(57)【要約】【課題】レーダにおけるＴＲリミッタの劣化判定を適切に行う。【解決手段】取得手段４０にて、アンテナからの距離が所定付近のメインバンクに対応する受信電力強度情報を取得する。取得された情報とＴＲリミッタ１１の劣化に対応する閾値情報とを比較する比較手段５０を備え、この比較手段５０による比較結果に基づき前記ＴＲリミッタ１１の劣化を判定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナに対しサーキュレータを介して送信部と受信部とが接続されると共に、前記サーキュレータから前記受信部側へＴＲリミッタを介して信号を取り込むように構成されたレーダ装置において、
前記受信部に取り込んだ信号に基づき、前記アンテナからの距離方向に対応する受信電力強度情報を取得する取得手段と、
この取得手段により取得された情報と前記ＴＲリミッタの劣化に対応する閾値情報とを比較する比較手段と、
この比較手段による比較結果に基づき前記ＴＲリミッタの劣化を判定し、出力を行う出力手段と
を具備することを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記取得手段は、前記アンテナからの距離が所定付近のメインバンクに対応する受信電力強度情報を取得することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記取得手段は、３６０度方向の受信電力強度情報に関し、平均値を取得することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーダ装置、特に気象レーダ装置に関し、ＴＲリミッタの劣化を適切に検出し得るように構成したレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーダ装置にあっては、送信後の大きな漏れ電力から受信機を保護することを目的としてＴＲリミッタが介装されている。従来のＴＲリミッタは、放射性物質が入った素子となっており、受信側へ漏れた電力が上記素子において消費され、後段のアンプなどの構成部品を保護するように構成されていた。このＴＲリミッタにあっては、その寿命が放射性物質の劣化によるものとなっていた。
【０００３】
近年にあっては、環境負荷を軽減する目的で上記放射性物質を用いた素子に代えて導波管の放電とダイオードリミッタの組み合わせによりＴＲリミッタの機能を実現している。従来の放射性物質が入った素子によるＴＲリミッタの劣化判定は、暗電流を流してその変化を検出することにより行うものであった。これに対し、上記導波管の放電とダイオードリミッタの組み合わせにより構成されるＴＲリミッタにあっては、暗電流が流れないために劣化診断が困難であった。従って、ＴＲリミッタが劣化した場合にはレーダサイト近傍の反射強度が小さく観測され、例えば、図５に示されるレーダ観測図におけるように、レーダサイトの直上に相当する画像の中心部にエコー抜けに対応する白色領域Ｗが生じる。
【０００４】
気象レーダに関するシステムとしては、例えば、特許文献１に示されるものが知られているが、このものにあってもＴＲリミッタの劣化に対する対策はなされていない。
【特許文献１】特開２００５−１７１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明では、上記のレーダにおけるＴＲリミッタの劣化判定を適切に行うことが、解決しようとする課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るレーダ装置は、アンテナに対しサーキュレータを介して送信部と受信部とが接続されると共に、前記サーキュレータから前記受信部側へＴＲリミッタを介して信号を取り込むように構成されたレーダ装置において、前記受信部に取り込んだ信号に基づき、前記アンテナからの距離方向に対応する受信電力強度情報を取得する取得手段と、この取得手段により取得された情報と前記ＴＲリミッタの劣化に対応する閾値情報とを比較する比較手段と、この比較手段による比較結果に基づき前記ＴＲリミッタの劣化を判定し、出力を行う出力手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るレーダ装置では、前記取得手段は、前記アンテナからの距離が所定付近のメインバンクに対応する受信電力強度情報を取得することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るレーダ装置では、前記取得手段は、３６０度方向の受信電力強度情報に関し、平均値を取得することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明におけるレーダ装置にあっては、受信部に取り込んだ信号に基づき、アンテナからの距離方向に対応する受信電力強度情報を取得し、取得された情報とＴＲリミッタの劣化に対応する閾値情報とを比較し、この比較結果に基づきＴＲリミッタの劣化を判定するので、適切な閾値情報を選ぶことにより容易にＴＲリミッタの劣化を検出可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係るレーダ装置では、アンテナからの距離方向に対応する受信電力強度情報を取得し、取得された情報とＴＲリミッタの劣化に対応する閾値情報とを比較するという比較的簡易な構成により、暗電流の流れないＴＲリミッタの劣化を判定するという目的を達成したものである。
【実施例１】
【００１１】
以下添付図面を参照して、本発明に係るレーダ装置の実施例を説明する。図１に、本発明に係るレーダ装置の構成図を示す。このレーダ装置は、気象レーダ装置として用いられるもので、アンテナ１に対し、サーキュレータ２を介して送信部３と受信部４とが接続された構成を有している。上記サーキュレータ２から受信部４側へは、ＴＲリミッタ１１を介して信号を取り込むように構成されている。このＴＲリミッタ１１は、送信後の大きな漏れ電力から受信部２のＲＦアンプ１２等を保護するものであり、ここでは例えば、導波管の放電とダイオードリミッタの組み合わせにより構成されているものとする。
【００１２】
ＲＦアンプ１２により増幅された受信信号は、アナログ信号処理回路１３へ送られてフィルタによる所要帯域信号の取り出し及びミキサによるダウンコンバート更に増幅とフィルタリングなどのアナログ処理が行われ、Ａ／Ｄ変換器１４へ送られてディジタル信号化される。
【００１３】
Ａ／Ｄ変換器１４の出力はディジタル信号処理部２０へ送られる。このディジタル信号処理部２０は、例えば、図２に示されるように構成される。即ち、直交位相検波部２１、ＦＦＴ処理部２２、地形エコー除去部２３、ＩＦＦＴ処理部２４、地形エコー除去部２５、受信強度計算部２６である。直交位相検波部２１は、受信した反射信号（ディジタル）に対して直交位相検波を行うもので、この直交位相検波部２１においてＩ（ｔ）及びＱ（ｔ）のデータが得られる。
【００１４】
ＦＦＴ処理部２２は、上記直交位相検波部２１において得られたＩ（ｔ）及びＱ（ｔ）のデータについて高速フーリエ変換を行ってパワースペクトラムを求めるものである。地形エコー除去部２３は、反射エコーに含まれる不要成分である地形エコー（建物等による反射エコー）を除去するものである。ＩＦＦＴ処理部２４は、地形エコー除去部２３に不要成分が除去された高速フーリエ変換により得られたパワースペクトルについて高速フーリエ逆変換を行って元のＩ／Ｑデータへ戻す処理を行うものである。
【００１５】
地形エコー除去部２５は必ずしも必須ではない構成であり、未だ反射エコーに含まれる不要成分である地形エコーを除去するものである。受信強度計算部２６は、地形エコー除去部２５により地形エコーの除去が行われたＩ／Ｑデータによる受信電力について総和を求める演算を行って受信強度情報を算出するものである。
【００１６】
ディジタル信号処理部２０により得られた受信強度情報は、気象情報出力装置３０へ送られ、例えば、雨量情報に対応した映像に処理出力される。気象情報出力装置３０は、例えば、レーダ方程式と称される計算式およびＺ−Ｒ関係と称される統計的関係に基づき雨量情報を取得するものである。因みに、レーダ方程式は、Ｚをレーダ反射因子、受信電力（受信強度情報）をＰｒ、レーダから雨滴までの距離をｒとしたとき、Ｐｒ＝（Ｃ・Ｆ・Ｚ）／ｒ2という式である。ここに、Ｃはレーダ定数、Ｆは総合補正係数であり、雨滴の状態、レーダ等のハードウエアの要因により定まる数値である。上記レーダ反射因子Ｚが受信電力Ｐｒから求まると、このレーダ反射因子ＺによりＺ−Ｒ関係と称される統計的関係から、地上雨量Ｒｇを求めることができる。
【００１７】
ディジタル信号処理部２０は、図３に示されるように構成することも可能である。この図３の構成では、図２に示したレーダ装置の構成に対して地形エコー除去部２３とＩＦＦＴ処理部２４は具備されていない。この構成においては、本願発明者らが特願２００５−４７２０９号において提案した構成であり、原理と詳細な説明は上記特願２００５−４７２０９号に譲る。この構成にあっては、受信強度算出部２６は、地形エコー除去部２３により地形エコーの除去が行われたパワースペクトラムについて総和を求める演算を行って受信強度情報を算出する。他の構成は、図２のものと同様である。
【００１８】
本実施例に係るレーダ装置においては、図１に示されているように、取得手段４０がディジタル信号処理部２０に接続されている。取得手段４０は、アンテナからの距離方向に対応する受信電力強度情報を受信強度算出部２６から取得する。受信強度算出部２６の出力は、アンテナ１がある方向に向いている場合に、ＴＲリミッタ１１が正常のときには、距離方向に対して例えば図４に示されるような曲線Ｓを描く。ＴＲリミッタ１１が劣化してくると、受信電力強度は曲線Ｓdの如く強度レベルを低下させたものとなる。
【００１９】
ＴＲリミッタ１１が正常のときにおける受信電力強度は、当然に雨滴等に反射されるなどしてそのレベルを変動し、図４に示す曲線Ｓは一定の形（レベル）を呈するものではないが、アンテナ１の設置位置からの距離が所定（通常用いられるもので約１Ｋｍ程度）付近のメインバンクと呼ばれる部分ＭＢでは、ほぼ安定した一定の受信レベルが得られる。本発明では、このアンテナ１からの距離が所定付近のメインバンクと呼ばれる部分ＭＢのレベルを取得手段４０において取り出す。しかも、取得手段４０は、アンテナ１がある一方向に向いている場合に、メインバンクと呼ばれる部分ＭＢのレベルを取り出しても良いが、図５に示すレーダ観測図における３６０度に対するアンテナ１のスキャンに対応してメインバンクと呼ばれる部分ＭＢのレベルを取り出して、これらの値の平均値を求め比較手段５０へ出力する。
【００２０】
比較手段５０では、ＴＲリミッタ１１の劣化に対応する閾値情報Ｔｈ（図４参照）を備えており、この閾値情報Ｔｈと上記取得手段４０から送られる情報（上記例では、メインバンクと呼ばれる部分ＭＢの平均値）とを比較し、比較結果を出力手段６０へ送出する。出力手段６０では、比較結果に基づきＴＲリミッタ１１の劣化を判定し、出力を行う。
【００２１】
即ち、メインバンクと呼ばれる部分ＭＢの平均値が閾値情報Ｔｈより大きいことを示す信号が比較手段５０から出力されると、出力手段６０では正常の表示を行う。また、メインバンクと呼ばれる部分ＭＢの平均値が閾値情報Ｔｈ以下であることを示す信号が比較手段５０から出力されると、出力手段６０ではＴＲリミッタ１１の劣化表示を行う。出力手段６０は、例えば、ＬＥＤなどを備えるものとし、劣化表示の場合にＬＥＤを点灯するなどの出力を行う。
【００２２】
なお、ＴＲリミッタ１１以外の素子における劣化、つまり、ＲＦアンプ１２等の故障や劣化は、ＴＲリミッタ１１の劣化に比べてタイムスパンが長く、本実施例による処理構成によって通常では適切にＴＲリミッタ１１の劣化を検出可能である。
【００２３】
また、上記例では平均値を用いたが、一方向におけるメインバンクと呼ばれる部分ＭＢの値を用いても良く、また、平均値を用い場合にあっても全ての方向についてのサンプリング値を用いなくとも良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るレーダ装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明に係るレーダ装置における要部構成を示すブロック図。
【図３】本発明に係るレーダ装置における要部構成の他の例を示すブロック図。
【図４】レーダにより受信された信号の受信電力強度について距離方向へのレベル変化の一例を示す図。
【図５】ＴＲリミッタが劣化した場合のレーダ観測図の一例を示す図。
【符号の説明】
【００２５】
１  アンテナ 
２  サーキュレータ 
３  送信部 
４  受信部 
１１  ＴＲリミッタ 
１２  ＲＦアンプ 
１３  アナログ信号処理部 
１４  Ａ／Ｄ変換器 
２０  ディジタル信号処理部 
２１  直交位相検波部 
２２  ＦＦＴ処理部 
２３、２５  地形エコー除去部 
２６  受信強度計算部 
３０  気象情報出力装置 
４０  取得手段 
５０  比較手段 
６０  出力手段
【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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