JPH02216487A - 音波レーダ用送受波機 - Google Patents
音波レーダ用送受波機Info
- Publication number
- JPH02216487A JPH02216487A JP1039053A JP3905389A JPH02216487A JP H02216487 A JPH02216487 A JP H02216487A JP 1039053 A JP1039053 A JP 1039053A JP 3905389 A JP3905389 A JP 3905389A JP H02216487 A JPH02216487 A JP H02216487A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inner peripheral
- reflector
- transmitter
- antenna
- pulse wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は音波レーダ用送受波機に関し、詳しくはドツ
プラー効果を利用した音波レーダにおける送受波機のア
ンテナに関するものである。
プラー効果を利用した音波レーダにおける送受波機のア
ンテナに関するものである。
音波レーダは、移動する゛物体に向けて可聴域の純音で
なるパルス波を所定の時間間隔をおいて発射し、その物
体から反射されるパルス波のドツプラー効果による周波
数偏移を検出し、その偏移量に基づき物体の移動速度を
知る装置として従来公知のものである。また、３台の音
波レーダ用送受波機から同一物体に向かって発射角度を
異にしてパルス波を発射する、いわゆるトリモノスタテ
ック方式をとることにより、物体の移動方向を判別する
方法も知られている。
なるパルス波を所定の時間間隔をおいて発射し、その物
体から反射されるパルス波のドツプラー効果による周波
数偏移を検出し、その偏移量に基づき物体の移動速度を
知る装置として従来公知のものである。また、３台の音
波レーダ用送受波機から同一物体に向かって発射角度を
異にしてパルス波を発射する、いわゆるトリモノスタテ
ック方式をとることにより、物体の移動方向を判別する
方法も知られている。
音波レーダは上記のごとき機能を有するものであるから
、大気の屈折率の変動によってパルス波が反射・散乱さ
れることを利用すれば、上空の風速、風向等の気象デー
タを収集することができる。
、大気の屈折率の変動によってパルス波が反射・散乱さ
れることを利用すれば、上空の風速、風向等の気象デー
タを収集することができる。
このため、火力発電所、空゛港、化学プラント等の建設
に伴う環境アセスメントの一環として、地上５０〜１０
００ｍ程度の気象データを長期にわたり収集することが
必要とされる場合に、音波レーダの活用が期待されてい
る。
に伴う環境アセスメントの一環として、地上５０〜１０
００ｍ程度の気象データを長期にわたり収集することが
必要とされる場合に、音波レーダの活用が期待されてい
る。
このような音波レーダにおける従来の送受波機は、パラ
ボラ形リフレクタの開口端にリフレクタと同心状態の円
筒形アンテナを一体に設け、そのアンテナの内周壁を吸
音材により構成すると共に、リフレクタの焦点部分にリ
フレクタに対向したホーンを有する音源を設置した構成
である。
ボラ形リフレクタの開口端にリフレクタと同心状態の円
筒形アンテナを一体に設け、そのアンテナの内周壁を吸
音材により構成すると共に、リフレクタの焦点部分にリ
フレクタに対向したホーンを有する音源を設置した構成
である。
音波レーダに用いるパルス波の周波数は、観測すべき地
上高さが５０〜１０００ｍ程度であることから、可聴域
のものであり、かつ所要のＳハ比を得るため音圧レベル
を高くしている。このようなパルス波は、アンテナ開口
端で回折する性質があり、いわゆる横漏れを生じるため
、周辺環境に騒音被害をもたらす問題がある。
上高さが５０〜１０００ｍ程度であることから、可聴域
のものであり、かつ所要のＳハ比を得るため音圧レベル
を高くしている。このようなパルス波は、アンテナ開口
端で回折する性質があり、いわゆる横漏れを生じるため
、周辺環境に騒音被害をもたらす問題がある。
また、横漏れした音波が周辺の建物の壁等で反射して戻
って来るいわゆる固定反射や、周辺の工場や交通等の雑
音の影響により、Ｓ／Ｎ比が大きくとれない問題がある
。このため、従来の音波レーダでは地上５００ｍぐらい
までしか測定できなかった。
って来るいわゆる固定反射や、周辺の工場や交通等の雑
音の影響により、Ｓ／Ｎ比が大きくとれない問題がある
。このため、従来の音波レーダでは地上５００ｍぐらい
までしか測定できなかった。
そこで、この発明はアンテナの構造に工夫を加えること
により、上記の諸問題を解決し、測定能力を上向させる
ことを目的とする。
により、上記の諸問題を解決し、測定能力を上向させる
ことを目的とする。
（ｉｌｉＪＩを解決するための手段］
上記の問題点を解決するために、この発明は円筒形アン
テナの内周壁面にその開口端側か大径となるフレア角を
付与した構成としたものである。
テナの内周壁面にその開口端側か大径となるフレア角を
付与した構成としたものである。
上記のフレア角は、２度以上が望ましく、その角度の上
限は装置の大形化を抑制する観点から適宜定められる。
限は装置の大形化を抑制する観点から適宜定められる。
第１図及び第２図は音波レーダ用送受波機の実施例であ
る。
る。
送受波機の本体１は、底体２及び胴体３とから成り、全
体として有底円筒形に形成される。底体２及び胴体３は
いずれも内外２重のＦＲＰ製シ上シェル４′の間に硬質
ウレタン５を介在せしめた構造から成る。
体として有底円筒形に形成される。底体２及び胴体３は
いずれも内外２重のＦＲＰ製シ上シェル４′の間に硬質
ウレタン５を介在せしめた構造から成る。
底体２には、単泡ポリエチレンによる内壁６が形成され
、その内壁６の上端面に固定したアングル材７によりパ
ラボラ形リフレクタ８の開口端のつば日を支持する。底
体２は基台１０上に載り、傾動支持枠１１により所要角
度に１頃斜される。リフレクタ８はその底面に３本の支
持脚１２を存し、所要の固定手段１３により底体２に固
定される。
、その内壁６の上端面に固定したアングル材７によりパ
ラボラ形リフレクタ８の開口端のつば日を支持する。底
体２は基台１０上に載り、傾動支持枠１１により所要角
度に１頃斜される。リフレクタ８はその底面に３本の支
持脚１２を存し、所要の固定手段１３により底体２に固
定される。
胴体３の内周面には、軟質ウレタンより成る内壁１４が
形成される。この内壁１４は胴体３の下端、即ちリフレ
クタ８のつば９と対向した部分が所要の厚さで、上端の
開放端で厚さが零になるよう内周面がテーバ状に形成さ
れ、開放端側か広がっている。その場合のフレア角θは
、図示の場合４度である。内壁１４の内周面には一定厚
さの軟質ウレタンによる内貼り１５が施される。この内
貼り１５の内表面は、多数の凹凸が形成され音波の乱反
射による吸音効果を増大せしめている。
形成される。この内壁１４は胴体３の下端、即ちリフレ
クタ８のつば９と対向した部分が所要の厚さで、上端の
開放端で厚さが零になるよう内周面がテーバ状に形成さ
れ、開放端側か広がっている。その場合のフレア角θは
、図示の場合４度である。内壁１４の内周面には一定厚
さの軟質ウレタンによる内貼り１５が施される。この内
貼り１５の内表面は、多数の凹凸が形成され音波の乱反
射による吸音効果を増大せしめている。
上記の胴体３、内壁１４及び内貼り１５が全体として所
要の指向特性をもった円筒形のアンテナを構成する。
要の指向特性をもった円筒形のアンテナを構成する。
また、リフレクタ８の前面には３本のサポート１６によ
り支持された音源１７が設けられる。この音源１７は、
リフレクタ８の焦点に設置され、かつリフレクタ８に対
向したホーン１８及びそのホーン１８に取付けられた変
換器１９により構成される。変換器１９は、パルス波を
発射する場合は、電気信号を所要の音圧レベルをもった
１６００Ｈｚ又は３２００）ｔｚの周波数の音波のパル
ス波に変換し、逆にアンテナで捕捉されたパルス波を電
気信号に変換する。
り支持された音源１７が設けられる。この音源１７は、
リフレクタ８の焦点に設置され、かつリフレクタ８に対
向したホーン１８及びそのホーン１８に取付けられた変
換器１９により構成される。変換器１９は、パルス波を
発射する場合は、電気信号を所要の音圧レベルをもった
１６００Ｈｚ又は３２００）ｔｚの周波数の音波のパル
ス波に変換し、逆にアンテナで捕捉されたパルス波を電
気信号に変換する。
以上の構成でなる送受波機は、第３図に示すように、ト
リモノスタテック方式においては、３台使用され、第１
の送受波機２０を鉛垂上方に向け、第２の送受波機２１
を東西方向に２０度傾け、また第３の送受波機２２を南
北方向に２０度傾けて設置する。
リモノスタテック方式においては、３台使用され、第１
の送受波機２０を鉛垂上方に向け、第２の送受波機２１
を東西方向に２０度傾け、また第３の送受波機２２を南
北方向に２０度傾けて設置する。
各送受波機２０．２１．２２からは、それぞれ独立に１
６００Ｈｚ又は３２００Ｈｚのパルス波が１０秒間隔で
上空に向けて発射される０発射されたパルス波は上空の
逆転層等の散乱体２３により反射され、かつ散乱体２３
の移動速度に応じてトップ°ラー効果に敷る周波数偏移
を受ける。
６００Ｈｚ又は３２００Ｈｚのパルス波が１０秒間隔で
上空に向けて発射される０発射されたパルス波は上空の
逆転層等の散乱体２３により反射され、かつ散乱体２３
の移動速度に応じてトップ°ラー効果に敷る周波数偏移
を受ける。
周波数偏移を受けた反射波は同じ送受波器２０、２１．
２２により受けられ、制御装置２４において解析される
。
２２により受けられ、制御装置２４において解析される
。
上述の送受波器について、以下の実験を行なった０発射
パルス波の周波数は１６００Ｈｚ、リフレクタの直径は
１−８ ｍ ｓ本体の高さは２．７ｍ （アンテナ部分
２．５ｍ）である。
パルス波の周波数は１６００Ｈｚ、リフレクタの直径は
１−８ ｍ ｓ本体の高さは２．７ｍ （アンテナ部分
２．５ｍ）である。
第４図はアンテナの指向特性の一例を示す。
この場合のフレア角θは４度である。
第５図はフレア角θと相対的音圧レベルの関係を示す、
ここに相対的音圧レベルとはメインローブ（天頂方向の
音）の音圧レベルに対するサイドローブ（横漏れ音）の
音圧レベルの差であり、サイドローブの音圧レベルは９
０度〜７０度の範囲に存在するサイドローブのエネルギ
ーの平均値である。
ここに相対的音圧レベルとはメインローブ（天頂方向の
音）の音圧レベルに対するサイドローブ（横漏れ音）の
音圧レベルの差であり、サイドローブの音圧レベルは９
０度〜７０度の範囲に存在するサイドローブのエネルギ
ーの平均値である。
この実験結果によると、フレア角θが２度以上になると
相対的音圧レベルが低下し、ビーム性が良好になる傾向
が見られる。特に、３〜５度及び１０〜１７度の範囲に
おいて良好な結果が得られる。
相対的音圧レベルが低下し、ビーム性が良好になる傾向
が見られる。特に、３〜５度及び１０〜１７度の範囲に
おいて良好な結果が得られる。
第６図から第９図は、発射パルス波の音圧レベルを送受
波機から水平方向に距離を変えて測定したもので実線は
ノーマル型（フレア角０度）、点線はフレア型（フレア
角４度）の場合である。
波機から水平方向に距離を変えて測定したもので実線は
ノーマル型（フレア角０度）、点線はフレア型（フレア
角４度）の場合である。
第６図は送受波機を直立に設置した場合である。
第７図から第９図は２０度傾けて設置した場合であり、
第７図は傾斜方向の正面方向、第８図は同じく直角方向
、第９図は同じく後方において測定したものである。
第７図は傾斜方向の正面方向、第８図は同じく直角方向
、第９図は同じく後方において測定したものである。
これらの実験結果から、フレア型の方が横漏れが少ない
傾向にあることがわかる。
傾向にあることがわかる。
第１０図は、上述の送受波機を用いた音波レーダによる
データ取得率の軽力変化を示すものである。
データ取得率の軽力変化を示すものである。
ある年の３月から８月にわたり上空６００ ｍ〜１００
０ｍの各高度において得られるデータの取得率を集計し
たものである。データ取得率は、Ｓ／Ｎ比が良好である
ほど高い値を示す、この場合、６月途中の時点でノーマ
ル型（フレア角０度）からフレア型（フレア角４度）に
改造している。改造後においてデータ取得率が著しく向
上していることがわかる。
０ｍの各高度において得られるデータの取得率を集計し
たものである。データ取得率は、Ｓ／Ｎ比が良好である
ほど高い値を示す、この場合、６月途中の時点でノーマ
ル型（フレア角０度）からフレア型（フレア角４度）に
改造している。改造後においてデータ取得率が著しく向
上していることがわかる。
以上のように、この発明は、アンテナ内周面にフレア角
を付けたことにより、発射するパルス波のビーム性が改
善され、横漏れが減少する。またＳ／Ｎ比が向上する結
果、データ取得率が向上する。
を付けたことにより、発射するパルス波のビーム性が改
善され、横漏れが減少する。またＳ／Ｎ比が向上する結
果、データ取得率が向上する。
そのため、この発明の送受波機を気象データ収集用の音
波レーダに利用すれば、観測点周辺に及ぼす騒音の問題
及び観測点周辺からの騒音の影響を避けつつ、地上５０
〜１０００ｍ程度の気象データを得ることができる。
波レーダに利用すれば、観測点周辺に及ぼす騒音の問題
及び観測点周辺からの騒音の影響を避けつつ、地上５０
〜１０００ｍ程度の気象データを得ることができる。
第１図は実施例の断面図、第２図はその一部拡大断面図
、第３図は使用の一例を示す説明図、第４図はアンテナ
の指向特性図、第５図はフレア角と相対的音圧レベルの
関係を示すグラフ、第６図から第９図は距離と音圧レベ
ルの関係を示すグラフ、第１０図はデータ取得率の軽力
変化を示すグラフである。 １・・・・・・本体、 ３・・・・・・胴体、 ８・・・・・・リフレクタ、 ２・・・・・・底体、 ６・・・・・・内壁、 １０・・・・・・基台、 １４・・・・・・内壁、 １７・・・・・・音源。 １５・・・・・・内貼り、
、第３図は使用の一例を示す説明図、第４図はアンテナ
の指向特性図、第５図はフレア角と相対的音圧レベルの
関係を示すグラフ、第６図から第９図は距離と音圧レベ
ルの関係を示すグラフ、第１０図はデータ取得率の軽力
変化を示すグラフである。 １・・・・・・本体、 ３・・・・・・胴体、 ８・・・・・・リフレクタ、 ２・・・・・・底体、 ６・・・・・・内壁、 １０・・・・・・基台、 １４・・・・・・内壁、 １７・・・・・・音源。 １５・・・・・・内貼り、
Claims (2)
- （１）パラボラ形リフレクタの開口端にリフレクタと同
心状態の円筒形アンテナを一体に設け、そのアンテナの
内周壁を吸音材により構成すると共にリフレクタの焦点
部分にリフレクタに対向したホーンを有する音源を設置
してなる音波レーダ用送受波機において、上記アンテナ
の内周壁面にその開口端側が大径となるフレア角を付与
したことを特徴とする音波レーダ用送受波機。 - （２）フレア角を２度以上に設定したことを特徴とする
請求項１記載の音波レーダ用送受波機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1039053A JPH02216487A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 音波レーダ用送受波機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1039053A JPH02216487A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 音波レーダ用送受波機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02216487A true JPH02216487A (ja) | 1990-08-29 |
Family
ID=12542389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1039053A Pending JPH02216487A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 音波レーダ用送受波機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02216487A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107209263A (zh) * | 2014-11-06 | 2017-09-26 | 温德比克私人有限公司 | 用于探测大气的改进的装置和方法 |
| CN110617404A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-27 | 安徽理工大学 | 一种基于声波频移反演的燃气管道泄漏点定位方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63313998A (ja) * | 1987-06-16 | 1988-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スピ−カシステム |
| JPS646577B2 (ja) * | 1980-12-10 | 1989-02-03 | Nippon Electric Co |
-
1989
- 1989-02-17 JP JP1039053A patent/JPH02216487A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS646577B2 (ja) * | 1980-12-10 | 1989-02-03 | Nippon Electric Co | |
| JPS63313998A (ja) * | 1987-06-16 | 1988-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スピ−カシステム |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107209263A (zh) * | 2014-11-06 | 2017-09-26 | 温德比克私人有限公司 | 用于探测大气的改进的装置和方法 |
| JP2018501467A (ja) * | 2014-11-06 | 2018-01-18 | ウインドビッドコ ピーティーワイ エルティーデーＷｉｎｄｂｉｄｃｏ Ｐｔｙ Ｌｔｄ | 大気を観測するための改善された装置及び方法 |
| US10444352B2 (en) | 2014-11-06 | 2019-10-15 | Windbidco Pty Ltd | Apparatus for sounding the atmosphere and method |
| CN107209263B (zh) * | 2014-11-06 | 2020-10-16 | 温德比克私人有限公司 | 用于探测大气的改进的装置和方法 |
| CN110617404A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-27 | 安徽理工大学 | 一种基于声波频移反演的燃气管道泄漏点定位方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8456955B2 (en) | Housings for phased array monostatic sodar systems | |
| US20200271505A1 (en) | Velocity Sensor with Parabolic Reflector | |
| US4351188A (en) | Method and apparatus for remote measurement of wind direction and speed in the atmosphere | |
| US20060098533A1 (en) | Method and apparatus for echolocation | |
| Hall Jr et al. | Acoustic antennas for atmospheric echo sounding | |
| Kumar et al. | Design and development of sodar antenna structure | |
| US8004935B2 (en) | Sodar housing with non-woven fabric lining for sound absorption | |
| JPH02216487A (ja) | 音波レーダ用送受波機 | |
| JP2018501467A (ja) | 大気を観測するための改善された装置及び方法 | |
| Vogt et al. | Test of a phased array sodar by intercomparison with tower data | |
| AU2008260266B2 (en) | Housings for phased array monostatic sodar systems | |
| US20130100773A1 (en) | Wide-area wind velocity profiler | |
| RU2168818C1 (ru) | Комбинированная радио-и акустическая антенна | |
| JPS5836752B2 (ja) | 音波探査方法 | |
| JPS5829845B2 (ja) | レ−ザ−光による波高測定方式 | |
| JPH0990034A (ja) | 風速測定用ドップラー測定装置 | |
| US20220065894A1 (en) | Method for improving performance of a sodar system | |
| RU835234C (ru) | Акустический способ измерени скорости ветра | |
| JPH0627809B2 (ja) | ラスレーダ装置 | |
| CN121208835A (zh) | 一种利用低频垂直相控发射阵和垂直接收阵的深海收发分置主动探测方法 | |
| JPS62272603A (ja) | レ−ダ偽像防止用構造体 | |
| Beran et al. | Acoustic Doppler Wind Measuring System | |
| Barger | Measurement of Axially Symmetric Directivity Patterns near a Rough Surface | |
| Carsey et al. | A Retro‐Reflection Calibration of Acoustic Antennas | |
| Watters | Steady‐State Transducer Calibration in a Reverberant Water Tank |