(57)【要約】【課題】観測中に受信光の結合効率が劣化することはなく、全観測領域を短時間で観測することを可能とする。【解決手段】放射部００１と、送受信部００２と、送受信部から出力された受信信号に信号処理を施してドップラ速度の算出と、ドップラ速度の空間分布からマイクロバーストを検出する信号処理部００３と、放射される電磁波の放射方向を走査する駆動部００５と、各部を制御、監視する制御部００６と、観測領域内で現在観測中のビーム方向での最大距離を抽出する最大距離抽出部２０１と、最大距離となる観測領域中の点で結合効率が許容値以内となるように走査速度を設定する角速度設定部２０２とを備え、現在観測中のビーム方向に応じて、角速度設定部２０２で設定された角速度に基づいてビーム走査速度を可変にしてビーム走査する。【選択図】図７
2007183295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間に電磁波を放射し、かつ大気で反射された電磁波を受信する放射部と、
送信波を生成して上記放射部へ出力し、かつ該波放射部で受信した反射波を入力して増幅および周波数変換を行う送受信部と、
上記送受信部から出力された受信信号に信号処理を施すことによりドップラ速度を算出するとともに、ドップラ速度の空間分布からマイクロバーストを検出する信号処理部と、
上記放射部から放射される電磁波の放射方向を走査する駆動部と、
上記放射部、送受信部、信号処理部および駆動部の各部を制御および監視する制御部と、
観測領域内で現在観測中のビーム方向で最大距離となる点の距離を抽出する最大距離抽出部と、
上記最大距離抽出部で抽出された最大距離において、最大距離となる観測領域中の点で結合効率が許容値以内となるように走査速度を設定する角速度設定部と
を備え、
現在観測中のビーム方向に応じて、上記角速度設定部で設定された角速度に基づいて上記駆動部がビーム走査速度を可変にしてビーム走査することを特徴とするマイクロバースト検出装置。
【請求項２】
上記角速度設定部および最大距離抽出部に代えて、観測時のビーム走査速度を予め保持しておく角速度保持部を備え、該角速度保持部は、観測領域内で現在観測中のビーム方向で最大距離となる点において、結合効率が許容値以内となるような走査速度を保持し、現在観測中のビーム方向に応じて、保持された走査速度に基づいて上記駆動部がビーム走査速度を可変にしてビーム走査することを特徴とする請求項１記載のマイクロバースト検出装置。
【請求項３】
最大距離の点において所定の検出性能を得るのに必要な以上のインコヒーレント積分数を設定するインコヒーレント積分数設定部を備え、該インコヒーレント積分数設定部で設定されたインコヒーレント積分数に基づいて上記信号処理部でのインコヒーレント積分が行われることを特徴とする請求項１記載のマイクロバースト検出装置。
【請求項４】
上記角速度設定部および最大距離抽出部に代えて、インコヒーレント積分数をビーム方向毎に予め保持しているインコヒーレント積分数保持部を備え、該インコヒーレント積分数保持部は、想定する最大直径を持ち監視領域内の任意の位置に存在するマイクロバーストの内部全体を覆うような領域を観測領域として設定した場合に、観測領域内の任意の点で所定の検出性能を得るに必要な以上のインコヒーレント積分数をビーム方向毎に保持し、現在観測中のビーム方向に応じて、保持されたインコヒーレント積分数に基づいて上記駆動部がビーム走査速度を可変にしてビーム走査することを特徴とする請求項２記載のマイクロバースト検出装置。
【請求項５】
空間に電磁波を放射し、かつ大気で反射された電磁波を受信し、受信信号に信号処理を施すことによりドップラ速度を算出するとともに、ドップラ速度の空間分布からマイクロバーストを検出するマイクロバースト検出装置の観測手順を設定する方法であって、
駆動部から現在のビーム方位角を読み出す第１のステップと、
上記ビーム方位角の方向でかつ観測領域内に存在する点と上記マイクロバースト検出装置の間の距離のうちで最大のもの（最大距離）を抽出する第２のステップと、
上記最大距離において結合効率が許容値と等しくなる角速度（最大許容角速度）を算出する第３のステップと、
上記現在観測中のビーム方位角に応じて、上記最大許容角速度を超えない角速度を実際に用いる角速度として設定し、上記第１のステップへ戻る第４のステップと
を含むことを特徴とするマイクロバースト検出装置の観測手順設定方法。
【請求項６】
上記第４のステップで角速度を設定した後、上記最大距離において許容検出性能を得るのに必要なインコヒーレント積分数を算出する第５のステップと、該必要なインコヒーレント積分数以上のインコヒーレント積分数を信号処理装置に設定し、上記第１のステップへ戻る第６のステップとを含むことを特徴とする請求項５記載のマイクロバースト検出装置の観測手順設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、航空交通に障害を及ぼすマイクロバーストを検出するマイクロバースト検出装置およびその観測手順設定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風の急変場であるウィンドシアは、航空機が飛行する際の安全性を低下させるものであるため、これを監視する装置が必要となっている。マイクロバーストやシアラインなどのウィンドシアを検出する装置としては、例えば「浜津他、低層ウィンドシヤー検出用ドップラーレーダの開発、電子情報通信学会論文誌 Vol.J83-B No.6 pp.894-909 2000年6月」に紹介されているようなドップラ気象レーダが従来からある。
図１６は、従来のマイクロバースト検出装置の典型的な構成を簡略に示したものである。図１６において、００１は放射部、００２は送受信部、００３は信号処理部、００４は表示・記録部、００５は駆動部、００６は制御部である。
【０００３】
次に、動作について説明する。
送受信部００２で生成された電磁波は放射部００１から大気中へ放射される。大気で反射された電磁波は放射部００１で受信され、信号処理部００３でドップラ速度が算出されるとともに、ドップラ速度の空間分布からマイクロバーストを検出する。表示・記録部００４では、駆動部００５は放射部００１を駆動することにより、放射される電磁波のビームを走査する。制御部００６では、マイクロバースト検出装置の各部分を制御および監視している。
【０００４】
前述の文献「低層ウィンドシヤー検出用ドップラーレーダの開発」で紹介されている装置は電波を送受信するレーダである。この装置では、電波を反射する物体として降水粒子を仮定しており、晴天時に風速計測を行うことは困難であった。
【０００５】
それに対し、電波の代わりに光波を送受信する光波レーダの利用が有望視されている。このような装置の例としては、例えば「浅香他、風速計測用光波レーダの開発、電子情報通信学会 信学技報SANE2000-39, 2000.」に紹介されている。
この場合、大気中に分布しているエアロゾルによって光波が反射するため、そのエアロゾルのドップラ速度を計測すれば、それが即ち大気のドップラ速度となり、風速を計測することができる。
【０００６】
このように光波レーダでは、晴天時にも風速計測が可能であるという長所があるが、一方でビーム走査を高速に行うことができないという短所がある。これは、ビーム走査において大気からの散乱光が光波レーダに到達するまでに受信視野と送信視野にずれが生じるためである。光波レーダにおけるビーム走査速度の結合効率に対する影響の例を図１７に示す。この図からも分かるように、観測距離が長くなるほど、あるいはビーム走査速度が速くなるほど結合効率は低下する。したがって、結合効率を１に保つ、即ち損失を０に近くするためには、走査速度を遅くする必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述の従来のマイクロバースト検出装置の場合には、走査速度が遅くなると、ウィンドシア監視に必要な領域全体を観測するのに必要な時間が長くなる。例えば、想定する最大の観測距離での結合効率を維持するために４度/秒のビーム走査速度が必要となる場合、３６０度全周の方位角を観測するのに９０秒を要する。しかし、ウィンドシアは時間変化が早いため、６０秒周期で観測を繰り返す必要があると言われている。そのため、光波レーダで観測する場合に観測周期を短くすることが課題となっている。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、光波レーダでウィンドシア、特に空間スケールの小さいマイクロバーストを監視する場合に、短時間で観測領域全体を観測するマイクロバースト検出装置およびその観測手順設定方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るマイクロバースト検出装置は、空間に電磁波を放射し、かつ大気で反射された電磁波を受信する放射部と、送信波を生成して上記放射部へ出力し、かつ該波放射部で受信した反射波を入力して増幅および周波数変換を行う送受信部と、上記送受信部から出力された受信信号に信号処理を施すことによりドップラ速度を算出するとともに、ドップラ速度の空間分布からマイクロバーストを検出する信号処理部と、上記放射部から放射される電磁波の放射方向を走査する駆動部と、上記放射部、送受信部、信号処理部および駆動部の各部を制御および監視する制御部と、観測領域内で現在観測中のビーム方向で最大距離となる点の距離を抽出する最大距離抽出部と、上記最大距離抽出部で抽出された最大距離において、最大距離となる観測領域中の点で結合効率が許容値以内となるように走査速度を設定する角速度設定部とを備え、現在観測中のビーム方向に応じて、上記角速度設定部で設定された角速度に基づいて上記駆動部がビーム走査速度を可変にしてビーム走査するものである。
【００１０】
また、この発明に係るマイクロバースト検出装置の観測手順設定方法は、空間に電磁波を放射し、かつ大気で反射された電磁波を受信し、受信信号に信号処理を施すことによりドップラ速度を算出するとともに、ドップラ速度の空間分布からマイクロバーストを検出するマイクロバースト検出装置の観測手順を設定する方法であって、駆動部から現在のビーム方位角を読み出す第１のステップと、上記ビーム方位角の方向でかつ観測領域内に存在する点と上記マイクロバースト検出装置の間の距離のうちで最大のもの（最大距離）を抽出する第２のステップと、上記最大距離において結合効率が許容値と等しくなる角速度（最大許容角速度）を算出する第３のステップと、上記現在観測中のビーム方位角に応じて、上記最大許容角速度を超えない角速度を実際に用いる角速度として設定し、上記第１のステップへ戻る第４のステップとを含むものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明のマイクロバースト検出装置によれば、空間に電磁波を放射し、かつ大気で反射された電磁波を受信する放射部と、送信波を生成して上記放射部へ出力し、かつ該波放射部で受信した反射波を入力して増幅および周波数変換を行う送受信部と、上記送受信部から出力された受信信号に信号処理を施すことによりドップラ速度を算出するとともに、ドップラ速度の空間分布からマイクロバーストを検出する信号処理部と、上記放射部から放射される電磁波の放射方向を走査する駆動部と、上記放射部、送受信部、信号処理部および駆動部の各部を制御および監視する制御部と、観測領域内で現在観測中のビーム方向で最大距離となる点の距離を抽出する最大距離抽出部と、上記最大距離抽出部で抽出された最大距離において、最大距離となる観測領域中の点で結合効率が許容値以内となるように走査速度を設定する角速度設定部とを備え、現在観測中のビーム方向に応じて、上記角速度設定部で設定された角速度に基づいて上記駆動部がビーム走査速度を可変にしてビーム走査するので、観測領域が狭い方向において、観測領域内での結合効率を維持したままビーム走査速度を速くすることにより、観測領域全体を観測するのに必要な時間を短縮できるという効果がある。
【００１２】
また、この発明のマイクロバースト検出装置の観測手順設定方法によれば、空間に電磁波を放射し、かつ大気で反射された電磁波を受信し、受信信号に信号処理を施すことによりドップラ速度を算出するとともに、ドップラ速度の空間分布からマイクロバーストを検出するマイクロバースト検出装置の観測手順を設定する方法であって、駆動部から現在のビーム方位角を読み出す第１のステップと、上記ビーム方位角の方向でかつ観測領域内に存在する点と上記マイクロバースト検出装置の間の距離のうちで最大のもの（最大距離）を抽出する第２のステップと、上記最大距離において結合効率が許容値と等しくなる角速度（最大許容角速度）を算出する第３のステップと、上記現在観測中のビーム方位角に応じて、上記最大許容角速度を超えない角速度を実際に用いる角速度として設定し、上記第１のステップへ戻る第４のステップとを含むので、観測領域内での結合効率を維持したままビーム走査速度を速くすることにより、観測領域全体を観測するのに必要な時間が短縮される観測手順を得ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるマイクロバースト検出装置の構成を示すブロック図である。
図１において、００１は空間に電磁波を放射し、かつ大気で反射された電磁波を受信する放射部、０２は送信波を生成して放射部００１へ出力し、かつ放射部００１で受信した反射波を入力して増幅および周波数変換を行う送受信部、００３は送受信部００２から出力された受信信号に信号処理を施すことによりドップラ速度を算出するとともに、ドップラ速度の空間分布からマイクロバーストを検出する信号処理部、００４は信号処理部００３で検出されたマイクロバーストを表示、記録する表示・記録部、００５は放射部００１から放射される電磁波の放射方向を走査する駆動部、００６は各部を制御および監視する制御部、１０１は電磁波の放射方向を決定するビーム方向設定部である。
【００１５】
次に、動作について説明する。
送受信部００２で生成された電磁波は放射部００１から大気中へ放射される。大気で反射された電磁波は放射部００１で受信され、送受信部００２で受信した反射波を入力して増幅および周波数変換して信号処理部００３に出力し、信号処理部００３でドップラ速度が算出されるとともに、ドップラ速度の空間分布からマイクロバーストを検出する。表示・記録部００４では、駆動部００５は放射部００１を駆動することにより、放射される電磁波のビームを走査する。制御部００６では、マイクロバースト検出装置の各部分を制御および監視している。ビーム方向設定部１０１では、監視対象となるマイクロバーストの最小直径と監視領域とから、ビーム方向を離散的に設定する。
【００１６】
ここで、この発明における監視領域と観測領域の定義を説明する。図１３は滑走路と監視領域の関係を示す。この図において、９０１は滑走路、９０２は監視領域である。この発明では、監視領域として、この領域内に位置するマイクロバーストが発生した場合に、マイクロバースト検出装置の検出対象とする。通常、監視領域としては、滑走路を含む１海里の幅を持ち、滑走路の両端から２海里ないし３海里延長した長さを持つ領域を監視領域とする。
【００１７】
マイクロバーストはある大きさを持つため、監視領域内に位置するという定義はいく通りかで行うことができる。例えば、図１４では、監視領域内に接するようにマイクロバーストが存在する場合にも、監視領域内にマイクロバーストが位置すると定義している例である。この図で９０４aから９０４dは監視領域に接するマイクロバーストである。監視対象となったマイクロバーストは、その大きさを計測するためにも、マイクロバースト領域の全てで風速計測を行うことが望ましいため、９０３のような観測領域で風速計測を行うことになる。
【００１８】
図１５では、別の方法で観測領域を定義した例である。この図では、マイクロバーストの中心が監視領域内に存在する場合にそのマイクロバーストを監視対象とするとしている。この図で９０５aから９０５dは監視領域境界に中心を持つマイクロバーストである。この場合、観測領域９０３は図１４より狭くなる。
【００１９】
このように、観測領域の定義は複数とおり考えられるが、この発明では観測領域の定義方法については特に限定はしない。ただし、共通して言えることとしては、観測領域は監視領域と同じあるいはより広い領域となることである。
【００２０】
マイクロバーストの監視では、単にマイクロバーストの存在を検出するだけでなく、マイクロバーストの空間的な大きさ、すなわち直径を計測することも必要である。そのため、マイクロバーストの領域を複数のビーム方向で観測できるように、ビーム方向の設定を行う。
【００２１】
ビーム方向設定部１０１でのビーム方向設定の手順として、例えば図２のようなフローを用いることが考えられる。
まず、ステップｓｔ００１では、初期ビーム方向を設定し、続いてステップｓｔ００２ではインコヒーレント積分時間だけビームを初期ビーム方向に固定して観測する。以降も観測を継続する場合には、ステップｓｔ００３を経てステップｓｔ００４へ移る。
【００２２】
ステップｓｔ００４では、監視領域の境界に位置し、かつ現在のビーム方向を表す線分上に中心を持ち、かつ監視対象とする最小直径を持つマイクロバーストを仮想的に配置する。ステップｓｔ００５では、配置した仮想マイクロバーストの領域を表す円への接線をマイクロバースト検出装置の位置から引き、その線分の表す方向を次の観測方向のビーム方向に設定する。その後、ステップｓｔ００２へと戻る。ステップｓｔ００２では、ステップｓｔ００５で設定されたビーム方向にビームを固定して、インコヒーレント積分時間だけ観測を行う。後はステップｓｔ００２からステップｓｔ００５までのループを繰り返すことにより、方位角全周分あるいは予め設定した方位角範囲の観測が行われる。
【００２３】
このようにしてビーム方向を設定すると、最小直径を持つ仮想マイクロバーストの中心をはさんだ両側で、少なくとも１本ずつのビーム方向をマイクロバースト内部に通すことが可能となる。
インコヒーレント積分時間としては、想定する最大距離において、大気エコーの検出を所定の性能で行うために必要な数のインコヒーレント積分が行えるような値を固定値として用いる。
【００２４】
このようにして、本実施の形態では、それぞれのビーム方向ではビームを固定して観測を行うため、観測中に受信光の結合効率が劣化することはなく、かつ観測方向を離散的な方向に限定しているため、観測時間を短くすることが可能となる。
【００２５】
なお、図１のマイクロバースト検出装置では、図２の手順を用いて観測中に離散的なビーム方向を決定していたが、図２の手順を観測開始前に擬似的に実行することにより、観測に用いるビーム方向を予め決めておくことも考えられる。図３はそのようなマイクロバースト検出装置の構成を示す図である。この図において、１０２は観測するビーム方向を予め保持しておくビーム方向保持部である。その他の構成は、図１の場合と同様である。
【００２６】
ビーム方向保持部１０２では、図２の手順を予め擬似的に実行して得られたビーム方向が保持されており、このビーム方向の情報は制御部００６を経由して駆動部００５に伝達され、それに基づいて駆動部がビーム走査を行う。その結果、図１と同じ効果を得ることができる。
【００２７】
なお、この発明では、ウィンドシアとしてマイクロバーストのみを考慮して、ビーム走査をはじめとする観測手順の設定を行っている。これは、マイクロバーストが面積３平方キロメートルという狭い空間領域で発生するために、他の種類のウィンドシアと比べて、小さな空間スケールの対象を検出するための観測手順が必要なためである。したがって、マイクロバーストを想定した観測を行えば、シアラインなど他のウィンドシアを検出するのにも特に問題は生じない。
【００２８】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、ビーム方向を離散的に設定することにより、結合効率を低下させることなく、短時間で全体の観測を可能にしたものであるが、本実施の形態では、観測方向によってインコヒーレント積分時間を調整することにより、さらに観測時間を短縮することを考える。
【００２９】
図４は、この発明の実施の形態２によるマイクロバースト検出装置の構成を示すブロック図である。なお、図４において、図１と対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
図４において、１０３は観測領域内で現在観測中のビーム方向で最大距離となる点の距離を抽出する最大距離抽出部、１０４はインコヒーレント積分数を設定するインコヒーレント積分数設定部である。
【００３０】
次に、動作について説明する。
ビーム方向設定部１０１によってビーム方向を設定し、駆動部００５により離散的に走査を行う点までは、前述の実施の形態１と同じである。新たに加わった最大距離抽出部１０３とインコヒーレント積分数設定部１０４により、観測方向毎にインコヒーレント積分数を設定する。図１４または図１５のような観測領域を想定し、マイクロバースト検出装置を滑走路の真ん中付近に置いたとする。滑走路に平行な方向を計測する場合には、観測領域内での最大距離は大きくなる。しかし、滑走路と垂直な方向については、最大距離はそれほど大きくならない。そこで、滑走路と垂直な方向については、インコヒーレント積分数を小さくすることが可能となり、その結果、観測時間をさらに短縮できるという効果がある。
【００３１】
ビーム方向設定部１０１、最大距離抽出部１０３、インコヒーレント積分数設定部１０４での観測手順とは、例えば図５のようなフローが考えられる。
この図において、ステップｓｔ００１からステップｓｔ００５までのフローは図２と同じである。
ステップｓｔ００６では、次の観測のビーム方向でかつ観測領域に含まれる点とマイクロバースト検出装置との間の距離の最大値（最大距離）を抽出する。ステップｓｔ００７では、最大距離において所定の検出性能を得るのに必要な最小インコヒーレント積分数を算出する。ステップｓｔ００８では、最小インコヒーレント積分数以上のインコヒーレント積分が可能となる時間をインコヒーレント積分時間として設定する。
このようにして、本実施の形態では、観測方向によってインコヒーレント積分時間を調整することにより、さらに観測時間を短縮することができる。
【００３２】
なお、図４のマイクロバースト検出装置では、図５の手順を用いて観測中に離散的なビーム方向とインコヒーレント積分時間を決定していたが、図５の手順を観測開始前に擬似的に実行することにより、観測に用いるビーム方向を予め決めておくことも考えられる。図６はそのようなマイクロバースト検出装置の構成を示す図である。この図において、１０５はインコヒーレント積分数をビーム方向毎に予め保持しているインコヒーレント積分数保持部である。その他の構成は、図３の場合と同様である。
【００３３】
ビーム方向保持部１０２では、図５の手順を予め擬似的に実行して得られたビーム方向が保持されており、このビーム方向の情報は制御部００６を経由して駆動部００５に伝達され、それに基づいて駆動部がビーム走査を行う。また、インコヒーレント積分数保持部１０５は、図５の手順を予め擬似的に実行して得られたインコヒーレント積分数が保持されており、このインコヒーレント積分数が制御部００６を経由して信号処理部に伝達される。その結果、図４と同じ効果を得ることができる。
【００３４】
実施の形態３．
以上の実施の形態では、複数の離散的に設定されるビーム方向について、ビームを固定して観測するのであるが、本実施の形態は、可変角速度でビームを連続的に変更することにより観測時間短縮の効果を得るものである。
図７は、この発明の実施の形態３によるマイクロバースト検出装置の構成を示す図である。なお、図７において、図１と対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
図７において、２０１は観測領域内で現在観測中のビーム方向で最大距離となる点の距離を抽出する最大距離抽出部、２０２は最大距離抽出部２０１で抽出された最大距離において、最大距離となる観測領域中の点で結合効率が許容値以内となるように走査速度を設定する角速度設定部である。
【００３５】
次に、動作について説明する。
放射部００１から制御部００６までの基本的な機能は前述と同様であり、それと異なる内容だけ、ここでは特に説明する。
最大距離抽出部２０１では、駆動部００５から現在のビーム方向を制御部００６を経由して読み出す。そして、その方向に存在し、かつ観測領域に含まれる点とマイクロバースト検出装置の位置との間の距離の最大値、すなわち最大距離を抽出する。角速度設定部２０２では、最大距離において、予め設定した結合効率の許容値を超えない角速度を設定し、制御部００６を経由して駆動部００５へと渡される。
【００３６】
最大距離抽出部２０１および角速度設定部２０２での観測手順とは、例えば図８のようなフローが考えられる。この図において、ステップｓｔ２０１では観測継続中かどうかを確認し、継続であればステップｓｔ２０２へ移る。ステップｓｔ２０２では、観測諸元が変更可能であるかどうかを確認する。例えば、インコヒーレント積分実行中は観測諸元を変更しないということを予め決めている場合には、インコヒーレント積分が終了した時点でステップｓｔ２０３へ移る。
【００３７】
ステップｓｔ２０３では、駆動部００５から現在のビームの方位角を読み出す。ステップｓｔ２０４では、現在のビームの方向で、観測領域内の点でレーダから距離が最大となる場合の距離（最大距離）を抽出する。
ステップｓｔ２０５では、最大距離において結合効率が許容値と等しくなる角速度（最大許容角速度）を算出する。ステップｓｔ２０６では、最大許容角速度を超えない角速度を実際に用いる角速度として設定し、ステップｓｔ２０１以降の観測手順を繰り返す。
【００３８】
このようにして、本実施の形態では、観測領域が狭い方向、具体的には滑走路と垂直な方向において、観測領域内での結合効率を維持したままビーム走査速度を速くすることにより、観測領域全体を観測するのに必要な時間を短縮できる。
【００３９】
なお、図７のマイクロバースト検出装置では、図８の手順を用いて観測中にビーム走査速度を決定していたが、図８の手順を観測開始前に擬似的に実行することにより、観測に用いるビーム走査速度を予め決めておくことも考えられる。図９はそのようなマイクロバースト検出装置の構成を示す図である。この図において、２０４は観測時のビーム走査速度を予め保持しておく角速度保持部である。その他の構成は、図３の場合と同様である。
【００４０】
角速度保持部２０４では、図１１の手順を予め擬似的に実行して得られたビーム走査速度が保持されており、このビーム走査速度の情報は制御部００６を経由して駆動部００５に伝達され、それに基づいて駆動部がビーム走査を行う。その結果、図７と同じ効果を得ることができる。
【００４１】
実施の形態４．
前述の実施の形態３では、観測領域が狭い方向において観測距離が短くなるために、その方向でのビーム走査速度を速くすることにより、観測時間を短縮していた。本実施の形態では、ビーム速度を速くすることに加えて、観測距離が短い方向においてインコヒーレント積分を短くする実施の形態を述べる。
【００４２】
図１０は、この発明の実施の形態４によるマイクロバースト検出装置の構成を示す図である。なお、図１０において、図７と対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
図１０において、２０３は最大距離の点において所定の検出性能を得るのに必要な以上のインコヒーレント積分数を設定するインコヒーレント積分数設定部である。
【００４３】
次に、動作について説明する。
最大距離抽出部２０１が、駆動部００５から現在のビーム方向の値を制御部００６を介して入力し、最大距離を抽出する部分は前述の図７の動作と同じである。図１０では、抽出された最大距離は、角速度設定部２０２だけでなくインコヒーレント積分数設定部２０３にも出力される。観測対象までの距離が短くなるほど、同じ検出性能を得るのに必要となるインコヒーレント積分数は少なくなる。そこで、最大距離に応じて必要なインコヒーレント積分数をインコヒーレント積分数設定部２０３で設定する。設定されたインコヒーレント積分数は制御部２０６を介して、信号処理部００３へと転送され、実際の信号処理に反映される。
【００４４】
最大距離抽出部２０１、角速度設定部２０２、インコヒーレント積分数設定部２０３での観測手順とは、例えば図１１のようなフローが考えられる。この図において、ステップｓｔ２０１からステップｓｔ２０６までのフローは図８と同じである。ステップｓｔ２０７では、インコヒーレント積分数設定部２０３が、最大距離抽出部２０１で得られた最大距離において許容検出性能を得るのに必要なインコヒーレント積分数（必要インコヒーレント積分数）を算出する。
さらにステップｓｔ２０８において、必要インコヒーレント積分数以上のインコヒーレント積分数を設定し、制御部００６を介して信号処理部００３でのインコヒーレント積分数の設定を変更し、以後の観測に反映させる。
【００４５】
このようにして、本実施の形態では、上記実施の形態３の効果に加えて、走査速度の大きくなる観測方向、すなわち最大距離の短くなる観測方向において、インコヒーレント積分時間が短くなるため、走査速度が大きくなってもインコヒーレント積分後のドップラ速度空間分布データの方位角方向の分解能が低下しないという効果がある。
【００４６】
なお、図１０のマイクロバースト検出装置では、図１１の手順を用いて観測中に離散的なビーム方向を決定していたが、図１１の手順を観測開始前に擬似的に実行することにより、観測に用いるビーム方向を予め決めておくことも考えられる。図１２はそのようなマイクロバースト検出装置の構成を示す図である。この図において、２０５はインコヒーレント積分数をビーム方向毎に予め保持しているインコヒーレント積分数保持部である。その他の構成は、図９の場合と同様である。
【００４７】
角速度保持部２０４では、図１１の手順を予め擬似的に実行して得られたビーム走査速度が保持されており、このビーム走査速度の情報は制御部００６を経由して駆動部００５に伝達され、それに基づいて駆動部００５がビーム走査を行う。また、インコヒーレント積分数保持部２０５は、図１１の手順を予め擬似的に実行して得られたインコヒーレント積分数が保持されており、このインコヒーレント積分数が制御部００６を経由して信号処理部００３に伝達される。その結果、図７と同じ効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の実施の形態１によるマイクロバースト検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１における観測手順設定方法の流れを示すフロー図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるマイクロバースト検出装置の別の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるマイクロバースト検出装置の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態２における観測手順設定方法の流れを示すフロー図である。
【図６】この発明の実施の形態２によるマイクロバースト検出装置の別の構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態３によるマイクロバースト検出装置の構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態３における観測手順設定方法の流れを示すフロー図である。
【図９】この発明の実施の形態３によるマイクロバースト検出装置の別の構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態４によるマイクロバースト検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態４における観測手順設定方法の流れを示すフロー図である。
【図１２】この発明の実施の形態４によるマイクロバースト検出装置の別の構成を示すブロック図である。
【図１３】この発明における滑走路と監視領域の関係を示す図である。
【図１４】この発明における監視領域に一部領域でも含まれるマイクロバーストを監視対象とする場合の観測領域を示す図である。
【図１５】この発明における監視領域内に中心を持つマイクロバーストを監視対象とする場合の観測領域を示す図である。
【図１６】従来のマイクロバースト検出装置の典型的な構成を示すブロック図である。
【図１７】光波レーダにおけるビーム走査速度の結合効率に対する影響を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
００１  放射部、００２  送受信部、００３  信号処理部、００４  表示・記録部、００５  駆動部、００６制御部、１０１  ビーム方向設定部、１０２  ビーム方向保持部、１０３、２０１  最大距離抽出部、１０４、２０３  インコヒーレント積分数設定部、１０５、２０５  インコヒーレント積分数保持部、２０２  角速度設定部、２０４  角速度保持部。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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