JPH0989917A - フェーズドアレイ・ドップラーソーダー - Google Patents
フェーズドアレイ・ドップラーソーダーInfo
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- JPH0989917A JPH0989917A JP27199095A JP27199095A JPH0989917A JP H0989917 A JPH0989917 A JP H0989917A JP 27199095 A JP27199095 A JP 27199095A JP 27199095 A JP27199095 A JP 27199095A JP H0989917 A JPH0989917 A JP H0989917A
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- doppler
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の５ビーム法よりも音響源を増やしなが
ら面積を増やすと共にシステム全体の小型化を図りなが
らビームの指向性の向上、すなわちサイドローブを抑制
することのできるフェーズドアレイ・ドップラーソーダ
ーを提供すること。 【解決手段】 フェーズドアレイ・アンテナの音響変換
素子を１６×１６の方形配列とし、この方形配列の各角
部を略三角形状として総数２１６個のトランスデューサ
素子で構成するようにして、いずれの方位断面でみても
対称的なビームを形成することができると共にサイドロ
ーブを抑制しＳ／Ｎ比を向上させることができる。
ら面積を増やすと共にシステム全体の小型化を図りなが
らビームの指向性の向上、すなわちサイドローブを抑制
することのできるフェーズドアレイ・ドップラーソーダ
ーを提供すること。 【解決手段】 フェーズドアレイ・アンテナの音響変換
素子を１６×１６の方形配列とし、この方形配列の各角
部を略三角形状として総数２１６個のトランスデューサ
素子で構成するようにして、いずれの方位断面でみても
対称的なビームを形成することができると共にサイドロ
ーブを抑制しＳ／Ｎ比を向上させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大気拡散の調査な
どを目的として上空の風向や風速を測定するのに利用さ
れる風速測定用ドップラー探査装置に関し、特に上空の
風向風速を地上からリモートセンシングするフェーズド
アレイ型ドップラーソーダーのサイドローブを抑制する
ことのできるフェーズドアレイ・ドップラーソーダーに
関する。
どを目的として上空の風向や風速を測定するのに利用さ
れる風速測定用ドップラー探査装置に関し、特に上空の
風向風速を地上からリモートセンシングするフェーズド
アレイ型ドップラーソーダーのサイドローブを抑制する
ことのできるフェーズドアレイ・ドップラーソーダーに
関する。
【０００２】
【従来の技術】風速測定用のドップラー探査装置は、音
波を上空の大気中に向けて放射し、気温躍層や気温変動
領域に起因する密度の不連続や揺らぎなど大気の音響特
性の不連続又は変動箇所で発生する微弱な反射波を受信
する。この受信された反射波に含まれる周波数のドップ
ラーシフト量からこの反射波を生じさせた密度変動領域
の移動速度、すなわちその箇所の風速・風向を検出す
る。
波を上空の大気中に向けて放射し、気温躍層や気温変動
領域に起因する密度の不連続や揺らぎなど大気の音響特
性の不連続又は変動箇所で発生する微弱な反射波を受信
する。この受信された反射波に含まれる周波数のドップ
ラーシフト量からこの反射波を生じさせた密度変動領域
の移動速度、すなわちその箇所の風速・風向を検出す
る。
【０００３】図７には、従来の５ビーム法によるフェー
ズドアレイ・ドップラーソーダーが示されている。図７
に示す従来の装置では、５×５＝２５個のトランスデュ
ーサ素子がＸ−Ｙ平面内にアレイ状、すなわち方形配列
されてなり、各トランスデューサ素子が東西南北の４方
向に所定量の位相差をもって励振される。各励振方向に
位相面が揃った４本の超音波ビームがＸ−Ｙ平面に立て
た法線（天頂方向）と所定のチルト角θをなす方向に順
次放射される。位相差を持たせない状態では、Ｘ−Ｙ平
面に立てた法線の方向、紙面に垂直方向に超音波ビーム
が放射される。
ズドアレイ・ドップラーソーダーが示されている。図７
に示す従来の装置では、５×５＝２５個のトランスデュ
ーサ素子がＸ−Ｙ平面内にアレイ状、すなわち方形配列
されてなり、各トランスデューサ素子が東西南北の４方
向に所定量の位相差をもって励振される。各励振方向に
位相面が揃った４本の超音波ビームがＸ−Ｙ平面に立て
た法線（天頂方向）と所定のチルト角θをなす方向に順
次放射される。位相差を持たせない状態では、Ｘ−Ｙ平
面に立てた法線の方向、紙面に垂直方向に超音波ビーム
が放射される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の５ビーム法にお
いても上空の風速・風向を比較的高精度に検出すること
ができるが、風速の乱流量（２次モーメント）などを検
出する必要性やシステム全体の小型化並びにビームの指
向性の向上を図る必要がある。また、システムとしては
音響源となる音響変換素子の数を増やして面積を増やす
と共にメインローブとサイドローブの識別をいかに図る
かということが重要な問題である。
いても上空の風速・風向を比較的高精度に検出すること
ができるが、風速の乱流量（２次モーメント）などを検
出する必要性やシステム全体の小型化並びにビームの指
向性の向上を図る必要がある。また、システムとしては
音響源となる音響変換素子の数を増やして面積を増やす
と共にメインローブとサイドローブの識別をいかに図る
かということが重要な問題である。
【０００５】そこで、本発明は従来の５ビーム法よりも
音響源を増やしながら面積を増やすと共にシステム全体
の小型化を図りながらビームの指向性の向上、すなわち
サイドローブを抑制することのできるフェーズドアレイ
・ドップラーソーダーを提供することを目的とするもの
である。
音響源を増やしながら面積を増やすと共にシステム全体
の小型化を図りながらビームの指向性の向上、すなわち
サイドローブを抑制することのできるフェーズドアレイ
・ドップラーソーダーを提供することを目的とするもの
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るフェーズド
アレイ・ドップラーソーダーは、大気中に音波を放射
し、その反射信号を受信して周波数のドップラーシフト
量から上空の風速成分とその標準偏差を測定するフェー
ズドアレイ・ドップラーソーダーにおいて、フェーズド
アレイ・アンテナを方形配列とし、該方形配列の各角部
のアンテナを所定個ずつ減らして構成したものである。
アレイ・ドップラーソーダーは、大気中に音波を放射
し、その反射信号を受信して周波数のドップラーシフト
量から上空の風速成分とその標準偏差を測定するフェー
ズドアレイ・ドップラーソーダーにおいて、フェーズド
アレイ・アンテナを方形配列とし、該方形配列の各角部
のアンテナを所定個ずつ減らして構成したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は、大気中に音波を放射
し、その反射信号を受信して周波数のドップラーシフト
量から上空の風速成分とその標準偏差を測定するフェー
ズドアレイ・ドップラーソーダーにおいて、フェーズド
アレイ・アンテナを方形配列とし、該方形配列の各角部
のアンテナを所定個ずつ減らして構成したものである。
このようにすることによりフェーズドアレイ・アンテナ
を方形配列とし、該方形配列の各角部のアンテナを所定
個ずつ減らして構成するようにしたので、いずれの方位
断面でみても対称的なビームを形成することができる。
また、フェーズドアレイ・アンテナの送受信を方形配列
の中心出力及び感度が大きくなるように制御するように
しているので、サイドローブを抑制しＳ／Ｎ比を一層向
上させることができる。
し、その反射信号を受信して周波数のドップラーシフト
量から上空の風速成分とその標準偏差を測定するフェー
ズドアレイ・ドップラーソーダーにおいて、フェーズド
アレイ・アンテナを方形配列とし、該方形配列の各角部
のアンテナを所定個ずつ減らして構成したものである。
このようにすることによりフェーズドアレイ・アンテナ
を方形配列とし、該方形配列の各角部のアンテナを所定
個ずつ減らして構成するようにしたので、いずれの方位
断面でみても対称的なビームを形成することができる。
また、フェーズドアレイ・アンテナの送受信を方形配列
の中心出力及び感度が大きくなるように制御するように
しているので、サイドローブを抑制しＳ／Ｎ比を一層向
上させることができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。図１は、本発明に係るフェーズドアレイ
・ドップラーソーダーのシステム全体の構成を示す図で
ある。
つつ説明する。図１は、本発明に係るフェーズドアレイ
・ドップラーソーダーのシステム全体の構成を示す図で
ある。
【０００９】図１に示す１はコントローラ、２は送受信
回路、３はフェーズドアレイ・アンテナである。コント
ローラ１は、演算制御手段としてのＣＰＵ４、記憶手段
としてのＲＯＭ／ＲＡＭ５、デバイス入出力回路（Ｄ
Ｉ／Ｏ）６、Ａ／Ｄ変換回路７、入力インターフェース
回路８、及び出力インターフェース回路９で構成されて
いる。送受信回路２は、パワーアンプ１０、コントロー
ルロジック回路１１、送受信切替スイッチ１２、プリア
ンプ１３、ミキサー１４、バンドパスフィルタ１５、可
変利得増幅器１６及び検波器１７で構成されている。
回路、３はフェーズドアレイ・アンテナである。コント
ローラ１は、演算制御手段としてのＣＰＵ４、記憶手段
としてのＲＯＭ／ＲＡＭ５、デバイス入出力回路（Ｄ
Ｉ／Ｏ）６、Ａ／Ｄ変換回路７、入力インターフェース
回路８、及び出力インターフェース回路９で構成されて
いる。送受信回路２は、パワーアンプ１０、コントロー
ルロジック回路１１、送受信切替スイッチ１２、プリア
ンプ１３、ミキサー１４、バンドパスフィルタ１５、可
変利得増幅器１６及び検波器１７で構成されている。
【００１０】まず、送受信切替スイッチ１２は、１６列
の送信信号が出力されるように切り替えられる。この送
信信号は、音響変換素子としてのトランスデューサ素子
（３1 〜３n ）の中心の出力が高くなるように制御され
ている。この送信された信号が空中に放射されて帰って
きた受信信号は送受信切替スイッチ１２により切り替え
られて１６列の受信信号が得られる。この受信信号は中
心が感度が高くなるように制御されている。この受信信
号をプリアンプ１３で増幅した後、ミキサー１４でたし
算して１つの信号とする。この信号をバンドパスフィル
タ１５を通して可変利得増幅器１６に入力する。これは
近いところの信号ほどダイナミックレンジが広くなるた
めこれをダイナミックレンジがそれほど広がらないよう
に補償するものである。
の送信信号が出力されるように切り替えられる。この送
信信号は、音響変換素子としてのトランスデューサ素子
（３1 〜３n ）の中心の出力が高くなるように制御され
ている。この送信された信号が空中に放射されて帰って
きた受信信号は送受信切替スイッチ１２により切り替え
られて１６列の受信信号が得られる。この受信信号は中
心が感度が高くなるように制御されている。この受信信
号をプリアンプ１３で増幅した後、ミキサー１４でたし
算して１つの信号とする。この信号をバンドパスフィル
タ１５を通して可変利得増幅器１６に入力する。これは
近いところの信号ほどダイナミックレンジが広くなるた
めこれをダイナミックレンジがそれほど広がらないよう
に補償するものである。
【００１１】次に、可変利得増幅器１６に入力された信
号は、検波器１７、入力インターフェース回路８を通し
てＡ／Ｄ変換回路７によりＡ／Ｄ変換してサンプリング
する。このサンプリングされた信号をスペクトル分析し
てこの入力された周波数を検出する。このとき、駆動周
波数は２１００Ｈｚであるから、Δｆ／ｆ0 ×ｃ／２＝
Ｖr の関係より風速Ｖr が求まる。Δｆは検出された周
波数、ｆ0 は２１００Ｈｚ、ｃは音速である。これを合
成して風速・風向を求める。
号は、検波器１７、入力インターフェース回路８を通し
てＡ／Ｄ変換回路７によりＡ／Ｄ変換してサンプリング
する。このサンプリングされた信号をスペクトル分析し
てこの入力された周波数を検出する。このとき、駆動周
波数は２１００Ｈｚであるから、Δｆ／ｆ0 ×ｃ／２＝
Ｖr の関係より風速Ｖr が求まる。Δｆは検出された周
波数、ｆ0 は２１００Ｈｚ、ｃは音速である。これを合
成して風速・風向を求める。
【００１２】また、ＲＯＭ／ＲＡＭ５には必要なデータ
が予め入力されており、ＣＰＵ４で上記風向・風速等の
必要な演算処理を行う。また、コントロールロジック回
路１１へは、測定高度やハードウェアをコントロールす
るための初期設定、パルスの間隔やビームの傾き等の情
報がデバイス入出力回路（Ｄ Ｉ／Ｏ）６より与えられ
る。
が予め入力されており、ＣＰＵ４で上記風向・風速等の
必要な演算処理を行う。また、コントロールロジック回
路１１へは、測定高度やハードウェアをコントロールす
るための初期設定、パルスの間隔やビームの傾き等の情
報がデバイス入出力回路（Ｄ Ｉ／Ｏ）６より与えられ
る。
【００１３】図２は、トランスデューサ素子の数がＭ＝
５，１０，１６のときの指向性関数Ｒ（θ）を示してい
る。この指向性関数Ｒ（θ）は、
５，１０，１６のときの指向性関数Ｒ（θ）を示してい
る。この指向性関数Ｒ（θ）は、
【数１】 で示される。この指向性は、フェーズドアレイ・アンテ
ナ３の各トランスデューサ素子間の離間距離ｄと波長λ
との比、つまりｄ／λと、音響源としてのトランスデュ
ーサ素子（３1 〜３n ）の数Ｍとに依存する。
ナ３の各トランスデューサ素子間の離間距離ｄと波長λ
との比、つまりｄ／λと、音響源としてのトランスデュ
ーサ素子（３1 〜３n ）の数Ｍとに依存する。
【００１４】図２に示すように、ｘ＝πのとき、サイド
ローブの大きさはメインローブと等しくなる。したがっ
て、これを本発明に係るドップラーソーダーに使用する
ときは、ｘ＜π，すなわちｄ／λ＜（１＋ｓｉｎθ0 ）
-1とする必要がある。
ローブの大きさはメインローブと等しくなる。したがっ
て、これを本発明に係るドップラーソーダーに使用する
ときは、ｘ＜π，すなわちｄ／λ＜（１＋ｓｉｎθ0 ）
-1とする必要がある。
【００１５】図２に示す実験結果によれば、このサイド
ローブは、−１３ｄＢにまで抑えられている。したがっ
て、図２に示すように音響変換素子としてのトランスデ
ューサ素子（３1 〜３n ）の数Ｍが増えるにしたがって
ビーム幅が小さくなることが確認された。
ローブは、−１３ｄＢにまで抑えられている。したがっ
て、図２に示すように音響変換素子としてのトランスデ
ューサ素子（３1 〜３n ）の数Ｍが増えるにしたがって
ビーム幅が小さくなることが確認された。
【００１６】ところで、図２に示すように音響源として
の数Ｍが増えればビーム幅が小さくなり、指向性が増す
が、最良のフェーズドアレイ・アンテナ３を設計するこ
とを本発明者は試みた。図３に示すように、等しく音波
を放射する１６×１６＝２５６個からなる音響源は、従
来の５×５＝２５個からなるものよりも幅の小さいビー
ムが形成され、指向性が鋭くなっている。おおよそ、開
口径Ｄ（≒Ｍｄ）が７λ／ｃｏｓθ0 より大きいとき、
ビーム幅は１０°よりも小さくなる。
の数Ｍが増えればビーム幅が小さくなり、指向性が増す
が、最良のフェーズドアレイ・アンテナ３を設計するこ
とを本発明者は試みた。図３に示すように、等しく音波
を放射する１６×１６＝２５６個からなる音響源は、従
来の５×５＝２５個からなるものよりも幅の小さいビー
ムが形成され、指向性が鋭くなっている。おおよそ、開
口径Ｄ（≒Ｍｄ）が７λ／ｃｏｓθ0 より大きいとき、
ビーム幅は１０°よりも小さくなる。
【００１７】図４（ａ）には、１６×１６＝２５６個の
方形配列されたフェーズドアレイ・アンテナの各角部の
アンテナを１０個ずつ減らして２１６個で構成したアン
テナが示されている。このアンテナの各角部は、略三角
形状となるように構成されている。
方形配列されたフェーズドアレイ・アンテナの各角部の
アンテナを１０個ずつ減らして２１６個で構成したアン
テナが示されている。このアンテナの各角部は、略三角
形状となるように構成されている。
【００１８】図４（ｂ）は、図４（ａ）の１６×１６＝
２５６個のトランスデューサ素子を用いて図４（ａ）に
示すφ＝０°の断面のときとφ＝４５°のときの断面に
おけるビームのパターンを示すものである。
２５６個のトランスデューサ素子を用いて図４（ａ）に
示すφ＝０°の断面のときとφ＝４５°のときの断面に
おけるビームのパターンを示すものである。
【００１９】図４（ｃ）は、図４（ａ）の各角部を１０
個ずつ減らして２１６個のトランスデューサ素子を用い
て図４（ａ）に示すφ＝０°の断面のときとφ＝４５°
のときの断面におけるビームのパターンを示すものであ
る。
個ずつ減らして２１６個のトランスデューサ素子を用い
て図４（ａ）に示すφ＝０°の断面のときとφ＝４５°
のときの断面におけるビームのパターンを示すものであ
る。
【００２０】このことから明らかなように、図４（ｃ）
に示すものがサイドローブが抑えられる他、φ断面につ
いて考えたとき、対称なビームを形成することができる
利点がある。
に示すものがサイドローブが抑えられる他、φ断面につ
いて考えたとき、対称なビームを形成することができる
利点がある。
【００２１】その結果、本発明では２１６個のトランス
デューサ素子を用い、各素子のホーンの直径は略９０ｍ
ｍで構成され、各素子間の離間距離ｄは、駆動周波数２
１００Ｈｚで約０．６λ（波長）で構成されている。ま
た、アンテナの全体の大きさは、略１５０×１５０ｃｍ
以内となるように構成されている。
デューサ素子を用い、各素子のホーンの直径は略９０ｍ
ｍで構成され、各素子間の離間距離ｄは、駆動周波数２
１００Ｈｚで約０．６λ（波長）で構成されている。ま
た、アンテナの全体の大きさは、略１５０×１５０ｃｍ
以内となるように構成されている。
【００２２】図５は、１６×１６列で２１６個の素子を
用いてシェーディング技法を用いた場合とシェーディン
グ技法を用いない場合のビームパターンを示している。
図５に示すシェーディング技法を用いた場合のサイドロ
ーブのレベルは、ビームの中心から約−３０ｄＢとなっ
ている。
用いてシェーディング技法を用いた場合とシェーディン
グ技法を用いない場合のビームパターンを示している。
図５に示すシェーディング技法を用いた場合のサイドロ
ーブのレベルは、ビームの中心から約−３０ｄＢとなっ
ている。
【００２３】また、図６（ａ）は、シェーディング技法
を用いた場合と用いない場合での指向性関数Ｒ（θ）を
示すものであり、図６（ｂ）は、シェーディング技法を
用いてフェーズドアレイ・アンテナの送受信が方形配列
の中心出力及び感度が大きくなるように８段階で制御す
る場合の重みづけの例を示すものである。このシェーデ
ィング技法によるグラデーションステージ（ｇｒａｄａ
ｔｉｏｎ ｓｔａｇｅ）Ｓとポリノミアル ディメンシ
ョン（ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）Ｐ
との関係は、Ｐ＝２Ｓ−１によって表される。シェーデ
ィングの割合は、サイドローブをビームの中心より−３
５ｄＢまで抑えるように設定して制御を行う。
を用いた場合と用いない場合での指向性関数Ｒ（θ）を
示すものであり、図６（ｂ）は、シェーディング技法を
用いてフェーズドアレイ・アンテナの送受信が方形配列
の中心出力及び感度が大きくなるように８段階で制御す
る場合の重みづけの例を示すものである。このシェーデ
ィング技法によるグラデーションステージ（ｇｒａｄａ
ｔｉｏｎ ｓｔａｇｅ）Ｓとポリノミアル ディメンシ
ョン（ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）Ｐ
との関係は、Ｐ＝２Ｓ−１によって表される。シェーデ
ィングの割合は、サイドローブをビームの中心より−３
５ｄＢまで抑えるように設定して制御を行う。
【００２４】以上のことより、シェーディングされてい
ないフェーズドアレイ・アンテナで開口径が７λ／ｃｏ
ｓθより大きいとメインビームの幅は１０°より小さく
なる。また、トランスデューサ素子の音響分離がｄ／λ
＜（１＋ｓｉｎθ0 ）-1の関係にあれば、サイドローブ
レベルはビームの中心から−１３ｄＢに抑えられる。更
に８段階のシェーディング技法を用いると、図６（ａ）
にて明らかなようにシェーディングされていないものよ
りも更に約１０ｄＢだけ低く抑えることができる。した
がって、Ｓ／Ｎ比（ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ）
を向上させることができる。
ないフェーズドアレイ・アンテナで開口径が７λ／ｃｏ
ｓθより大きいとメインビームの幅は１０°より小さく
なる。また、トランスデューサ素子の音響分離がｄ／λ
＜（１＋ｓｉｎθ0 ）-1の関係にあれば、サイドローブ
レベルはビームの中心から−１３ｄＢに抑えられる。更
に８段階のシェーディング技法を用いると、図６（ａ）
にて明らかなようにシェーディングされていないものよ
りも更に約１０ｄＢだけ低く抑えることができる。した
がって、Ｓ／Ｎ比（ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ）
を向上させることができる。
【００２５】なお、本発明では、トランスデューサ素子
を１６×１６の方形配列としたが、この１６×１６以外
の数により構成するようにしてもよい。
を１６×１６の方形配列としたが、この１６×１６以外
の数により構成するようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係るフェーズドアレイ・ドップラーソーダーによれば、
フェーズドアレイ・アンテナの音響変換素子を方形配列
とし、該方形配列の各角部のアンテナを所定個ずつ減ら
して構成するようにしたので、いずれの方位断面でみて
も対称的なビームを形成することができる効果がある。
また、本発明に係るフェーズドアレイ・ドップラーソー
ダーによれば、フェーズドアレイ・アンテナの送受信を
方形配列の中心出力及び感度が大きくなるように制御す
るようにしているので、サイドローブを抑制しＳ／Ｎ比
を一層向上させることができる効果がある。
係るフェーズドアレイ・ドップラーソーダーによれば、
フェーズドアレイ・アンテナの音響変換素子を方形配列
とし、該方形配列の各角部のアンテナを所定個ずつ減ら
して構成するようにしたので、いずれの方位断面でみて
も対称的なビームを形成することができる効果がある。
また、本発明に係るフェーズドアレイ・ドップラーソー
ダーによれば、フェーズドアレイ・アンテナの送受信を
方形配列の中心出力及び感度が大きくなるように制御す
るようにしているので、サイドローブを抑制しＳ／Ｎ比
を一層向上させることができる効果がある。
【図１】図１は、本発明に係るフェーズドアレイ・ドッ
プラーソーダーのシステム全体の構成を示す図である。
プラーソーダーのシステム全体の構成を示す図である。
【図２】図２は、Ｍ＝５，１０，１６のときの指向性関
数Ｒ（θ）を示す図である。
数Ｒ（θ）を示す図である。
【図３】図３は、Ｍ＝２５、Ｍ＝２５６の指向性特性の
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図４】図（ａ）は、２１６個で構成されたフェーズド
アレイ・アンテナを示す図であり、図４（ｂ）は、図４
（ａ）の２５６個のトランスデューサ素子を用いてφ＝
０°とφ＝４５°のときの断面におけるビームのパター
ンを示す図であり、図４（ｃ）は、２１６個のトランス
デューサ素子を用いて図４（ａ）に示すφ＝０°とφ＝
４５°のときの断面におけるビームのパターンを示す図
である。
アレイ・アンテナを示す図であり、図４（ｂ）は、図４
（ａ）の２５６個のトランスデューサ素子を用いてφ＝
０°とφ＝４５°のときの断面におけるビームのパター
ンを示す図であり、図４（ｃ）は、２１６個のトランス
デューサ素子を用いて図４（ａ）に示すφ＝０°とφ＝
４５°のときの断面におけるビームのパターンを示す図
である。
【図５】図５は、１６×１６列で２１６個の素子を用い
てシェーディング技法を用いた場合とシェーディング技
法を用いない場合のビームパターンを示す図である。
てシェーディング技法を用いた場合とシェーディング技
法を用いない場合のビームパターンを示す図である。
【図６】図６（ａ）は、シェーディング技法を用いた場
合と用いない場合での指向性関数Ｒ（θ）を示すもので
あり、図６（ｂ）は、シェーディング技法を用いてフェ
ーズドアレイ・アンテナの送受信が方形配列の中心出力
及び感度が大きくなるように制御する場合の重みづけを
示す図である。
合と用いない場合での指向性関数Ｒ（θ）を示すもので
あり、図６（ｂ）は、シェーディング技法を用いてフェ
ーズドアレイ・アンテナの送受信が方形配列の中心出力
及び感度が大きくなるように制御する場合の重みづけを
示す図である。
【図７】図７は、従来の５ビーム法によるフェーズドア
レイ・ドップラーソーダーを示す図である。
レイ・ドップラーソーダーを示す図である。
１ コントローラ ２ 送受信回路 ３ フェーズドアレイ・アンテナ ４ ＣＰＵ ５ ＲＯＭ／ＲＡＭ ６ デバイス入出力回路（Ｄ Ｉ／Ｏ） ７ Ａ／Ｄ変換回路 ８ 入力インターフェース回路 ９ 出力インターフェース回路 １０ パワーアンプ １１ コントロールロジック回路 １２ 送受信切替スイッチ １３ プリアンプ １４ ミキサー １５ バンドパスフィルタ １６ 可変利得増幅器 １７ 検波器
Claims (6)
- 【請求項１】 大気中に音波を放射し、その反射信号を
受信して周波数のドップラーシフト量から上空の風速成
分とその標準偏差を測定するフェーズドアレイ・ドップ
ラーソーダーにおいて、 フェーズドアレイ・アンテナの音響変換素子を方形配列
とし、該方形配列の各角部のアンテナを所定個ずつ減ら
して構成したことを特徴とするフェーズドアレイ・ドッ
プラーソーダ。 - 【請求項２】 前記フェーズドアレイ・アンテナは、１
６×１６＝２５６個のうち、各角部から１０個ずつ減じ
て総数２１６個のトランスデューサ素子で構成するよう
にしたことを特徴とする請求項１記載のフェーズドアレ
イ・ドップラーソーダー。 - 【請求項３】 前記フェーズドアレイ・アンテナの各角
部は、略三角形状となるようにアンテナを減じて配列し
ていることを特徴とする請求項１記載のフェーズドアレ
イ・ドップラーソーダー。 - 【請求項４】 前記フェーズドアレイ・アンテナの全体
の大きさは、略１５０×１５０ｃｍ以内となるように構
成されてなることを特徴とする請求項１記載のフェーズ
ドアレイ・ドップラーソーダー。 - 【請求項５】 前記フェーズドアレイ・アンテナの各素
子のホーンの直径は略９０ｍｍで構成され、各素子間の
離間距離ｄは、駆動周波数２１００Ｈｚで約０．６λ
（波長）で構成されてなることを特徴とする請求項１又
は請求項２記載のフェーズドアレイ・ドップラーソーダ
ー。 - 【請求項６】 前記フェーズドアレイ・アンテナの送受
信は、方形配列の中心出力及び感度が大きくなるように
制御されてなることを特徴とする請求項１記載のフェー
ズドアレイ・ドップラーソーダー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27199095A JPH0989917A (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | フェーズドアレイ・ドップラーソーダー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27199095A JPH0989917A (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | フェーズドアレイ・ドップラーソーダー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0989917A true JPH0989917A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17507620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27199095A Pending JPH0989917A (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | フェーズドアレイ・ドップラーソーダー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0989917A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008544228A (ja) * | 2005-06-20 | 2008-12-04 | ウインドビッドコ ピーティーワイ エルティーデー | 下層大気のソーダよる観測 |
| JP2013160682A (ja) * | 2012-02-07 | 2013-08-19 | Jrc Tokki Co Ltd | 超音波計測装置 |
| CN103852595A (zh) * | 2012-12-07 | 2014-06-11 | 中国电子科技集团公司第三研究所 | 一种低空风探测的方法 |
-
1995
- 1995-09-26 JP JP27199095A patent/JPH0989917A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008544228A (ja) * | 2005-06-20 | 2008-12-04 | ウインドビッドコ ピーティーワイ エルティーデー | 下層大気のソーダよる観測 |
| JP2013160682A (ja) * | 2012-02-07 | 2013-08-19 | Jrc Tokki Co Ltd | 超音波計測装置 |
| CN103852595A (zh) * | 2012-12-07 | 2014-06-11 | 中国电子科技集团公司第三研究所 | 一种低空风探测的方法 |
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