抽出することにより、ドップラ０分布Ｒ１、Ｒ２を作成する。
【００３６】
前述と同様に、通常のクラッタ除去手段５ａ、５ｂにより減衰するエコーは、ドップラ速度が「０」のエコーである。
ドップラ０分布作成手段３Ａは、クラッタ除去後の観測データＤｔ１’から、エコーが減衰した領域を抽出することにより、観測データＤｔ１のドップラ０分布Ｒ１を作成する。
同様に、ドップラ０分布作成手段３Ｂは、クラッタ除去後の観測データＤｔ２’から、観測データＤｔ２のドップラ０分布Ｒ２を作成する。
【００３７】
以下、前述と同様に、補正エコー分布作成手段４において、ドップラ０分布Ｒ１、Ｒ２を用いることにより、補正エコー分布Ｒｃが作成され、エコー補償手段６において、クラッタ除去後の補償観測データＤｃを取得することができる。
【００３８】
以上のように、この発明の実施の形態２（図３）に係るレーダ信号処理装置は、前述と同様の観測データ格納手段１ａ、１ｂと、観測データＤｔ１に対して通常のクラッタ除去処理を行い、クラッタ除去後の観測データＤｔ１’を生成するクラッタ除去手段５ａと、観測データＤｔ２に対して通常のクラッタ除去処理を行い、クラッタ除去後の観測データＤｔ２’を生成するクラッタ除去手段５ｂと、クラッタ除去後の観測データＤｔ１’からエコーが除去された領域を抽出することにより、ドップラ０分布Ｒ１を作成するドップラ０分布作成手段３Ａと、クラッタ除去後の観測データＤｔ２’からエコーが除去された領域を抽出することにより、ドップラ０分布Ｒ２を作成するドップラ０分布作成手段３Ｂと、前述と同様の補正エコー分布作成手段４およびエコー補償手段６と、を備えている。
【００３９】
これにより、前述の実施の形態１と同様の作用効果に加えて、ドップラ速度Ｖ１、Ｖ２を算出する必要がないことから、演算規模および装置全体の構成を簡略化することができる。
【００４０】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態１、２（図１〜図３）では、単一のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ（Ｐｕｌｓｅ  Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）により、異なる時刻ｔ１、ｔ２で得られた観測データＤｆ１、Ｄｆ２を用いてクラッタを除去したが、図４のように、２つの異なるパルス繰り返し周波数ＰＲＦ１、ＰＲＦ２で得られた観測データＤｆ１、Ｄｆ２を用いて、クラッタを除去してもよい。
【００４１】
図４はこの発明の実施の形態３に係るレーダ信号処理装置を示すブロック構成図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図４において、観測データ格納手段１Ａは、第１のパルス繰り返し周波数（以下、単に「パルス繰り返し周波数」という）ＰＲＦ１で取得した観測データＤｆ１を格納する。
また、観測データ格納手段１Ｂは、第２のパルス繰り返し周波数（以下、単に「パルス繰り返し周波数」という）ＰＲＦ２で取得した観測データＤｆ２を格納する。各観測データＤｆ１、Ｄｆ２は、時間的に交互に得られるものとする。
【００４２】
ドップラ速度算出手段２Ａ、２Ｂは、各観測データＤｆ１、Ｄｆ２に対して前述の周波数解析を行い、ドップラ速度Ｖ１、Ｖ２を算出してドップラ０分布作成手段３ａ、３ｂに入力する。
また、クラッタ除去手段５は、通常処理により観測データＤｆ２からクラッタを除去した観測データＤｆ２’を生成する。
以下、エコー補償手段６は、前述（図２）と同様に、元の観測データＤｆ２、クラッタ除去後の観測データＤｆ２’および補正エコー分布Ｒｃを用いて、最終的な補償観測データＤｃを取得する。
【００４３】
図４のように、互いに異なるパルス繰り返し周波数ＰＲＦ１、ＰＲＦ２で取得した観測データＤｆ１、Ｄｆ２を用いた場合には、ドップラ速度Ｖ１、Ｖ２が折り返す速度値が互いに異なるので、観測データＤｆ１、Ｄｆ２の両者における共通部分は、常にドップラ速度が「０」、すなわち、クラッタと決定することができる。
【００４４】
なお、パルス繰り返し周波数ＰＲＦ１、ＰＲＦ２の選定については、公知文献（たとえば、楠他著『２つのパルス繰り返し周波数によるデータを用いたドップラ速度折り返し補正のための「複合アルゴリズム」』天気、４３（１０）、１９９６年１０月発行、ｐ．６８１〜６９０）に記載された方式を用いればよい。
【００４５】
この発明の実施の形態３（図４）に係るレーダ信号処理装置は、パルス繰り返し周波数ＰＲＦ１で取得した観測データＤｆ１を格納する観測データ格納手段１Ａと、パルス繰り返し周波数ＰＲＦ１とは異なるパルス繰り返し周波数ＰＲＦ２で取得した観測データＤｆ２を格納する観測データ格納手段１Ｂと、観測データＤｆ１からドップラ速度Ｖ１を算出するドップラ速度算出手段２Ａと、観測データＤｆ２からドップラ速度Ｖ２を算出するドップラ速度算出手段２Ｂと、前述と同様のドップラ０分布作成手段３ａ、３ｂ、補正エコー分布作成手段４、クラッタ除去手段５、エコー補償手段６と、を備えている。
【００４６】
前述の実施の形態１、２（図１〜図３）では、観測データＤｔ１、Ｄｔ２のエコーの分布状況が時刻ｔによって変化することを利用して気象エコーを弁別しているので、気象エコーの分布状況に時間変化が全くない場合には、気象エコーを見分けることができないが、図４に示したこの発明の実施の形態３によれば、気象エコーの時間変化の有無にかかわらず、気象エコーを見分けることができるという利点がある。
【００４７】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態３（図４）においては、図１の構成に対して、異なるパルス繰り返し周波数ＰＲＦ１、ＰＲＦ２を適用したが、図５に示すように、前述の実施の形態２（図３）の構成に適用することも可能である。
【００４８】
図５はこの発明の実施の形態４に係るレーダ信号処理装置を示すブロック構成図であり、前述（図３、図４参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
また、図５において、クラッタ除去手段５Ａ、５Ｂは、前述（図３）のクラッタ除去手段５ａ、５ｂに対応している。
【００４９】
この発明の実施の形態４（図５）に係るレーダ信号処理装置は、前述（図４）と同様の観測データ格納手段１Ａ、１Ｂと、観測データＤｆ１に対して通常のクラッタ除去処理を行い、クラッタ除去後の観測データＤｆ１’を生成するクラッタ除去手段５Ａと、観測データＤｆ２に対して通常のクラッタ除去処理を行い、クラッタ除去後の観測データＤｆ２’を生成するクラッタ除去手段５Ｂと、前述（図４）と同様のドップラ０分布作成手段３Ａ、３Ｂ、補正エコー分布作成手段４およびエコー補償手段６と、を備えている。
【００５０】
上記構成によれば、異なるパルス繰り返し周波数ＰＲＦで取得した観測データＤｆ１、Ｄｆ２から、直接ドップラ速度を算出せずに、クラッタ除去を行うことができるので、前述の実施の形態２と同様に、演算規模および装置全体の構成を簡略化することができる。
【００５１】
実施の形態５．
なお、上記実施の形態３、４（図４、図５）では、気象エコーの分布状況に時間変化がない（または、少ない）という条件下でクラッタを除去することが可能であるが、パルス繰り返し周波数ＰＲＦ１、ＰＲＦ２を用いた場合に計測可能なドップラ速度Ｖ１、Ｖ２の上限は大きくなるものの限界が存在するので、突風などの強風により気象エコー分布に大きな時間変化が生じた場合には、ドップラ０分布Ｒ１、Ｒ２を正確に捉えることが困難となる。
【００５２】
そこで、あらかじめ観測データから観測領域内の概算的なドップラ速度を算出し、ドップラ速度の概算値が所定値よりも高い場合には、前述の実施の形態３、４（図４、図５）ではドップラ０分布Ｒ１、Ｒ２が正確に求まらないので、前述の実施の形態１、２（図１、図３）を使用し、ドップラ速度の概算値が所定値以下の場合には、図４、図５の構成を使用することが望ましい。
【００５３】
この場合、図示しないが、観測データ格納手段の前段側に、観測データから観測領域中のドップラ速度の概算値を算出するドップラ速度概算値算出手段と、ドップラ速度の概算値と所定値との比較結果に応じた観測データを生成する観測データ切換手段と、を追加挿入すればよい。
【００５４】
すなわち、観測データ切換手段は、ドップラ速度の概算値が所定値よりも高い場合には、前回の時刻ｔ１で取得した観測データＤｔ１と、現在の時刻ｔ２で取得した観測データＤｔ２とを生成し、ドップラ速度の概算値が所定値以下の場合には、パルス繰り返し周波数ＰＲＦ１で取得した観測データＤｆ１と、パルス繰り返し周波数ＰＲＦ２で取得した観測データＤｆ２とを生成することになる。
これにより、観測データの取得状況に応じて、最適な処理を行うことができる。
【００５５】
また、ドップラ速度Ｖ１（または、Ｖ２）の概算値と所定値との比較に基づく上記場合分け処理は、所定の１単位観測（１仰角または複数仰角の繰り返し周波数ＰＲＦ）ごとに行うのではなく、特定の方位角に対してのみ行うことが望ましい。
【００５６】
実施の形態６．
なお、上記実施の形態１、２（図１〜図３）では、前回の時刻ｔ１と現在の時刻ｔ２とにおけるドップラ０分布Ｒ１、Ｒ２の形状が異なることを利用して補正エコー分布Ｒｃを作成したが、各時刻ｔ１、ｔ２の間隔が小さい場合や、風の変化が小さい場合には、気象エコーであっても、ドップラ０分布Ｒ１、Ｒ２の形状差は小さくなる。
【００５７】
しかし、ドップラ０分布Ｒ１、Ｒ２の間に少しでも領域差が存在する場合には、差のある領域を気象エコーとし、この領域に連結するドップラ０分布も気象エコーと考えることができる。
【００５８】
したがって、或る補正エコー分布Ｒｃに連結するために、補正エコー分布Ｒｃに含まれていないドップラ０分布Ｒ１、Ｒ２を、補正エコー分布Ｒｃに含めることが望ましい。
この発明の実施の形態６においては、ドップラ０分布Ｒ１またはＲ２が、或る補正エコー分布に連結する補正エコー分布に含まれない場合には、そのドップラ０分布を、補正エコー分布に含めるようにする。
これにより、気象エコー分布の形状変化が小さい場合であっても、正確に補正エコー分布Ｒｃを求めることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ａ、１ｂ、１Ａ、１Ｂ  観測データ格納手段、２ａ、２ｂ、２Ａ、２Ｂ  ドップラ速度算出手段、３ａ、３ｂ、３Ａ、３Ｂ  ドップラ０分布作成手段、４  補正エコー分布作成手段、５、５ａ、５ｂ、５Ａ、５Ｂ  クラッタ除去手段、６  エコー補償手段、Ｄｃ  補償観測データ、Ｄｆ１、Ｄｆ２、Ｄｔ１、Ｄｔ２  観測データ、ＰＲＦ１、ＰＲＦ２  パルス繰り返し周波数、Ｒ１、Ｒ２  ドップラ０分布、Ｒｃ  補正エコー分布、Ｒｅ  クラッタ分布（地形エコー分布）、ｔ１、ｔ２  時刻、Ｖ１、Ｖ２  ドップラ速度。
【図１】
2011112373.tif 000003
【図２】
2011112373.tif 000004
【図３】
2011112373.tif 000005
【図４】
2011112373.tif 000006
【図５】
2011112373.tif 000007