(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
観測範囲内に存在する複数の標的に関する気象情報を取得する気象情報取得部と、
前記気象情報に基づいて前記複数の標的それぞれの特徴量を計算する特徴量計算部と、
前記特徴量に基づいて、パルス単位で又はパルスペア単位で前記複数の標的への送信割り当てを行う割り当て部と、
所定の条件を満たす標的への送信割り当ての停止を前記割り当て部に指示する割り当て停止指示部と、
前記送信割り当ての結果に基づいてビーム方向及び送信タイミングを制御する制御情報を生成するビーム制御部と、
前記制御情報に基づいて送信信号を生成する送信信号生成部と、
前記送信信号を送信するアレイアンテナと、
を具備する気象レーダ装置。
【請求項２】
前記特徴量は、パルス間又はパルスペア間の相関が無相関になる時間に基づいた値である、請求項１に記載の気象レーダ装置。
【請求項３】
前記特徴量は、パルス間又はパルスペア間の相関が無相関になる時間である、請求項１に記載の気象レーダ装置。
【請求項４】
前記所定の条件は、前記複数の標的それぞれに割り当てられたパルスの数に基づいた値と、前記複数の標的それぞれの気象パラメータの精度に基づいた規定値と、の比較に基づいている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の気象レーダ装置。
【請求項５】
前記所定の条件は、前記複数の標的それぞれに割り当てられたパルスの数に基づいた値と、前記複数の標的それぞれに設定された規定値と、の比較に基づいている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の気象レーダ装置。
【請求項６】
前記複数の標的それぞれの観測時間をカウントするカウント部と、
観測時間が所定のアップデート時間以上である標的への送信割り当ての再開を前記割り当て部に指示する割り当て再開指示部と、
をさらに具備する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の気象レーダ装置。
【請求項７】
精度仕様を満たさない標的がある場合に、前記精度仕様を満たさない標的以外の標的の一部の割り当てを抽出する抽出部と、
前記抽出された割り当てを前記精度仕様を満たさない標的に割り当てる割り当て変更部と、
をさらに具備する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の気象レーダ装置。
【請求項８】
アレイアンテナを有し電子的にビーム走査可能な気象レーダ装置の制御装置であって、
観測範囲内に存在する複数の標的に関する気象情報を取得する気象情報取得部と、
前記気象情報に基づいて前記複数の標的それぞれの特徴量を計算する特徴量計算部と、
前記特徴量に基づいて、パルス単位で又はパルスペア単位で前記複数の標的への送信割り当てを行う割り当て部と、
所定の条件を満たす標的への送信割り当ての停止を前記割り当て部に指示する割り当て停止指示部と、
を具備する気象レーダ装置の制御装置。
【請求項９】
アレイアンテナを有し電子的にビーム走査可能な気象レーダ装置の制御方法であって、
観測範囲内に存在する複数の標的に関する気象情報を取得することと、
前記気象情報に基づいて前記複数の標的それぞれの特徴量を計算することと、
前記特徴量に基づいて、パルス単位で又はパルスペア単位で前記複数の標的への送信割り当てを行うことと、
所定の条件を満たす標的への送信割り当ての停止を指示することと、
を具備する制御方法。
【請求項１０】
アレイアンテナを有し電子的にビーム走査可能な気象レーダ装置の制御プログラムであって、
コンピュータを、
観測範囲内に存在する複数の標的に関する気象情報を取得する手段と、
前記気象情報に基づいて前記複数の標的それぞれの特徴量を計算する手段と、
前記特徴量に基づいて、パルス単位で又はパルスペア単位で前記複数の標的への送信割り当てを行う手段と、
所定の条件を満たす標的への送信割り当ての停止を指示する手段として機能させるための制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、気象レーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気象観測においては、急速に発達し動きの速い局所的気象現象を捉えるために、観測の高速化が求められている。また、降水や雲などの標的が観測範囲内に複数存在する場合、全ての標的を高精度で観測するためには、これらの標的にパルスを適切に割り当てる必要がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Tian-You Yu, et al., “Beam Multiplexing Using the Phased-Array Weather Radar”, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, vol. 24, 616-626.
【非特許文献２】Ricardo Reinoso-Rondinel, et al., “Multifunction Phased-Array Radar: Time Balance Scheduler for Adaptive Weather Sensing”, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, vol. 27, 1854-1867.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、高速で高精度な観測を行うことができる気象レーダ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態に係る気象レーダ装置は、気象情報取得部、特徴量計算部、割り当て部、割り当て停止指示部、ビーム制御部、及びアレイアンテナを備える。気象情報取得部は、観測範囲内に存在する複数の標的に関する気象情報を取得する。特徴量計算部は、前記気象情報に基づいて前記複数の標的それぞれの特徴量を計算する。割り当て部は、前記特徴量に基づいて、パルス単位で又はパルスペア単位で前記複数の標的への送信割り当てを行う。割り当て停止指示部は、所定の条件を満たす標的への送信割り当ての停止を前記割り当て部に指示する。ビーム制御部は、前記送信割り当ての結果に基づいてビーム方向及び送信タイミングを制御する制御情報を生成する。送信信号生成部は、前記制御情報に基づいて送信信号を生成する。アレイアンテナは、前記送信信号を送信する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係る気象レーダ装置を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態に係る送信割り当ての手順例を示すフローチャート。
【図３】（ａ）は３つの標的の気象条件の例を示す表であり、（ｂ）は（ａ）の条件下での連続パルス割り当てを示す図であり、（ｃ）は（ａ）の条件下での第１の実施形態に係る割り当てを示す図である。
【図４】第２の実施形態に係る気象レーダ装置を示すブロック図。
【図５】第２の実施形態に係る送信割り当ての手順例を示すフローチャート。
【図６】（ａ）は３つの標的の気象条件の例を示す表であり、（ｂ）は各標的の所望のアップデート時間で連続パルスを割り当てた場合の割り当てを示す図であり、（ｃ）は（ａ）の条件下での連続パルス割り当てを示す図であり、（ｄ）は（ａ）の条件下での第２の実施形態に係る割り当てを示す図である。
【図７】（ａ）は３つの標的の気象条件の例を示す表であり、（ｄ）は（ａ）の条件下での第２の実施形態に係る割り当てを示す図である。
【図８】第３の実施形態に係る気象レーダ装置を示すブロック図。
【図９】第３の実施形態に係る送信割り当ての手順例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る気象レーダ装置１００を概略的に示している。気象レーダ装置１００は、アレイアンテナ１０７から電波（パルスビーム）を送信してその反射波を受信することで気象現象を観測する。アレイアンテナ１０７の電波は電子的に走査されることができる。
【０００９】
気象レーダ装置１００は、全体観測モード及び標的観測モードという２つの観測モードを備え、これらの観測モードを周期的に切り替える。全体観測モードは、観測範囲全体の気象状況を把握するために、観測範囲を全体的に観測するモードである。全体観測モードでの観測により、観測範囲内に存在する標的についての情報が取得される。
【００１０】
標的観測モードは、標的についての詳細な情報を取得するために、標的の存在範囲を集中的に観測するモードである。所望の観測精度を得るために必要なパルス数は、標的の気象状況に依存する。このため、観測範囲内に複数の標的が存在する場合には、標的すべてについて所望の観測精度を得ることができるように、標的それぞれにパルスを適応的に割り当てる必要がある。送信割り当てはパルス単位又はパルスペア単位で行われる。パルスペアは、パルス繰り返し間隔（Ｐｕｌｓｅ  ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  ｉｎｔｅｒｖａｌ；ＰＲＩ）をあけて連続する２つのパルスである。パルスペアを用いる場合、標的の風速を測定することができる。本実施形態では、送信割り当てをパルスペア単位で行う場合について説明する。パルス単位での送信割り当てについては、基本的には以下の説明においてパルスペアをパルスと読み替えればよい。
【００１１】
気象レーダ装置１００は、図１に示されるように、気象情報取得部１０１、特徴量計算部１０２、割り当て部１０３、割り当て停止指示部１０４、ビーム制御部１０５、送信信号生成部１０６、及びアレイアンテナ１０７を備える。気象情報取得部１０１、特徴量計算部１０２、割り当て部１０３、及び割り当て停止指示部１０４を含む割り当て制御部１５０は、送信割り当てに関与する部分である。割り当て制御部１５０は、図１において気象レーダ装置１００の一部として示されているが、独立した装置として実現されて気象レーダ装置に適用されることもできる。
【００１２】
気象情報取得部１０１は、観測範囲内に存在する標的に関する気象情報を取得する。この気象情報は、全体観測モードでの観測の結果に基づいて生成される。気象情報は、例えば、標的数、各標的の位置、速度幅、受信電力などの情報を含む。ここでは、観測範囲内に複数の標的が存在するものとする。
【００１３】
特徴量計算部１０２は、気象情報取得部１０１によって取得された気象情報に基づいて標的それぞれの特徴量を計算する。特徴量は、例えば、リビジット時間である。リビジット時間は、隣接するパルスペア間の相関が無相関になる時間に相当する。より具体的には、リビジット時間は、第１のパルスペアに基づくサンプル（受信信号）とそれに続く第２のパルスペアに基づくサンプルとが無相関になる時間に相当する。リビジット時間は、例えば、下記式（１）に示される相関係数ρが規定値以下になる時間である。
【００１４】
【数１】
0006495771.tif 000002
【００１５】
ここで、σｖは速度幅であり、λは観測に用いるビームの波長である。規定値は例えば０．０１に設定される。あるいは、特徴量は、リビジット時間そのものでなく、リビジット時間に基づいた値であってもよい。さらに、特徴量は、送信割り当てに有用な他の指標に基づいていてもよい。ここでは、特徴量がリビジット時間であるとして説明を行う。
【００１６】
割り当て部１０３は、特徴量計算部１０２によって算出された特徴量に基づいてパルスペア単位で標的への送信割り当てを行う。例えば、割り当て部１０３は、リビジット時間の短い標的に優先的にパルスペアを割り当てることができる。
【００１７】
割り当て停止指示部１０４は、所定の条件を満たす標的へのパルスの割り当ての停止を割り当て部１０３に指示する。一例では、割り当て停止指示部１０４は、割り当てられたパルスの数（割り当て数）が規定値以上である標的へのパルスの割り当てを停止するように割り当て部１０３に指示する。規定値は、例えば、特徴量計算部１０２によって各標的に設定される上限パルス数である。規定値は気象状況に基づいて決定されることができる。この場合、典型的には規定値は標的ごとに異なる値になる。規定値は、連続パルスで観測を行う場合に事前に規定した観測精度を得るために必要となるパルス数であってもよい。観測精度は、例えば、パルス数とＳＮ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ）比、速度幅などから求められる気象パラメータの標準偏差である。気象パラメータは、例えば、レーダ反射因子、偏波間レーダ反射因子差、ドップラー速度、偏波間位相差変化率などである。規定値を定めるために用いる気象パラメータは、全ての標的について共通のものであってもよく、標的ごとに異なっていてもよい。また、規定値を定めるために気象パラメータは、１つであってもよく複数であってもよい。あるいは、割り当て停止指示部１０４は、気象状況別に複数パターンの規定値を定めた参照テーブルを保持していてもよい。また、規定値はユーザによって任意に設定されてもよい。
【００１８】
他の例では、割り当て停止指示部１０４は、割り当て部１０３が標的にパルスペアを割り当てるたびにその標的の観測精度を計算し、算出された観測精度を事前に規定した規定値と比較する。この場合、割り当て停止指示部１０４は、割り当て数を規定値と比較するのではなく、割り当てによる観測精度を規定値と比較する。割り当て停止指示部１０４は、割り当てによる観測精度が規定値以上である標的へのパルスの割り当てを停止するように割り当て部１０３に指示する。観測精度に関する規定値は、ユーザによって任意に決定されてもよく、気象予測の精度仕様として用いられる典型的な値であってもよい。規定値は標的ごとに異なっていてもよい。規定値を定めるために用いる気象パラメータは、全ての標的について共通のものであってもよく、標的ごとに異なっていてもよい。また、規定値を定めるために気象パラメータは、１つであってもよく複数であってもよい。
【００１９】
割り当て停止指示部１０４を設けることにより、各標的の観測精度が一律若しくは標的ごとに重要度に応じて異なる観測精度となるようにパルスを割り当てることが可能となる。
【００２０】
ビーム制御部１０５は、割り当て部１０３による送信割り当ての結果に基づいてビーム方向及び送信タイミングを制御する制御信号を生成する。ビーム制御部１０５は、割り当て部１０３による送信割り当ての結果に基づいて、適切なタイミングで適切な標的にビームを照射するようにビームを制御する。
【００２１】
送信信号生成部１０６は、ビーム制御部１０５によって生成された制御情報に基づいて送信信号を生成する。アレイアンテナ１０７は、送信信号生成部１０６によって生成された送信信号を送信する。
【００２２】
次に、気象レーダ装置１００の動作例について説明する。  
図２は、本実施形態に係る送信割り当ての方法例を示している。気象レーダ装置１００は、まず全体観測モードで動作し、観測範囲内にある標的に関する気象情報を生成する。特徴量計算部１０２は生成された気象情報に基づいて標的それぞれのリビジット時間を計算する。割り当て部１０３は、特徴量計算部１０２によって算出されたリビジット時間をオリジナルのリビジット時間（初期値）として保持する。
【００２３】
図２のステップＳ２０１では、割り当て部１０３は、リビジット時間が最小の標的を選択する。なお、特徴量としてリビジット時間そのもの以外を用いる場合には、割り当て部１０３は、特徴量が最大の標的又は特徴量が平均に最も近い標的を選択することもある。
【００２４】
ステップＳ２０２では、割り当て部１０３は、選択した標的（選択標的）にパルスペアを割り当てる。ステップＳ２０３では、割り当て部１０３は、標的の割り当て数を更新する。具体的には、割り当て部１０３は、選択標的の割り当て数に２Ｔｓを加える。ＴｓはＰＲＩを表す。ここでは、パルスの数は時間の次元で表現している。パルス単位での割り当ての場合には、割り当て部１０３は、選択標的の割り当て数にＴｓを加える。なお、各標的の割り当て数の初期値はゼロである。
【００２５】
ステップＳ２０４では、割り当て部１０３は、選択標的以外の各標的のリビジット時間を更新する。具体的には、割り当て部１０３は、選択標的以外の各標的のリビジット時間から２Ｔｓを差し引く。なお、リビジット時間から差し引く値は２Ｔｓでなくてもよい。例えば、リビジット時間から差し引く値は、標的のオリジナルのリビジット時間の総和を標的数で割った値である平均リビジット時間Ｔａｖｅであってもよい。ここで、リビジット時間から平均リビジット時間Ｔａｖｅを差し引いた値が負となる標的がある場合、割り当て部１０３は、この標的のリビジット時間にオリジナルのリビジット時間を代入する。これにより、リビジット時間の長短に差が大きい場合にリビジット時間の長い標的が選択される頻度が上がり、各標的のパルスペア間の間隔を適切に切り離すことができる場合がある。間隔を空けてパルスペアを送信する場合、連続的にパルスを送信するよりも少ないパルス数で同じ精度を達成することができる。このため、本実施形態では、送信するパルス数を低減することができ、すなわち、高速な観測を実現することができる。
【００２６】
ステップＳ２０５では、割り当て停止指示部１０４は、選択標的の割り当て数をこの標的の規定値Ｂ１と比較する。割り当て数が規定値Ｂ１以上である場合、ステップＳ２０６に進み、割り当て数が規定値Ｂ１未満である場合は、ステップＳ２０７に進む。
【００２７】
ステップＳ２０６では、割り当て部１０３は、選択標的のリビジット時間に規定値Ｂ２を代入する。規定値Ｂ２は、割り当て数が規定値Ｂ１以上の標的にパルスペアをそれ以上割り当てることがないように十分大きい値に設定されることができる。例えば、規定値Ｂ２は、標的のオリジナルのリビジット時間の中で最大のリビジット時間と標的観測モードの総観測時間との和である。すなわち、標的のオリジナルのリビジット時間の中で最大のリビジット時間をＴｍａｘ、標的観測モードの総観測時間をＴｔと表すと、Ｂ２＝Ｔｍａｘ＋Ｔｔである。ステップＳ２０４でリビジット時間から差し引く値として平均リビジット時間を用いる場合では、例えば、Ｂ２＝Ｔｍａｘ＋Ｔａｖｅ×Ｔｔ÷２Ｔｓである。これにより、割り当て数が規定値Ｂ１未満である標的に効率的にパルスペアを割り当てることが可能になる。
【００２８】
一方、ステップＳ２０７では、割り当て部１０３は、選択標的のリビジット時間に該当標的のオリジナルのリビジット時間を代入する。
【００２９】
ステップＳ２０８では、割り当て部１０３は、総割り当て数が規定値Ｂ３に達したか否かを判断する。総割り当て数は、標的に割り当てたパルス数の総和である。規定値Ｂ３は、特徴量計算部１０２によって設定された標的の上限パルス数の総和である。総割り当て数が規定値Ｂ３未満である場合、パルスペアの割り当てを継続するためにステップＳ２０１に進み、総割り当て数が規定値Ｂ３以上である場合、割り当て部１０３は、標的へのパルスペア割り当てを決定し、処理を終了する。
【００３０】
本実施形態によれば、パルスペア間の相関が低くなりやすい標的に対して優先的に、各標的の気象状況に適した数のパルスをパルスペア単位で割り当てることが可能となる。すなわち、パルスペア間の独立性が高いサンプルを収集することができる。この結果、連続パルスを割り当てるよりも推定精度を高めることが可能となる。
【００３１】
図３（ａ）から（ｃ）参照して、比較例に係る連続パルス割り当てと本実施形態に係る割り当てとの性能比較を説明する。図３（ａ）は、３個の標的が存在する環境において、標的それぞれの気象条件を示す。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示される気象条件下での連続パルス割り当てを示し、図３（ｃ）は、図３（ａ）に示される気象条件下での本実施形態に係る割り当てを示す。ここでは、一例として、各標的に割り当てるパルス数（規定値Ｂ１）を、レーダ反射因子差Ｚｄｒの標準偏差が０．２ｄＢとなるパルス数としている。図３（ｂ）及び（ｃ）の各々において、上から順に標的１〜３へのパルス割り当てタイミングを示し、一番下がパルス割り当てによるレーダ反射因子差Ｚｄｒの標準偏差の変化を示す。レーダ反射因子差Ｚｄｒの標準偏差の変化を示すグラフにおいて、太い実線が標的１の標準偏差、細い実線が標的２の標準偏差、一点鎖線が標的３の標準偏差を表し、目標値である０．２ｄＢに破線を引いている。
【００３２】
図３（ｂ）に示されるように、連続パルス割り当てでは、標的１、標的２、標的３に順番に連続パルスが割り当てられている。図３（ｃ）に示されるように、本実施形態に係る送信割り当てでは、各気象状況に適した数のパルスをパルスペア単位で割り当てられている。具体的には、第１のパルスペアが標的１に割り当てられ、第２のパルスペアが標的２に割り当てられ、第３のパルスペアが標的３に割り当てられ、第４のパルスペアが標的１に割り当てられ、第５のパルスペアが標的２に割り当てられるように、パルスペアが動的に割り当てられている。標的１に割り当てられたパルス数が４９Ｔｓに達した時点で標的１への送信割り当てが停止され、標的２に割り当てられたパルス数が１２６Ｔｓに達した時点で標的２への送信割り当てが停止されている。図３（ｂ）及び（ｃ）からは、同数のパルスを割り当てる場合、連続パルスを割り当てるよりも、本実施形態に従いパルスペア単位でパルスを割り当てることでデータのばらつきである標準偏差を小さく抑えられていることが確認できる。
【００３３】
以上のように、第１の実施形態に係る気象レーダ装置は、標的の特徴量に基づいてパルスペア単位で標的への送信割り当てを決定することにより、高速で高精度な観測を行うことができる。
【００３４】
（第２の実施形態）
気象状況は刻々と変化する。このため、気象状況の変化を捉えるためには、データを更新する必要がある。アップデート時間（データ更新頻度）は気象状況により異なる。第２の実施形態では、各標的の気象状況に応じたアップデート時間でデータを更新する方法を説明する。
【００３５】
図４は、第２の実施形態に係る気象レーダ装置４００を概略的に示している。気象レーダ装置４００は、割り当て制御部４５０、ビーム制御部４０５、送信信号生成部４０６、及びアレイアンテナ４０７を備える。割り当て制御部４５０は、気象情報取得部４０１、特徴量計算部４０２、割り当て部４０３、割り当て停止指示部４０４、カウント部４０８、及び割り当て再開指示部４０９を含む。気象レーダ装置４００は、気象情報取得部４０１、特徴量計算部４０２、割り当て部４０３、割り当て停止指示部４０４、ビーム制御部４０５、送信信号生成部４０６、及びアレイアンテナ４０７は、第１の実施形態において説明した気象情報取得部１０１、特徴量計算部１０２、割り当て部１０３、割り当て停止指示部１０４、ビーム制御部１０５、送信信号生成部１０６、及びアレイアンテナ１０７と同様の動作を行うので、これらについての説明は適宜省略する。
【００３６】
カウント部４０８は、通し観測時間と標的の観測時間とをカウントする。通し観測時間は、割り当て開始からの観測時間を示す。カウント部４０８は、割り当てが開始されると同時にカウントを開始し、割り当て部４０３がいずれかの標的にパルスペアを割り当てるたびに、通し観測時間に２Ｔｓを加え、全標的の観測時間に２Ｔｓを加える。割り当て再開指示部４０９は、観測時間が規定値に達した標的への送信割り当ての再開を割り当て部４０３に指示する。規定値はアップデート時間に相当する。規定値は、例えば、各標的の風速と観測分解能とから決定することができる。例えば、風速が５ｍ／ｓ、観測分解能が２００ｍの場合、規定値は２００／５＝４０ｓと決定される。規定値は標的ごとに異なりうる。
【００３７】
図５は、本実施形態に係る送信割り当ての方法例を示している。図５に示されるステップＳ５０１〜Ｓ５０７の処理は、図２に関して説明したステップＳ２０１〜２０７の処理と同じであるので、説明を適宜省略する。図５のステップＳ５０５に示される規定値Ｃ１は、図２のステップＳ２０５に示される規定値Ｂ１と同じ値であってもよく、異なる値であってもよい。
【００３８】
図５のステップＳ５０２では、割り当て部４０３は、リビジット時間が最小の標的にパルスペアを割り当てる。その後、ステップＳ５０８では、カウント部４０８は、標的の観測時間と通し観測時間とに２Ｔｓを加える。なお、各標的の観測時間の初期値及び通し観測時間の初期値はゼロである。
【００３９】
ステップＳ５０９では、通し観測時間が規定値Ｃ３と比較される。規定値Ｃ３は、例えば、標的観測モードの総観測時間と等しい値であってもよい。通し観測時間が規定値Ｃ３未満である場合、ステップＳ５１０に進み、通し観測時間が規定値Ｃ３以上である場合、送信割り当てを終了する。
【００４０】
ステップＳ５１０では、割り当て再開指示部４０９は、各標的の観測時間を規定値Ｃ４と比較する。観測時間が規定値Ｃ４以上である標的が１つもない場合、ステップＳ５０１に戻る。観測時間が規定値Ｃ４以上である標的が１つ以上ある場合は、割り当て再開指示部４０９は、観測時間が規定値Ｃ４以上である標的への割り当てを再開するように割り当て部４０３に指示し、カウント部４０８は、この標的の観測時間をゼロに初期化し、処理はステップＳ５１１に進む。ステップＳ５１１では、割り当て部４０３は、観測時間が規定値Ｃ４以上である標的のリビジット時間に該当標的のオリジナルのリビジット時間を代入する。その後に、処理はステップＳ５０１に戻る。
【００４１】
本実施形態によれば、各標的の気象状況に応じたアップデート時間でデータを更新することが可能となる。図６（ａ）から（ｄ）参照して、比較例に係る連続パルス割り当てと本実施形態に係る割り当てとの性能比較を説明する。図６（ａ）は、３個の標的が存在する環境において、標的それぞれの気象条件を示す。ここでは、一例として、アップデート時間（規定値Ｃ４）は、Ｔｒ×２５＋Ｔａとして算出している。ここで、Ｔｒはリビジット時間を表し、Ｔａはレーダ反射因子差Ｚｄｒの標準偏差が０．２ｄＢになるために必要な連続パルス数を表す。
【００４２】
図６（ｂ）は、他の標的を考慮せずに各標的の所望のアップデート時間で連続パルスを割り当てた場合の割り当てを示し、図６（ｃ）は、図６（ａ）に示される気象条件の下での連続パルス割り当てを示し、図６（ｄ）は、図６（ａ）に示される気象条件の下での本実施形態に係る割り当てを示す。図６（ｃ）からは、連続パルスを割り当てる場合、割り当てパルス数の多い標的の観測中は他の標的を連続的に観測できない時間が増加し、アップデート時間遅延が発生していることがわかる。図６（ｄ）からは、適切なアップデート時間でデータを更新しつつ、所望の精度でデータを取得でき、アップデート時間遅延が生じていないことが確認できる。また、同等精度のデータ数が連続パルス割り当てと比べて１．２３倍に増加しており、同一観測時間に取得できるデータの増大効果も確認できる。
【００４３】
以上のように、第２の実施形態に係る気象レーダ装置によれば、第１の実施形態と同じ効果を得ることができるとともに、気象状況に応じたアップデート時間での観測が可能となる。
【００４４】
（第３の実施形態）
第２の実施形態は、アップデート時間になると強制的にデータを更新することになる。このため、割り当てに余裕がない場合、所望の観測精度となるまでパルスを割り当てることができない標的が発生する。このような状況を図７（ａ）及び（ｂ）に例示する。図７（ａ）は、３個の標的が存在する環境において標的それぞれの気象条件を示す。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示される気象条件の下での第２の実施形態に係る割り当てを示す。図７（ｂ）では、レーダ反射因子差Ｚｄｒの標準偏差の変化を示すグラフの一部が拡大表示されている。図７（ｂ）からは、標的３のＺｄｒの標準偏差は目標値である０．２ｄＢを満たしていないことがわかる。第３の実施形態では、精度仕様を満たさないままデータを更新する標的の発生を回避する方法を説明する。
【００４５】
図８は、第３の実施形態に係る気象レーダ装置８００を概略的に示している。気象レーダ装置８００は、割り当て制御部８５０、ビーム制御部８０５、送信信号生成部８０６、及びアレイアンテナ８０７を備える。割り当て制御部８５０は、気象情報取得部８０１、特徴量計算部８０２、割り当て部８０３、割り当て停止指示部８０４、カウント部８０８、割り当て再開指示部８０９、抽出部８１０、及び割り当て変更部８１１を含む。気象情報取得部８０１、特徴量計算部８０２、割り当て部８０３、割り当て停止指示部８０４、ビーム制御部８０５、送信信号生成部８０６、及びアレイアンテナ８０７は、第１の実施形態において説明した気象情報取得部１０１、特徴量計算部１０２、割り当て部１０３、割り当て停止指示部１０４、ビーム制御部１０５、送信信号生成部１０６、及びアレイアンテナ１０７と同様の動作を行い、カウント部８０８及び割り当て再開指示部８０９は、第２の実施形態において説明したカウント部４０８及び割り当て再開指示部４０９と同様の動作を行うので、これらについての説明は適宜省略する。
【００４６】
抽出部８１０は、精度仕様を満たさない、すなわち、割り当てによる観測精度が所定の精度に達しない標的がある場合に、それとは別の標的の一部の割り当てを抽出する。例えば、抽出部８１０は、最も多くのパルスが割り当てられている標的の一部の割り当てを抽出する。割り当て変更部８１１は、抽出部８１０によって抽出された割り当てを割り当てによる観測精度が所定の精度に達しない標的に割り当てるように送信割り当てを変更する。
【００４７】
図９は、本実施形態に係る送信割り当ての方法例を示している。図９のステップＳ９０１の処理は、図２のステップＳ２０１からＳ２０７の処理又は図５のステップＳ５０１からＳ５０７の処理に対応する。送信割り当てが開始されると、カウント部８０８がカウントを開始する。ステップＳ９０１でパルスペアが割り当てられると、ステップＳ９０２において、カウント部４０８は、標的の観測時間と通し観測時間とに２Ｔｓを加える。
【００４８】
ステップＳ９０３では、通し観測時間が規定値Ｄ１と比較される。通し観測時間が規定値Ｄ１未満である場合、ステップＳ９０４に進み、通し観測時間が規定値Ｄ１以上である場合、送信割り当てを終了する。
【００４９】
ステップＳ９０４では、割り当て再開指示部８０９は、各標的の観測時間を規定値Ｄ２と比較する。観測時間が規定値Ｄ２以上である標的が１つもない場合、ステップＳ９０１に戻る。観測時間が規定値Ｄ２以上である標的が１つ以上ある場合は、割り当て再開指示部４０９は、観測時間が規定値Ｄ２以上である標的への割り当てを再開するように割り当て部４０３に指示し、カウント部４０８は、この標的の観測時間をゼロに初期化し、処理はステップＳ９０５に進む。規定値Ｄ２は、図５のステップＳ５１０に示される規定値Ｃ４と同じ値を用いてもよい。
【００５０】
ステップＳ９０５では、観測時間が規定値Ｄ２以上である標的の割り当て数が規定値Ｄ３と比較される。割り当て数が規定値Ｄ３以上である場合、ステップＳ９０６に進み、そうでなければステップＳ９０７に進む。ステップＳ９０６の処理は図５のステップＳ５１１の処理と同じであるので、その説明を省略する。
【００５１】
ステップＳ９０７では、抽出部８１０は、ステップＳ９０４で観測時間が規定値Ｄ２以上であると判断され且つステップＳ９０５で割り当て数が規定値Ｄ３未満と判断された標的以外の標的を選択し、選択した標的の一部の割り当てを抽出する。ステップＳ９０８では、ステップＳ９０４で観測時間が規定値Ｄ２以上であると判断され且つステップＳ９０５で割り当て数が規定値Ｄ３未満と判断された標的に、抽出した割り当てを割り当てる。その後に処理はステップＳ９０４に戻る。
【００５２】
以上のように、第３の実施形態によれば、割り当て数の多い標的から割り当て数の足りない標的に割り当てを譲ることができる。その結果、各標的の観測精度を所望の値以上にすることができる。
【００５３】
上述の実施形態の中で示した処理手順に示された指示は、ソフトウェアであるプログラムに基づいて実行されることが可能である。汎用の計算機システムが、このプログラムを予め記憶しておき、このプログラムを読み込むことにより、上述した気象レーダ装置による効果と同様な効果を得ることも可能である。上述の実施形態で記述された指示は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷ、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）Ｄｉｓｃなど）、半導体メモリ、又はこれに類する記録媒体に記録される。コンピュータまたは組み込みシステムが読み取り可能な記録媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。コンピュータは、この記録媒体からプログラムを読み込み、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をＣＰＵで実行させれば、上述した実施形態の気象レーダ装置と同様な動作を実現することができる。もちろん、コンピュータがプログラムを取得する場合又は読み込む場合はネットワークを通じて取得又は読み込んでもよい。  
また、記録媒体からコンピュータや組み込みシステムにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）や、データベース管理ソフト、ネットワーク等のＭＷ（ミドルウェア）等が本実施形態を実現するための各処理の一部を実行してもよい。  
さらに、本実施形態における記録媒体は、コンピュータあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記録媒体も含まれる。  
また、記録媒体は１つに限られず、複数の媒体から本実施形態における処理が実行される場合も、本実施形態における記録媒体に含まれ、媒体の構成は何れの構成であってもよい。
【００５４】
なお、本実施形態におけるコンピュータまたは組み込みシステムは、記録媒体に記憶されたプログラムに基づき、本実施形態における各処理を実行するためのものであって、パソコン、マイコン等の１つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であってもよい。  
また、本実施形態におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって本実施形態における機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。
【００５５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５６】
１００…気象レーダ装置、１０１…気象情報取得部、１０２…特徴量計算部、１０３…割り当て部、１０４…割り当て停止指示部、１０５…ビーム制御部、１０６…送信信号生成部、１０７…アレイアンテナ、１５０…割り当て制御部、４００…気象レーダ装置、４０１…気象情報取得部、４０２…特徴量計算部、４０３…割り当て部、４０４…割り当て停止指示部、４０５…ビーム制御部、４０６…送信信号生成部、４０７…アレイアンテナ、４０８…カウント部、４０９…割り当て再開指示部、４５０…割り当て制御部、８００…気象レーダ装置、８０１…気象情報取得部、８０２…特徴量計算部、８０３…割り当て部、８０４…割り当て停止指示部、８０５…ビーム制御部、８０６…送信信号生成部、８０７…アレイアンテナ、８０８…カウント部、８０９…割り当て再開指示部、８１０…抽出部、８１１…割り当て変更部、８５０…割り当て制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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