JPH0334565B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0334565B2 JPH0334565B2 JP58201411A JP20141183A JPH0334565B2 JP H0334565 B2 JPH0334565 B2 JP H0334565B2 JP 58201411 A JP58201411 A JP 58201411A JP 20141183 A JP20141183 A JP 20141183A JP H0334565 B2 JPH0334565 B2 JP H0334565B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wave
- radar
- distance
- echo
- signal
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、航行中の船舶等から波浪の波頭の高
さを直接に測定する装置に関する。
さを直接に測定する装置に関する。
従来、洋上等で使用する波高計は、波浪の伝ぱ
ん方向における圧力差を検出する方法、ブイ等に
加速計を搭載してその出力を積分することによ
り、上，下の変動する高さを求める方法等があ
り、これらが洋上での波高を測定する方法であつ
た。
ん方向における圧力差を検出する方法、ブイ等に
加速計を搭載してその出力を積分することによ
り、上，下の変動する高さを求める方法等があ
り、これらが洋上での波高を測定する方法であつ
た。
また、他の方法として超音波距離計や圧力計を
海岸近効の海底に設置して波高を測定する方法が
あるが、これらは、いずれも航行中の船舶からの
測定ができない方法であつた。
海岸近効の海底に設置して波高を測定する方法が
あるが、これらは、いずれも航行中の船舶からの
測定ができない方法であつた。
なお、これまで研究的には電波高度計を用い、
航行中の船舶直下の海面までの距離を測定すると
ともに、船舶にきわめて精度のよい加速計を搭載
して、その出力を積分する動揺計により船舶の
上，下変動量を算出し、前記電波高度計の測定値
との差から波頭の高さを算出する方法もあるが、
測定精度は上記動揺計の精度に左右される。
航行中の船舶直下の海面までの距離を測定すると
ともに、船舶にきわめて精度のよい加速計を搭載
して、その出力を積分する動揺計により船舶の
上，下変動量を算出し、前記電波高度計の測定値
との差から波頭の高さを算出する方法もあるが、
測定精度は上記動揺計の精度に左右される。
本発明はこのような点に鑑み、航行中の船舶に
おいて備えられた既存のレーダを用い、そのレー
ダアンテナの高さと、波浪の波長とを既知情報と
し、距離に対して波浪の波長により該レーダ信号
に周期性が発生することを利用し、レーダアンテ
ナから見て波浪の波頭によつて生じる陰の部分が
発生する波浪までの距離の測定から波高を測定す
ることを特徴とするレーダ波高測定装置を提供す
るものである。
おいて備えられた既存のレーダを用い、そのレー
ダアンテナの高さと、波浪の波長とを既知情報と
し、距離に対して波浪の波長により該レーダ信号
に周期性が発生することを利用し、レーダアンテ
ナから見て波浪の波頭によつて生じる陰の部分が
発生する波浪までの距離の測定から波高を測定す
ることを特徴とするレーダ波高測定装置を提供す
るものである。
以下、本発明を一実施例の第１図及びその動作
原理説明の第２図により説明する。
原理説明の第２図により説明する。
第１図は、波高レーダ受信系のブロツク図で、
無線周波部１、中間周波部２、低レベル信号検出
回路３、距離測定回路５、波高計算器７及び波高
値表示器１０で構成される。
無線周波部１、中間周波部２、低レベル信号検出
回路３、距離測定回路５、波高計算器７及び波高
値表示器１０で構成される。
受信動作及び波高値の測定動作はつぎのとおり
である。
である。
第２図に示すレーダ送信部のアンテナ２０から
レーダパルスが洋上（海面）のうねり（波浪）に
放射され、その反射による受信エコーが無線周波
部１により受信され、中間周波部２へ導かれる。
該中間周波部２では、方位ゲート回路２−１に付
属する方位ゲートダイヤル２−２を、レーダ画像
から判断して波浪の到来方向に設定することで方
位ゲート回路２−１は設定された方位のレーダエ
コーのみを出力する。この方位ゲート回路２−１
は２海里以内のレーダエコーを取り出すように
し、この出力は対数特性回路２−３へ導かれ、エ
コーの強さに対する増幅利得を対数特性とし、ダ
イナミツクレンジを拡大させる。前記対数特性回
路２−３の出力を距離利得補正回路２−４へ導
く。波のうねり（波浪）から反射されるレーダエ
コーは距離に対して周期性になるが、該補正回路
２−４は、このエコー振幅を距離に対して、ほぼ
一定ならしめる利得特性を備えている。ここで、
ほぼ一定振幅となつた中間周波のエコー信号は、
検波回路２−５により、ビデオ信号として、次の
低レベル信号検出回路３へ導かれる。
レーダパルスが洋上（海面）のうねり（波浪）に
放射され、その反射による受信エコーが無線周波
部１により受信され、中間周波部２へ導かれる。
該中間周波部２では、方位ゲート回路２−１に付
属する方位ゲートダイヤル２−２を、レーダ画像
から判断して波浪の到来方向に設定することで方
位ゲート回路２−１は設定された方位のレーダエ
コーのみを出力する。この方位ゲート回路２−１
は２海里以内のレーダエコーを取り出すように
し、この出力は対数特性回路２−３へ導かれ、エ
コーの強さに対する増幅利得を対数特性とし、ダ
イナミツクレンジを拡大させる。前記対数特性回
路２−３の出力を距離利得補正回路２−４へ導
く。波のうねり（波浪）から反射されるレーダエ
コーは距離に対して周期性になるが、該補正回路
２−４は、このエコー振幅を距離に対して、ほぼ
一定ならしめる利得特性を備えている。ここで、
ほぼ一定振幅となつた中間周波のエコー信号は、
検波回路２−５により、ビデオ信号として、次の
低レベル信号検出回路３へ導かれる。
該低レベル信号検出回路３では、検出しようと
する微弱信号のレベルが、レベル設定ダイヤル３
−１によつて設定される。この設定ダイヤル３−
１は波浪の周期性の中から降雨や、波しぶき等の
状況に対して変化する低レベル部分の信号のみを
取出すことができるように設定するためのもので
ある。低レベル信号検出回路３は設定された微弱
レベル値以下で最初に到来する波浪からのエコー
が検出される。
する微弱信号のレベルが、レベル設定ダイヤル３
−１によつて設定される。この設定ダイヤル３−
１は波浪の周期性の中から降雨や、波しぶき等の
状況に対して変化する低レベル部分の信号のみを
取出すことができるように設定するためのもので
ある。低レベル信号検出回路３は設定された微弱
レベル値以下で最初に到来する波浪からのエコー
が検出される。
波浪観測のレーダにおいては、レーダアンテナ
２０から見て波浪の波頭により陰になる海面が存
在し、受信されるレーダエコー中の微弱信号の部
分が、その陰の部分に相当している。低レベル信
号検出回路３は、検出された該微弱信号からその
信号の到来時間を正確に示すようにパルス状のシ
ヤドウ発生信号４を出力し、距離測定回路５へ導
く。該回路５においては、送信トリガ信号６とシ
ヤドウ発生信号４との間の時間差を測定して距離
測定値信号５−１を波高計算器７へ導く。
２０から見て波浪の波頭により陰になる海面が存
在し、受信されるレーダエコー中の微弱信号の部
分が、その陰の部分に相当している。低レベル信
号検出回路３は、検出された該微弱信号からその
信号の到来時間を正確に示すようにパルス状のシ
ヤドウ発生信号４を出力し、距離測定回路５へ導
く。該回路５においては、送信トリガ信号６とシ
ヤドウ発生信号４との間の時間差を測定して距離
測定値信号５−１を波高計算器７へ導く。
波高計算器７には、別途に求めた波浪の波長を
表わす波長計測定値信号８とレーダの送信するパ
ルス幅の半分に相当する距離を表わすレーダパル
ス幅値信号９とが入力される。波高計算器７では
レーダパルス幅値信号９により、シヤドウ発生信
号４へ加わつたパルス幅の半分に相当する時間を
該信号４から差引く。また波高計算器７にはレー
ダアンテナ高設定ダイヤル７−１及び波浪波形関
数選択スイツチ７−２を備え、それぞれアンテナ
の高さ及び使用時の海面の状況に応じて最適と思
われる波浪関数を選択し設定できるようになつて
いる。
表わす波長計測定値信号８とレーダの送信するパ
ルス幅の半分に相当する距離を表わすレーダパル
ス幅値信号９とが入力される。波高計算器７では
レーダパルス幅値信号９により、シヤドウ発生信
号４へ加わつたパルス幅の半分に相当する時間を
該信号４から差引く。また波高計算器７にはレー
ダアンテナ高設定ダイヤル７−１及び波浪波形関
数選択スイツチ７−２を備え、それぞれアンテナ
の高さ及び使用時の海面の状況に応じて最適と思
われる波浪関数を選択し設定できるようになつて
いる。
つぎに波高計算器７の波高測定の動作原理をの
べる。第２図はレーダアンテナ２０からレーダ波
が送信されたときに生じたレーダ波の陰を幾何学
的に説明するための図であり、第２図Ａ及びＢは
同じ波長Ｌであるが、波高がh1＞h2とそれぞれ異
なる例を示している。ここで、波高h1で高い波浪
のときのA1の距離、波高h2で低い波浪のときの
B1の距離を、それぞれ波頭（イ）及び（い）に
よつて陰にならない波浪の限界の距離とする。そ
して、これより遠い波頭（ロ）（ハ）……、（ろ）
（は）……に対しては、斜線で示すように陰が生
ずる。この場合、（イ）あるいは（い），（ロ）あ
るいは（ろ）の間の距離A1，B1，A2，B2におい
て、波頭が進行しているときには、陰の長さの変
化が受信されるエコーの中における微弱信号部分
の時間幅の変化となつて現われる。この微弱なエ
コーの部分において船から見て最初に設定値２１
以下のレベルになつたときの最短距離と、レーダ
アンテナの高さＨと、波浪の波長Ｌとを、波浪の
形を表わす波形関数に対して幾何学的計算を行う
と波高が計算できる。
べる。第２図はレーダアンテナ２０からレーダ波
が送信されたときに生じたレーダ波の陰を幾何学
的に説明するための図であり、第２図Ａ及びＢは
同じ波長Ｌであるが、波高がh1＞h2とそれぞれ異
なる例を示している。ここで、波高h1で高い波浪
のときのA1の距離、波高h2で低い波浪のときの
B1の距離を、それぞれ波頭（イ）及び（い）に
よつて陰にならない波浪の限界の距離とする。そ
して、これより遠い波頭（ロ）（ハ）……、（ろ）
（は）……に対しては、斜線で示すように陰が生
ずる。この場合、（イ）あるいは（い），（ロ）あ
るいは（ろ）の間の距離A1，B1，A2，B2におい
て、波頭が進行しているときには、陰の長さの変
化が受信されるエコーの中における微弱信号部分
の時間幅の変化となつて現われる。この微弱なエ
コーの部分において船から見て最初に設定値２１
以下のレベルになつたときの最短距離と、レーダ
アンテナの高さＨと、波浪の波長Ｌとを、波浪の
形を表わす波形関数に対して幾何学的計算を行う
と波高が計算できる。
波浪関数は正弦波と双曲線関数とを、海面の状
況に応じた数種類の組合わせで、波高計算器７に
内蔵させておき、使用時に海面の状況に応じて最
適と思われる波浪関数を選択スイツチ７−２で選
択する。波高計算器７で計算された波高値は、
次々と到来する波頭ごとに波高値表示器１０に表
示され、波高値を確認できる。
況に応じた数種類の組合わせで、波高計算器７に
内蔵させておき、使用時に海面の状況に応じて最
適と思われる波浪関数を選択スイツチ７−２で選
択する。波高計算器７で計算された波高値は、
次々と到来する波頭ごとに波高値表示器１０に表
示され、波高値を確認できる。
以上説明したように、本発明はレーダから放射
され、波頭から反射されるエコーのつぎに到来す
る微弱なエコーの部分が設定値になつたときの距
離と、レーダアンテナの高さＨと波浪の波長Ｌと
をデータ情報とし、波浪の形を表わす波形関数に
対して幾何学的計算から波高を求め表示するよう
にしたものである。これは航行中の船舶から測定
できる利点があるので船舶の安全航行に有益なも
のとなる。
され、波頭から反射されるエコーのつぎに到来す
る微弱なエコーの部分が設定値になつたときの距
離と、レーダアンテナの高さＨと波浪の波長Ｌと
をデータ情報とし、波浪の形を表わす波形関数に
対して幾何学的計算から波高を求め表示するよう
にしたものである。これは航行中の船舶から測定
できる利点があるので船舶の安全航行に有益なも
のとなる。
第１図は本発明の一実施例である波高レーダ受
信系のブロツク図、第２図は本発明の波高測定原
理を示す図である。 １：無線周波部、２：中間周波部、２−１：方
位ゲート回路、２−２：方位ゲートダイヤル、２
−３：対数特性回路、２−４：距離利得補正回
路、２−５：検波回路、３：低レベル信号検出回
路、３−１：レベル設定ダイヤル、４：シヤドウ
発生信号、５：距離測定回路、６：送信トリガ信
号、７：波高計算器、８：波長計測値信号、９：
レーダパルス幅値信号、１０：波高値表示器、２
０：レーダアンテナ、２１：微弱なエコーに対す
る設定値。
信系のブロツク図、第２図は本発明の波高測定原
理を示す図である。 １：無線周波部、２：中間周波部、２−１：方
位ゲート回路、２−２：方位ゲートダイヤル、２
−３：対数特性回路、２−４：距離利得補正回
路、２−５：検波回路、３：低レベル信号検出回
路、３−１：レベル設定ダイヤル、４：シヤドウ
発生信号、５：距離測定回路、６：送信トリガ信
号、７：波高計算器、８：波長計測値信号、９：
レーダパルス幅値信号、１０：波高値表示器、２
０：レーダアンテナ、２１：微弱なエコーに対す
る設定値。
Claims (1)
- １ 受信したレーダエコー信号の中から設定した
波浪方向と特定距離内のレーダエコー信号のみを
抽出する手段と、抽出したレーダエコー信号を振
幅に対して対数変換し、距離に対してほぼ一定振
幅に補正し、これを検波してエコーのビデオ信号
を得る手段と、設定した微弱レベル値以下で検出
される波浪からのエコーによるビデオ信号の発生
時点を示すシヤドウ発生信号を出力する手段と、
レーダ送信トリガ信号と該シヤドウ発生信号との
間の時間差からシヤドウ発生最短距離を求める手
段と、波浪状況に応じて代表的波浪波形を表現す
る波形関数計算式を記憶しておき波浪の波高を計
算する手段とを備えてレーダアンテナ設置高と別
途求めた波浪の波長と前記シヤドウ発生最短距離
と前記波形関数計算式とを基にして波浪の波高を
算出するようにしたことを特徴とするレーダ波高
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58201411A JPS6093317A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | レ−ダ波高測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58201411A JPS6093317A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | レ−ダ波高測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6093317A JPS6093317A (ja) | 1985-05-25 |
| JPH0334565B2 true JPH0334565B2 (ja) | 1991-05-23 |
Family
ID=16440634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58201411A Granted JPS6093317A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | レ−ダ波高測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6093317A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4719373B2 (ja) * | 2001-04-23 | 2011-07-06 | 次清 平山 | 波高算出装置、波高算出方法及びコンピュータ可読媒体 |
| WO2007142433A1 (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Yeon Engineering Co., Ltd. | Calibration method of significant wave height in radar type wave gauge system |
| JP6785421B2 (ja) * | 2016-01-27 | 2020-11-18 | 国立大学法人千葉大学 | 波浪計測装置及び物標探知装置 |
| CN114814795B (zh) * | 2022-03-02 | 2025-07-08 | 深圳砺剑天眼科技有限公司 | 一种激光雷达大动态范围回波接收方法、系统及激光雷达 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0443324Y2 (ja) * | 1985-11-08 | 1992-10-13 | ||
| JPH0298994A (ja) * | 1988-10-06 | 1990-04-11 | Ibiden Co Ltd | ポリイミド絶縁層上への導体層形成方法 |
| JPH11238595A (ja) * | 1997-11-27 | 1999-08-31 | Toray Ind Inc | 除電装置および除電方法 |
| JP2006176275A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Konica Minolta Photo Imaging Inc | シート剥離装置 |
| JP5195397B2 (ja) * | 2008-12-24 | 2013-05-08 | 大日本印刷株式会社 | 輪転機用除電装置 |
-
1983
- 1983-10-27 JP JP58201411A patent/JPS6093317A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6093317A (ja) | 1985-05-25 |
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