レーダ信号処理装置及びドップラ気象レーダ

【課題】降水エコーのドップラ速度が０ｍ／ｓ付近に集中している場合でも、降水エコーの減衰を招くことなく、地形エコーを除去することができるようにする。
【解決手段】地形エコーの除去比ＳＣＲ／速度幅Ｗ／速度Ｖと地形エコー有無判定用のスレッショルドを比較し、それらの比較結果から地形エコーが含まれているか否かを判定する地形エコー有無判定部１５を設け、その判定結果が地形エコーが含まれている旨を示す場合、ＣＭＴＩ処理部１６により地形エコーが除去されたＩＱデータを選択し、その判定結果が地形エコーが含まれていない旨を示す場合、地形エコーが除去される前のＩＱデータを選択する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、観測対象物に反射されたパルス状の電磁波であるレーダ信号が受信されると、そのレーダ信号に対する地形エコーの除去処理を実施するレーダ信号処理装置と、そのレーダ信号処理装置を搭載しているドップラ気象レーダとに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ドップラ気象レーダは、空中にパルス状の電磁波であるレーダ信号を放射して、観測対象物に反射されたレーダ信号を受信し、そのレーダ信号に所定の処理を施すことにより、観測対象物の位置・強度・ドップラ速度・速度幅を測定するものである。
しかし、観測対象物以外の物体に反射されたレーダ信号も受信してしまうため、観測対象物の情報を正確に取得するには、そのレーダ信号からクラッタ成分を除去する必要がある。
【０００３】
ドップラ気象レーダの観測対象は雨（降水エコー）であり、その他の物体に反射された電磁波がクラッタになる。
ドップラ気象レーダで最も問題となるのは、地表面や地上の構造物などの反射波が原因となる地形クラッタである。
ドップラ気象レーダは地上に固定されており、かつ、地形クラッタ源も静止していることから地形クラッタは０ドップラの速度成分を有する。また、地形クラッタにより反射された電磁波の反射強度が極めて大きいため、観測対象物に対する影響が極めて大きい。
【０００４】
このような地形クラッタを除去して移動目標を抽出する処理はＭＴＩ（ＭｏｖｉｎｇＴａｒｇｅｔＩｎｄｉｃａｔｏｒ）と呼ばれ、従来から行なわれている。
ドップラ気象レーダにおけるＭＴＩ処理は、地形クラッタのドップラ速度成分が０であることを利用して、周波数軸上でドップラ０の成分のみを除去することにより実現している。
ただし、観測対象物である雨の速度成分が視線方向にのみ存在している場合や、ドップラ周波数がナイキスト幅の倍数と同一である場合、やはりドップラ速度が０となるため、上記のＭＴＩ処理を実施すると、降水エコーも減衰されることになる。
【０００５】
そこで、従来のドップラ気象レーダにおける信号処理装置では、ドップラ０の降水エコーの減衰を補正するため、地形クラッタとして除去した部分の周囲のドップラ周波数点のデータを用いて、地形クラッタとして除去した部分を補間する内挿処理を実施するようにしている。
ただし、降水エコーのドップラ速度が０ｍ／ｓ付近に集中している場合、地形エコーと降水エコーを判別することができないため、上記の内挿処理を実施しても、降水エコーの減衰を防止することができない。
特に、低いＰＲＦでの観測においては、ドップラ速度の折返しが頻繁に発生するため、ドップラ速度が０ｍ／ｓ付近となる箇所が多くなり、降水エコーが減衰するケースが多数発生する。
【０００６】
降水エコーの減衰を防止する他の手段が以下の特許文献１に開示されている。
以下の特許文献１に開示されているドップラ気象レーダでは、大気中に放射された電磁波による観測範囲を均等分割して形成されるメッシュ毎に、クラッタ電力データを記憶するとともに、晴天時にクラッタ電力データが更新される静的クラッタマップを有し、雨天時における反射電力データからクラッタマップのクラッタ電力データを減算して、メッシュ毎に降水量を算出するようにしている。
【０００７】
上記の方法では、地形エコーが存在する領域のみ減算処理が行われるため、少なくとも地形エコーの存在しないエリアでのドップラ速度０の降水エコーの減衰を予防することができる。
しかし、レーダビームの異常伝搬等によっては、予め設定された地形エコーの位置と異なる位置に地形エコーが現れて、その地形エコーを除去することができなくなることがある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２４２２４６号公報（段落番号［００１２］から［００１３］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のドップラ気象レーダは以上のように構成されているので、ＭＴＩ処理を実施して地形エコーを除去する場合、降水エコーのドップラ速度が０ｍ／ｓ付近に集中している状況下では、降水エコーが大きく減衰してしまう課題があった。
なお、静的クラッタマップを用いて地形エコーを除去する場合、３次元の領域に渡って予めグランドクラッタの有無情報を保持しなければならず、多くのメモリ容量を確保する必要が生る。また、レーダビームの異常伝搬等によって、予め設定された地形エコーの位置と異なる位置に地形エコーが現れると、その地形エコーを除去することができなくなる。
【００１０】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、降水エコーのドップラ速度が０ｍ／ｓ付近に集中している場合でも、降水エコーの減衰を招くことなく、地形エコーを除去することができるレーダ信号処理装置及びドップラ気象レーダを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係るレーダ信号処理装置は、レーダ信号解析手段の解析結果と所定の閾値を比較し、その比較結果からレーダ信号に地形エコーが含まれているか否かを判定する地形エコー判定手段を設け、地形エコー判定手段の判定結果が地形エコーが含まれている旨を示す場合、地形エコー除去手段により地形エコーが除去された後のレーダ信号を選択して出力し、その地形エコー判定手段の判定結果が地形エコーが含まれていない旨を示す場合、地形エコー除去手段により地形エコーが除去される前のレーダ信号を選択して出力するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、レーダ信号解析手段の解析結果と所定の閾値を比較し、その比較結果からレーダ信号に地形エコーが含まれているか否かを判定する地形エコー判定手段を設け、地形エコー判定手段の判定結果が地形エコーが含まれている旨を示す場合、地形エコー除去手段により地形エコーが除去された後のレーダ信号を選択して出力し、その地形エコー判定手段の判定結果が地形エコーが含まれていない旨を示す場合、地形エコー除去手段により地形エコーが除去される前のレーダ信号を選択して出力するように構成したので、降水エコーのドップラ速度が０ｍ／ｓ付近に集中している場合でも、降水エコーの減衰を招くことなく、地形エコーを除去することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるドップラ気象レーダを示す構成図であり、図において、送受信機２は空中線１から空間にパルス状の電磁波であるレーダ信号を放射し、その後、空中線１が観測対象物に反射されたレーダ信号を受信すると、そのレーダ信号に対する復調処理を実施してＩＱデータ（レーダ信号の信号強度とドップラ周波数を示すデータ）をレーダ信号処理装置３に出力する。
なお、空中線１及び送受信機２から送受信手段が構成されている。
【００１４】
レーダ信号処理装置３は送受信機２から出力されたＩＱデータに対する地形エコーの除去処理を実施する。
気象観測装置４はレーダ信号処理装置３からＩＱデータを受けると、そのＩＱデータから降雨強度、ドップラ速度及び速度幅を測定するとともに、動的なクラッタマップを作成する処理を実施する。なお、気象観測装置４は気象観測手段を構成している。
【００１５】
図２はこの発明の実施の形態１によるレーダ信号処理装置３を示す構成図であり、図において、ＮＣＭＴＩ処理部１１は送受信機２から出力されたＩＱデータのうち、小領域（１レンジビン・１セクタ）のＩＱデータに対するノンコヒーレントＭＴＩ（ＭｏｖｉｎｇＴａｒｇｅｔＩｎｄｉｃａｔｏｒ）処理を実施して、そのＩＱデータから地形エコーを除去する処理を実施する。
ＳＣＲ（ＳｉｇｎａｌｔｏＣｌｕｔｔｅｒＲａｔｉｏ）算出部１２はＮＣＭＴＩ処理部１１により地形エコーの除去処理が実施される前のＩＱデータの強度データＴと、ＮＣＭＴＩ処理部１１により地形エコーの除去処理が実施された後のＩＱデータの強度データＺｎｃとから地形エコーの除去比ＳＣＲ（＝Ｚｎｃ／Ｔ）を算出する処理を実施する。
【００１６】
速度幅算出部１３は送受信機２から出力された小領域（１レンジビン・１セクタ）のＩＱデータから地形エコーの速度幅Ｗを算出する処理を実施する。
速度算出部１４は送受信機２から出力された小領域（１レンジビン・１セクタ）のＩＱデータから地形エコーの速幅Ｖを算出する処理を実施する。
なお、ＮＣＭＴＩ処理部１１、ＳＣＲ算出部１２、速度幅算出部１３及び速度算出部１４からレーダ信号解析手段が構成されている。
【００１７】
地形エコー有無判定部１５はＳＣＲ算出部１２により算出された地形エコーの除去比ＳＣＲと地形エコー有無判定用のＳＣＲスレッショルドＳＣＲｔｈ（所定の閾値）を比較するとともに、速度幅算出部１３により算出された地形エコーの速度幅Ｗと地形エコー有無判定用の速度幅スレッショルドＷｔｈ（所定の閾値）を比較し、また、速度算出部１４により算出された地形エコーの速度Ｖと地形エコー有無判定用の速度スレッショルドＶｔｈ（所定の閾値）を比較し、これらの比較結果からＩＱデータに地形エコーが含まれているか否かを判定する処理を実施する。なお、地形エコー有無判定部１５は地形エコー判定手段を構成している。
【００１８】
ＣＭＴＩ処理部１６は送受信機２から出力されたＩＱデータのうち、小領域のＩＱデータに対するコヒーレントＭＴＩ（ＭｏｖｉｎｇＴａｒｇｅｔＩｎｄｉｃａｔｏｒ）処理を実施して、そのＩＱデータから地形エコーを除去する処理を実施する。なお、ＣＭＴＩ処理部１６は地形エコー除去手段を構成している。
選択処理部１７は地形エコー有無判定部１５の判定結果が地形エコーが含まれている旨を示す場合、ＣＭＴＩ処理部１６により地形エコーが除去されたＩＱデータを選択して、そのＩＱデータを気象観測装置４に出力し、地形エコー有無判定部１５の判定結果が地形エコーが含まれていない旨を示す場合、送受信機２から出力された小領域のＩＱデータを選択して、そのＩＱデータを気象観測装置４に出力する処理を実施する。なお、選択処理部１７は信号選択手段を構成している。
【００１９】
次に動作について説明する。
送受信機２は、空中線１から空間にレーダ信号（パルス状の電磁波）を放射し、その後、空中線１が観測対象物に反射されたレーダ信号を受信すると、そのレーダ信号に対する復調処理を実施してＩＱデータ（レーダ信号の信号強度とドップラ周波数を示すデータ）をレーダ信号処理装置３に出力する。
【００２０】
レーダ信号処理装置３のＣＭＴＩ処理部１６は、気象観測装置４における気象の観測精度を高めるため、送受信機２からＩＱデータを受けると、小領域（１レンジビン・１セクタ）のＩＱデータに対するコヒーレントＭＴＩ処理を実施して、そのＩＱデータから地形エコーを除去する処理を実施する。
ここで、図１５（ａ）はドップラ速度０に高いレベルの地形エコーを含むピリオドグラムを示しており、図１５（ｂ）はＣＭＴＩ処理部１６により図１５（ａ）のピリオドグラムからドップラ速度０の部分が除去された状況を示している。
また、図１５（ｃ）はＣＭＴＩ処理部１６により地形エコーとして除去された部分が、周囲のドップラ周波数点のデータを用いて補間された状況を示している。
【００２１】
したがって、図１６（ａ）に示すように、地形エコーと降水エコーが重畳されている場合、レーダ信号処理装置３のＣＭＴＩ処理部１６がＩＱデータから地形エコーを除去する処理を実施すると、図１６（ｂ）に示すように、降水エコーが減衰することなく、地形エコーのみが除去され、地形エコーの除去処理が降水エコーの観測に影響を与えることがない。
しかし、図１７（ａ）に示すように、降水エコーのドップラ速度が０ｍ／ｓ付近に集中している場合、レーダ信号処理装置３のＣＭＴＩ処理部１６がＩＱデータから地形エコーを除去する処理を実施すると、図１７（ｂ）に示すように、地形エコーの除去に伴って、ドップラ速度が０ｍ／ｓ付近の降水エコーが除去され、０ｍ／ｓ付近の降水エコーが大きく減衰してしまうことがある。この場合、降水エコーの観測に大きな影響を与えることになる。
【００２２】
レーダ信号処理装置３のＮＣＭＴＩ処理部１１は、後段の地形エコー有無判定部１５が地形エコーが含まれているか否かを判定することができるようにする前処理として、送受信機２からＩＱデータを受けると、小領域（１レンジビン・１セクタ）のＩＱデータに対するノンコヒーレントＭＴＩ処理を実施して、そのＩＱデータから地形エコーを除去する処理を実施する。
ここで、ＮＣＭＴＩ処理部１１におけるノンコヒーレントＭＴＩ処理のフィルタ特性として、図３に示すようなフィルタ特性が考えられる。
しかし、図３のフィルタ特性は、阻止域における抑圧比は十分に高いが、阻止域境界部分の特性が緩やかであるため、その阻止域境界部分では抑圧比が不十分になり、地形エコーと降水エコーの分離性能に関する感度が鈍くなる可能性がある。
そこで、ＮＣＭＴＩ処理部１１は、図４に示すように、抑圧比はあるレベルで打ち切りになるが、阻止域境界部分での特性が急峻なフィルタ特性を使用するようにして、地形エコーと降水エコーの分離性能に関する感度を高めている。
【００２３】
レーダ信号処理装置３のＳＣＲ算出部１２は、ＮＣＭＴＩ処理部１１が地形エコーの除去処理を実施すると、地形エコーの除去処理が実施される前のＩＱデータの強度データＴと、地形エコーの除去処理が実施された後のＩＱデータの強度データＺｎｃとから地形エコーの除去比ＳＣＲ（＝Ｚｎｃ／Ｔ）を算出する。
【００２４】
レーダ信号処理装置３の速度幅算出部１３は、送受信機２から出力された小領域（１レンジビン・１セクタ）のＩＱデータから地形エコーの速度幅Ｗを算出する。
また、レーダ信号処理装置３の速度算出部１４は、送受信機２から出力された小領域（１レンジビン・１セクタ）のＩＱデータから地形エコーの速幅Ｖを算出する。
なお、速度幅算出部１３及び速度算出部１４における速度幅Ｗや速幅Ｖの算出方法は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
【００２５】
レーダ信号処理装置３の地形エコー有無判定部１５は、ＳＣＲ算出部１２が地形エコーの除去比ＳＣＲを算出すると、その地形エコーの除去比ＳＣＲと地形エコー有無判定用のＳＣＲスレッショルドＳＣＲｔｈを比較し、その地形エコーの除去比ＳＣＲがＳＣＲスレッショルドＳＣＲｔｈより小さい場合、地形エコーが含まれていると判断する。ただし、地形エコーの反射強度が小さい場合、地形エコーが含まれている場合でも、その地形エコーの除去比ＳＣＲがＳＣＲスレッショルドＳＣＲｔｈより大きくなり、誤判定を招くことがある。
【００２６】
地形エコー有無判定部１５は、上記の誤判定を防止するため、速度幅算出部１３により算出された地形エコーの速度幅Ｗと地形エコー有無判定用の速度幅スレッショルドＷｔｈを比較するとともに、速度算出部１４により算出された地形エコーの速度Ｖと地形エコー有無判定用の速度スレッショルドＶｔｈを比較する処理を実施する。
地形エコーが含まれている場合、その速度幅Ｗが狭くなり、速度Ｖが遅くなる特性があるので、地形エコー有無判定部１５は、地形エコーの除去比ＳＣＲがＳＣＲスレッショルドＳＣＲｔｈより小さい場合でも、速度幅Ｗが速度幅スレッショルドＷｔｈより狭く、かつ、速度Ｖが速度スレッショルドＶｔｈより遅い場合に限り、ＩＱデータに地形エコーが含まれていると判定する。
したがって、上記の３つの条件のうち、いずれか１つの条件を満たさない場合、ＩＱデータに地形エコーが含まれていないと判定する。
【００２７】
レーダ信号処理装置３の選択処理部１７は、地形エコー有無判定部１５の判定結果が地形エコーが含まれている旨を示す場合、ＣＭＴＩ処理部１６により地形エコーが除去されたＩＱデータを選択して、そのＩＱデータを気象観測装置４に出力する。
一方、地形エコー有無判定部１５の判定結果が地形エコーが含まれていない旨を示す場合、ドップラ速度が０ｍ／ｓ付近の降水エコーが減衰されている可能性が無いＩＱデータ、即ち、ＣＭＴＩ処理部１６により地形エコーの除去処理が実施されていない送受信機２から出力された小領域のＩＱデータを選択して、そのＩＱデータを気象観測装置４に出力する処理を実施する。
【００２８】
気象観測装置４は、レーダ信号処理装置３からＩＱデータを受けると、そのＩＱデータから降雨強度、ドップラ速度及び速度幅を測定するとともに、動的なクラッタマップを作成する処理を実施する。
なお、気象観測装置４による降雨強度等の測定処理や、動的なクラッタマップの作成処理は公知の技術であるため説明を省略する。
【００２９】
ここで、図５は動的クラッタマップの評価用データである晴天時の地形エコー情報を示す説明図であり、図６はＳＣＲ算出部１２により算出された地形エコーの除去比ＳＣＲのみを考慮して地形エコーの有無を判定して、動的クラッタマップを作成したときの動的クラッタマップを示している。
図６において、領域Ａは地形エコー有りと判定された領域であり、領域Ｂは地形エコー無しと判定された領域である。
図５と図６を比較すると、地形エコー領域は正確に判定できているが、それ以外の領域では誤判定が存在していることが分かる。
【００３０】
図７は速度算出部１４により算出された地形エコーの速度Ｖのみを考慮して地形エコーの有無を判定して、動的クラッタマップを作成したときの動的クラッタマップを示している。
この場合も、ドップラ速度が０ｍ／ｓ付近の降雨エコー領域が誤判定される問題は原理的には回避できていない。しかし、図７を見ると、地形エコー領域は的確に判定されており、また、地形エコーと降雨エコーのドップラ速度が０ｍ／ｓ付近以外の領域での誤判定はほとんど見られないことが分かる。
したがって、速度Ｖを考慮して地形エコーの有無を判定すれば、ドップラ速度が０ｍ／ｓ付近以外の領域での誤判定を低減することができる。
【００３１】
図８は速度幅算出部１３により算出された地形エコーの速度幅Ｗのみを考慮して地形エコーの有無を判定して、動的クラッタマップを作成したときの動的クラッタマップを示している。
この場合、地形エコーの除去比ＳＣＲのみを考慮して地形エコーの有無を判定した場合と同様に、地形クラッタ以外の領域での誤判定が出てくることが分かる。
【００３２】
図９は地形エコーの除去比ＳＣＲ、速度幅Ｗ及び速度Ｖのすべてを考慮して地形エコーの有無を判定して、動的クラッタマップを作成したときの動的クラッタマップを示している。
この場合、ドップラ速度が０ｍ／ｓ付近の降雨エコーに若干の誤判定が残るが、全体的な誤判定はかなり減少し、晴天時の地形エコー分布に近づいていることが分かる。
よって、地形エコーの除去比ＳＣＲ、速度幅Ｗ及び速度Ｖのすべてを考慮して地形エコーの有無を判定して、動的クラッタマップを作成することが有効であり、地形エコーがあるエリアにのみＭＴＩ処理を実施することになるため、地形エコーが実在しないエリアについては、ドップラ速度が０ｍ／ｓである降水エコーの減衰は生じないようになる。
【００３３】
図１０はドップラ速度０ｍ／ｓ付近の降雨エコーのみの領域のＭＴＩ処理前の強度分布を示し、図１１はドップラ速度０ｍ／ｓ付近の降雨エコーのみの領域のＭＴＩ処理前のドップラ速度分布を示している。
また、図１２はレーダ信号処理装置３により処理が実施されたときの強度分布を示し、図１３はレーダ信号処理装置３により処理が実施されたときのドップラ速度分布を示している。
また、図１４はレーダ信号処理装置３による処理前後のドップラ速度０ｍ／ｓ付近の降雨エコーの強度毎のメッシュのヒストグラムを示している。
これより、ＭＴＩ処理を実施していないヒストグラムと比較して、コヒーレントＭＴＩ処理後のヒストグラムでは、ドップラ速度が０ｍ／ｓの降水エコーの減衰量は４．６１ｄＢ、ノンコヒーレントＭＴＩ処理後のヒストグラムでは２．５２ｄＢ、上記処理時には０．４９ｄＢとなり、明らかにドップラ速度が０ｍ／ｓの降水エコーの減衰を防止するのに有効であることが分かる。
【００３４】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、地形エコーの除去比ＳＣＲ／速度幅Ｗ／速度Ｖと地形エコー有無判定用のスレッショルドを比較し、それらの比較結果からレーダ信号に地形エコーが含まれているか否かを判定する地形エコー有無判定部１５を設け、地形エコー有無判定部１５の判定結果が地形エコーが含まれている旨を示す場合、ＣＭＴＩ処理部１６により地形エコーが除去された後のＩＱデータを選択して出力し、その地形エコー有無判定部１５の判定結果が地形エコーが含まれていない旨を示す場合、ＣＭＴＩ処理部１６により地形エコーが除去される前のＩＱデータを選択して出力するように構成したので、降水エコーのドップラ速度が０ｍ／ｓ付近に集中している場合でも、降水エコーの減衰を招くことなく、地形エコーを除去することができる効果を奏する。
【００３５】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、地形エコーの除去比ＳＣＲ、速度幅Ｗ及び速度Ｖのすべてを考慮して地形エコーの有無を判定するものについて示したが、地形エコーの除去比ＳＣＲ、速度幅Ｗ又は速度Ｖのいずれかのみを考慮して、地形エコーの有無を判定するようにしてもよい。
即ち、地形エコーの除去比ＳＣＲ、速度幅Ｗ又は速度Ｖのいずれかのみを考慮して、地形エコーの有無を判定すると、上述したように、若干の誤判定を招くことになるが、いずれかのみを考慮しても、ある程度の判定精度は得られるので、高精度の判定精度よりも、装置の簡略化や判定処理速度を優先する場合には、いずれかのみを考慮して、地形エコーの有無を判定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施の形態１によるドップラ気象レーダを示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるレーダ信号処理装置を示す構成図である。
【図３】ノンコヒーレントＭＴＩ処理のフィルタ特性を示す説明図である。
【図４】ノンコヒーレントＭＴＩ処理の理想的なフィルタ特性を示す説明図である。
【図５】動的クラッタマップの評価用データである晴天時の地形エコー情報を示す説明図である。
【図６】ＳＣＲ算出部により算出された地形エコーの除去比ＳＣＲのみを考慮して地形エコーの有無を判定して、動的クラッタマップを作成したときの動的クラッタマップを示す説明図である。
【図７】速度算出部により算出された地形エコーの速度Ｖのみを考慮して地形エコーの有無を判定して、動的クラッタマップを作成したときの動的クラッタマップを示す説明図である。
【図８】速度幅算出部により算出された地形エコーの速度幅Ｗのみを考慮して地形エコーの有無を判定して、動的クラッタマップを作成したときの動的クラッタマップを示す説明図である。
【図９】地形エコーの除去比ＳＣＲ、速度幅Ｗ及び速度Ｖのすべてを考慮して地形エコーの有無を判定して、動的クラッタマップを作成したときの動的クラッタマップを示す説明図である。
【図１０】ドップラ速度０ｍ／ｓ付近の降雨エコーのみの領域のＭＴＩ処理前の強度分布を示す説明図である。
【図１１】ドップラ速度０ｍ／ｓ付近の降雨エコーのみの領域のＭＴＩ処理前のドップラ速度分布を示す説明図である。
【図１２】レーダ信号処理装置により処理が実施されたときの強度分布を示す説明図である。
【図１３】レーダ信号処理装置により処理が実施されたときのドップラ速度分布を示す説明図である。
【図１４】レーダ信号処理装置による処理前後のドップラ速度０ｍ／ｓ付近の降雨エコーの強度毎のメッシュのヒストグラムを示す説明図である。
【図１５】ＣＭＴＩ処理部による地形エコーの除去処理の原理を示す説明図である。
【図１６】ＣＭＴＩ処理部による地形エコーの除去処理を示す説明図である。
【図１７】ＣＭＴＩ処理部による地形エコーの除去処理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１空中線（送受信手段）、２送受信機（送受信手段）、３レーダ信号処理装置、４気象観測装置（気象観測手段）、１１ＮＣＭＴＩ処理部（レーダ信号解析手段）、１２ＳＣＲ算出部（レーダ信号解析手段）、１３速度幅算出部（レーダ信号解析手段）、１４速度算出部（レーダ信号解析手段）、１５地形エコー有無判定部（地形エコー判定手段）、１６ＣＭＴＩ処理部（地形エコー除去手段）、１７選択処理部（信号選択手段）。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間に放射された後、観測対象物に反射されたパルス状の電磁波であるレーダ信号が受信されると、そのレーダ信号を解析するレーダ信号解析手段と、上記レーダ信号解析手段の解析結果と所定の閾値を比較し、その比較結果からレーダ信号に地形エコーが含まれているか否かを判定する地形エコー判定手段と、上記レーダ信号に対する地形エコーの除去処理を実施する地形エコー除去手段と、上記地形エコー判定手段の判定結果が地形エコーが含まれている旨を示す場合、上記地形エコー除去手段により地形エコーが除去された後のレーダ信号を選択して出力し、上記地形エコー判定手段の判定結果が地形エコーが含まれていない旨を示す場合、上記地形エコー除去手段により地形エコーが除去される前のレーダ信号を選択して出力する信号選択手段とを備えたレーダ信号処理装置。
【請求項２】
レーダ信号解析手段は、レーダ信号に対する地形エコーの除去処理を実施するとともに、その除去処理を実施する前のレーダ信号と、その除去処理を実施した後のレーダ信号とから地形エコーの除去比を算出し、その地形エコーの除去比をレーダ信号の解析結果として地形エコー判定手段に出力することを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項３】
レーダ信号解析手段は、レーダ信号から地形エコーの速度幅を算出し、その速度幅をレーダ信号の解析結果として地形エコー判定手段に出力することを特徴とする請求項１または請求項２記載のレーダ信号処理装置。
【請求項４】
レーダ信号解析手段は、レーダ信号から地形エコーの速度を算出し、その速度をレーダ信号の解析結果として地形エコー判定手段に出力することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のレーダ信号処理装置。
【請求項５】
地形エコー除去手段が地形エコーの除去処理としてコヒーレントＭＴＩ処理を実施し、レーダ信号解析手段が地形エコーの除去処理としてノンコヒーレントＭＴＩ処理を実施することを特徴とする請求項２記載のレーダ信号処理装置。
【請求項６】
空間にパルス状の電磁波であるレーダ信号を放射して、観測対象物に反射されたレーダ信号を受信する送受信手段と、上記送受信手段により受信されたレーダ信号を解析するレーダ信号解析手段と、上記レーダ信号解析手段の解析結果と所定の閾値を比較し、その比較結果からレーダ信号に地形エコーが含まれているか否かを判定する地形エコー判定手段と、上記送受信手段により受信されたレーダ信号に対する地形エコーの除去処理を実施する地形エコー除去手段と、上記地形エコー判定手段の判定結果が地形エコーが含まれている旨を示す場合、上記地形エコー除去手段により地形エコーが除去されたレーダ信号を選択して出力し、上記地形エコー判定手段の判定結果が地形エコーが含まれていない旨を示す場合、上記送受信手段により受信されたレーダ信号を選択して出力する信号選択手段と、上記信号選択手段から出力されたレーダ信号から気象を観測する気象観測手段とを備えたドップラ気象レーダ。

【図１】