JPS6025468A - 波浪レ−ダ観測方式 - Google Patents
波浪レ−ダ観測方式Info
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- JPS6025468A JPS6025468A JP13471283A JP13471283A JPS6025468A JP S6025468 A JPS6025468 A JP S6025468A JP 13471283 A JP13471283 A JP 13471283A JP 13471283 A JP13471283 A JP 13471283A JP S6025468 A JPS6025468 A JP S6025468A
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- JP
- Japan
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- polar coordinate
- coordinate data
- radar
- wavelength
- wave
- Prior art date
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-
- 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/285—Receivers
- G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (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】
本発明は、船舶用レーダにおいて海面反射信号を利用し
、波浪の方向および波長を測定するレーダ方式に関する
。
、波浪の方向および波長を測定するレーダ方式に関する
。
波浪によって生じる海面からの反射は、船舶等の目標と
する信号の検出をさまたげるため、従来では不要な信号
として除去されるべき装置が実用化されてきた。ところ
が、ここ数年のうちに波−浪によって生じる海面からの
反射信号を積極的に利用し、波浪によって生じる海面か
らの反射信号を積極的に利用し波浪の波長１．方向等を
算出する方式が実用化されつつある。
する信号の検出をさまたげるため、従来では不要な信号
として除去されるべき装置が実用化されてきた。ところ
が、ここ数年のうちに波−浪によって生じる海面からの
反射信号を積極的に利用し、波浪によって生じる海面か
らの反射信号を積極的に利用し波浪の波長１．方向等を
算出する方式が実用化されつつある。
これは、レーダ指示機からＰＰＩスコープ写真を撮り、
この写真からフォトセノザを使いＸＹ方向にスキャンし
てアナログからデジタルに変換した直交系データに対し
、直交系２次元フーリエ変換を用いて空間スペクトルを
算出するかあるいはレーダ受信機出力を直接アナログ・
デジタル変換して得られる極座標系データを補間や間引
きを行なってデータ密度を均一にした後、矩形部分を切
り取り直交系２次元フーリエ変換を用いて空間スペクト
ルを算出し、波浪の方向および波長なめる方式である。
この写真からフォトセノザを使いＸＹ方向にスキャンし
てアナログからデジタルに変換した直交系データに対し
、直交系２次元フーリエ変換を用いて空間スペクトルを
算出するかあるいはレーダ受信機出力を直接アナログ・
デジタル変換して得られる極座標系データを補間や間引
きを行なってデータ密度を均一にした後、矩形部分を切
り取り直交系２次元フーリエ変換を用いて空間スペクト
ルを算出し、波浪の方向および波長なめる方式である。
しかしながら、上記の前者の方法では写真という媒体か
らデータを得るために処理の実時間性は望めず、またデ
ータ自体のダイナミックレンジも著しく損なわれるし、
また後者の方法では補間や間引きというプロセスが必要
であり、データも一部しか使用出来ないという欠点があ
り、また、波浪の方向および波長やその逆数の波数も直
交座標から方位とその方向の波長を読み取らなければな
らない不便があった。
らデータを得るために処理の実時間性は望めず、またデ
ータ自体のダイナミックレンジも著しく損なわれるし、
また後者の方法では補間や間引きというプロセスが必要
であり、データも一部しか使用出来ないという欠点があ
り、また、波浪の方向および波長やその逆数の波数も直
交座標から方位とその方向の波長を読み取らなければな
らない不便があった。
本発明はこれら欠点の解消をはかることができる波浪レ
ーダ観測万代を提供するもので、具体的には、レーダ空
中線の１回転ごとに得られる海面反射信号をアナログ・
デジタル変換した極座標データに対して、補間や間引き
、あるいはデータの切り取りというプロセス無しに直接
極座標２次元周波数分析を行ってスペク（・ルを算出し
、画面認識可能な大きい順からの数個の振幅のスペクト
ルについて波長または波長の逆数の波数をＲ軸とし、方
向をｚ軸とする極座標。
ーダ観測万代を提供するもので、具体的には、レーダ空
中線の１回転ごとに得られる海面反射信号をアナログ・
デジタル変換した極座標データに対して、補間や間引き
、あるいはデータの切り取りというプロセス無しに直接
極座標２次元周波数分析を行ってスペク（・ルを算出し
、画面認識可能な大きい順からの数個の振幅のスペクト
ルについて波長または波長の逆数の波数をＲ軸とし、方
向をｚ軸とする極座標。
または前記Ｒ軸及びｙ軸のほか振幅のスペクトろ
ルを２軸と１玖極座標俯瞼図として画像表示づ−ろ方°
鎧であるため、処理の実時間性は勿論、データ自体のレ
ンジも損われず観測の辺速性も確保することを目的とす
るものである。
鎧であるため、処理の実時間性は勿論、データ自体のレ
ンジも損われず観測の辺速性も確保することを目的とす
るものである。
丁
以上にこれを図面に基づき、詳細に説明する。
第１図は本発明方式の一実施例を示すブ０７り図である
。１はレーダ空中線、２は送信機、３は受信機、４はＡ
、／ Ｉ）変換器である。５は距離による強度補正回路
で、これは、波浪からの信号ヱ不ルギーがほぼ距離の３
乗に逆比例するので、この特性を補正して波浪信号をリ
ニアな特性とするためのものである。６は極座標データ
用メモリ、７は第１方位方向ＦＦＴ回路、８はべ、セル
関数収録ＲＯＭ および距離方向ベッセル関数重み利は
回路、９は第２方位方向ＦＦＴ回路、１０は設定レベル
以上のスペクトルを出力するだめの調整リミッタ、１１
は調整リミッタ１００レベル設定用調整つまみ、１２は
極座標スペクトル表示器である。
。１はレーダ空中線、２は送信機、３は受信機、４はＡ
、／ Ｉ）変換器である。５は距離による強度補正回路
で、これは、波浪からの信号ヱ不ルギーがほぼ距離の３
乗に逆比例するので、この特性を補正して波浪信号をリ
ニアな特性とするためのものである。６は極座標データ
用メモリ、７は第１方位方向ＦＦＴ回路、８はべ、セル
関数収録ＲＯＭ および距離方向ベッセル関数重み利は
回路、９は第２方位方向ＦＦＴ回路、１０は設定レベル
以上のスペクトルを出力するだめの調整リミッタ、１１
は調整リミッタ１００レベル設定用調整つまみ、１２は
極座標スペクトル表示器である。
第２図は、波浪からの受信信号のＰ Ｐ Ｉ表示のモデ
ル図で波浪は２次元に広がった縞模用どなり、第２図で
示された極座標データは、Ａ、／Ｄ変換器４でアナログ
からデジタルに変換され、レーダ波浪からの信号の距離
による強度補正回路５を通して、６のデータ用メモリに
収録される。
ル図で波浪は２次元に広がった縞模用どなり、第２図で
示された極座標データは、Ａ、／Ｄ変換器４でアナログ
からデジタルに変換され、レーダ波浪からの信号の距離
による強度補正回路５を通して、６のデータ用メモリに
収録される。
ここで、極座標２次元周波数分析のバンケル変換につし
・て説明する５、極ｊ坐標で２次冗フーリエ変傅を表わ
すと、 ・ｒ−ｄｒ・ｄθ （−ｊ ｋＯ）−ｅｘｐ（ｊｋ＄、ｌｅｘｐ（ｋｍ／２
） ・ｄｒｄθとなる。ここにｆ（乙θ）は図２で示し
たレーダＰＰＩデータであり、Ｆ（Ｒ，Ｉｎ）は極座標
２次元スペクトル分布である。
・て説明する５、極ｊ坐標で２次冗フーリエ変傅を表わ
すと、 ・ｒ−ｄｒ・ｄθ （−ｊ ｋＯ）−ｅｘｐ（ｊｋ＄、ｌｅｘｐ（ｋｍ／２
） ・ｄｒｄθとなる。ここにｆ（乙θ）は図２で示し
たレーダＰＰＩデータであり、Ｆ（Ｒ，Ｉｎ）は極座標
２次元スペクトル分布である。
離散系では
上記の極座標２次元周波数分析は太き（分レナて、３つ
の部分から成っている。
の部分から成っている。
１；レンジが一定なデータに関する方位方向に対するＦ
Ｉ（” Ｔ １１；■でまった方位データに関し、距離方向にベッセ
ル関数および距離重み付け Ｉｌｌ ； ＩＴでまったレンジ一定データに関し、再
び方位方向に対するＦ Ｆ ’Ｊ’ ここで、上記式の各項と第１図の各構成要素との対応関
係に触れる。
Ｉ（” Ｔ １１；■でまった方位データに関し、距離方向にベッセ
ル関数および距離重み付け Ｉｌｌ ； ＩＴでまったレンジ一定データに関し、再
び方位方向に対するＦ Ｆ ’Ｊ’ ここで、上記式の各項と第１図の各構成要素との対応関
係に触れる。
■は第１方位方向ＦＦＴ回路７に、■はベッセル関数収
録ＲＯＭおよび距離方向ベッセル関数重み付は回路８に
、また、ｍは第２方位方向ＦＦＴ回路９にそれぞれ相当
する。
録ＲＯＭおよび距離方向ベッセル関数重み付は回路８に
、また、ｍは第２方位方向ＦＦＴ回路９にそれぞれ相当
する。
なお、各ＦＦＴ回路の処理データ数やベッセル関数収録
ＲＯＭの使用範囲は、レーダくり返し周波数および予め
決定しである距離範囲と方位幅に含まれるデータ数の処
理に対応させる。
ＲＯＭの使用範囲は、レーダくり返し周波数および予め
決定しである距離範囲と方位幅に含まれるデータ数の処
理に対応させる。
１（、ＯＭにはベンセル関数を収録するようにしている
が、その意味は、■の計算はフーＩＪ工計算のみの場合
とは異なり、ＦＦＴのような方法が確立されてはいない
ことから、計算に必要なベッセル関数の数値や演算式を
予め別に用意しておいて必要な数値を出力させることに
より高速処理を行わせるためのものである。
が、その意味は、■の計算はフーＩＪ工計算のみの場合
とは異なり、ＦＦＴのような方法が確立されてはいない
ことから、計算に必要なベッセル関数の数値や演算式を
予め別に用意しておいて必要な数値を出力させることに
より高速処理を行わせるためのものである。
第２図に示す波浪からの受信信号モデルが完全な正弦波
列であれば２．上記の極座標２次元周波数分析結果は、
第３図に示す様に原点に対称な２つの点にスペクトルの
ピークを持つ８距離方向データ数をＮ、サンプリング距
離をΔｒ、原点からの距離をＲとすると第３図で波浪の
方向は矢印であり、波長は ｔ である。
列であれば２．上記の極座標２次元周波数分析結果は、
第３図に示す様に原点に対称な２つの点にスペクトルの
ピークを持つ８距離方向データ数をＮ、サンプリング距
離をΔｒ、原点からの距離をＲとすると第３図で波浪の
方向は矢印であり、波長は ｔ である。
ところで実際の波浪からの受信信号は第２図の様な正弦
波列ではなく、また周波等の反射信号による影響を受け
、上記周波数分析結果は第４図に示す様に、方位的にも
また周波数的にもスペクトルは広がりを生ずる。第４図
は実際の海面反射信号を本装置を用いて極座標周波数分
析のバンケル変換を行なった実測結果゛て・ある。
波列ではなく、また周波等の反射信号による影響を受け
、上記周波数分析結果は第４図に示す様に、方位的にも
また周波数的にもスペクトルは広がりを生ずる。第４図
は実際の海面反射信号を本装置を用いて極座標周波数分
析のバンケル変換を行なった実測結果゛て・ある。
第４図の様に大きな振幅のスペクトルについて、原点か
らの距離Ｒにより波浪の波数あるいは、その逆数である
波長が、また、方位ダにより波浪の方向が極座標表示ス
ペクトル表示器１２で直読でき視覚的に認識することが
できる。
らの距離Ｒにより波浪の波数あるいは、その逆数である
波長が、また、方位ダにより波浪の方向が極座標表示ス
ペクトル表示器１２で直読でき視覚的に認識することが
できる。
同図に示しである数字はスペクトルの振幅を９を最大と
する数値で表わしである。この数値を３次元のＺ軸に対
応させた振幅値として極座標表示スペクトル表示器Ｊ２
に極座標値Ｉ敢図の表示を行うことができる。
する数値で表わしである。この数値を３次元のＺ軸に対
応させた振幅値として極座標表示スペクトル表示器Ｊ２
に極座標値Ｉ敢図の表示を行うことができる。
また、極座標表示スペクトル表示器１２は、極座標の方
位ダを横軸に延長したＢスコープによりカラーブラウン
管でスペクトル振幅をカラー別の表示とすることも可能
である。
位ダを横軸に延長したＢスコープによりカラーブラウン
管でスペクトル振幅をカラー別の表示とすることも可能
である。
さらに表示しようとするスペクトルの数が多 。
過ぎて画面上の混雑を防ぐためには、１２の表示画面を
見ながら調整ダイヤル１１を左、右に回（−ながら調整
することにより、調整リミング１０で限度以下の小さい
振幅のスペクトルを取除いて極座標スペクトル表示器１
２／＼出力すればよい。
見ながら調整ダイヤル１１を左、右に回（−ながら調整
することにより、調整リミング１０で限度以下の小さい
振幅のスペクトルを取除いて極座標スペクトル表示器１
２／＼出力すればよい。
この方法によると、第４図の様に同じ模様が波浪が近づ
く方向と遠ざかる方向に１８００対称な二つの方向に表
示されることにもなるが、アンテナ回転ごとの信号につ
いて、比較を行い、選択を行うことにより一つの方向に
限定できる。
く方向と遠ざかる方向に１８００対称な二つの方向に表
示されることにもなるが、アンテナ回転ごとの信号につ
いて、比較を行い、選択を行うことにより一つの方向に
限定できる。
以上説明し、た様に、本発明によるときは、実時間でし
かもデータに不用な操作を施す事］、「シに波浪の方向
と波数あるいはその逆数である波長が定量的に画面上で
直読することができるし、自船だけでなく、これら情報
を他船へも通報−［ろことにより該他船の海難防止や最
適コースの選択が採れ、広く船舶の安全航行に寄与させ
ることができるという顕著な効果を呈するものである。
かもデータに不用な操作を施す事］、「シに波浪の方向
と波数あるいはその逆数である波長が定量的に画面上で
直読することができるし、自船だけでなく、これら情報
を他船へも通報−［ろことにより該他船の海難防止や最
適コースの選択が採れ、広く船舶の安全航行に寄与させ
ることができるという顕著な効果を呈するものである。
第１図は本発明方式の一実施例のブロック図第２図は波
浪からの受信信号のＰＰ■表示のモデル図、第３図は第
２図のモデル信号の極座標周波数分析結果を示す図、第
４図は実際の海面反射信号の極座標周波数分析結果を示
す図である。 １・・・レーダ空中線、２・・・送信機３・・受信機
４・・・Ａ／Ｄ変換器 ５・・・距離による強度補正回路、 ６・・・極座標データ用メモリ ７・・第１方位方向ＦＦＴ回路 ８・・・ベッセル関数収録ＲＯＭおよび距離方向ベッセ
ル関数重み伺げ回路 特許出願人 日本無線株式会社
浪からの受信信号のＰＰ■表示のモデル図、第３図は第
２図のモデル信号の極座標周波数分析結果を示す図、第
４図は実際の海面反射信号の極座標周波数分析結果を示
す図である。 １・・・レーダ空中線、２・・・送信機３・・受信機
４・・・Ａ／Ｄ変換器 ５・・・距離による強度補正回路、 ６・・・極座標データ用メモリ ７・・第１方位方向ＦＦＴ回路 ８・・・ベッセル関数収録ＲＯＭおよび距離方向ベッセ
ル関数重み伺げ回路 特許出願人 日本無線株式会社
Claims (2)
- （１）船舶用レーダにおいて海面反射からの信号をアナ
ログからデジタルに変換し、レーダ空中線の１回転ごと
に得られる極座標データに極座標２次元周波数分析の・
・ンケル変換を施すため該極座標データの数に対応させ
て予めベンセル関数をＲＯＭ に記憶させ、読出した該
ベッセル関数と該極座標データを用いてスペクトルを算
出し、画面上で認識できる数個の振幅のスペクトルにつ
いて、波長又は該波長の逆数の波数をＲ軸とし波浪の方
向をＸ軸とする極座標で画像表示することを特徴と１−
石波浪レーダ観測方式。 - （２）船舶用レーダにおいて海面反射からの信号をアナ
ログからデジタルに変換し、レーダ空中線の１回転ごと
に得られる極座標データに極座標２次元周波数分析のバ
ンケル変換を施すため該極座標データの数に対応させて
予めべ、セル関数をＲＯＭ に記憶させ、読出した該ベ
ッセル関数と該極座標データを用いてスペクトルを算出
し、画面上で認識できる数個の振幅のスペクトルについ
て、波長又は該波長の逆数の波数をＲ軸とし、波浪の方
向をφ軸、さらにスペクトルの振幅をＺ軸とする極座標
データとして画像表示することを特徴とする波浪レーダ
観測方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13471283A JPH0231835B2 (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | Haroreedakansokuhoshiki |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13471283A JPH0231835B2 (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | Haroreedakansokuhoshiki |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6025468A true JPS6025468A (ja) | 1985-02-08 |
| JPH0231835B2 JPH0231835B2 (ja) | 1990-07-17 |
Family
ID=15134832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13471283A Expired - Lifetime JPH0231835B2 (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | Haroreedakansokuhoshiki |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0231835B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61270682A (ja) * | 1985-05-25 | 1986-11-29 | Japan Radio Co Ltd | 船舶レ−ダの波浪表示装置 |
| JP2022137864A (ja) * | 2021-03-09 | 2022-09-22 | パイオニア株式会社 | 情報処理装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体 |
| JP2022139982A (ja) * | 2021-03-12 | 2022-09-26 | パイオニア株式会社 | 情報処理装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体 |
-
1983
- 1983-07-22 JP JP13471283A patent/JPH0231835B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61270682A (ja) * | 1985-05-25 | 1986-11-29 | Japan Radio Co Ltd | 船舶レ−ダの波浪表示装置 |
| JP2022137864A (ja) * | 2021-03-09 | 2022-09-22 | パイオニア株式会社 | 情報処理装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体 |
| JP2022139982A (ja) * | 2021-03-12 | 2022-09-26 | パイオニア株式会社 | 情報処理装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0231835B2 (ja) | 1990-07-17 |
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