気象レーダシステム及びそれに用いられる信号処理方法

【課題】安定した性能により受信した信号の有意性を判定可能とする。
【解決手段】発射した電波の反射信号を受信して受信強度情報を検出し、この受信強度情報を用いて気象情報を取得する。受信した反射信号について直交位相検波を行う直交位相検波部１１と、該直交位相検波部１１の出力について高速フーリエ変換処理を行ってパワースペクトラムを求めるＦＦＴ処理部１２と、前記ＦＦＴ処理部１２の出力に基づいて受信信号のトータルパワーを算出するトータルパワー算出部１３と、前記ＦＦＴ処理部１２の出力したスペクトラムをＩＱ平面においてベクトル合成するベクトル合成部１４と、算出されたトータルパワーと合成されたベクトルとに基づき、前記受信した信号に含まれるノイズ成分量を検出して、前記受信信号の有意性を判定する判定部１５とを具備する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、風速や雨量観測を行うことの可能な気象レーダシステム及びそれに用いられる信号処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発射した電波の反射信号を受信し、受信した信号に基づき気象観測を行うドップラ気象レーダシステムが開発されるに至り、比較的高精度な気象観測が可能となっている。このドップラ気象レーダシステムにおいては、突発的に干渉波が増大することがあり、これによる誤観測を避けるために、ノイズ検出を行っている。
【０００３】
従来のノイズ検出の手法は、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理による周波数解析を行って得られたスペクトラムにおいて、周波数軸に沿ってスキャンを行い、ピークパワーを検出し、その周波数周辺の信号を真値（信号成分）とし、それ以外をノイズ成分として処理を行っていた。例えば、特許文献１に示されるものにあっては、ＦＦＴ処理によるパワースペクトルから信号スペクトルのピークを検出し、ドップラ周波数から大気の視線方向速度を算出している。
【特許文献１】特開２００２−１６８９４８号公報（００２９、００３０欄）
【０００４】
しかしながら、上記手法では、ピークパワー検出の精度が不十分であり、これが原因となって性能が悪いという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明が解決しようとする課題は、従来の手法では、ピークパワー検出の精度が不十分であり、これが原因となって性能が悪いという問題を解決し、ピークパワー検出の精度に影響されることなく、安定した性能により受信した信号の有意性を判定可能な気象レーダシステム及びそれに用いられる信号処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る気象レーダシステムは、発射した電波の反射信号を受信し、受信した信号に基づき受信強度情報を検出し、この受信強度情報を用いて気象情報を取得する気象レーダシステムにおいて、受信した反射信号について直交位相検波を行う直交位相検波部と、前記直交位相検波部の出力について高速フーリエ変換処理を行ってパワースペクトラムを求めるＦＦＴ処理部と、前記ＦＦＴ処理部の出力に基づいて前記受信した信号のトータルパワーを算出するトータルパワー算出部と、前記ＦＦＴ処理部の出力したスペクトラムをＩＱ平面においてベクトル合成するベクトル合成部と、前記トータルパワー算出部により算出されたトータルパワーと前記ベクトル合成部の出力とに基づき、前記受信した信号に含まれるノイズ成分量を検出して、前記受信した信号の有意性を判定する判定部とを具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る気象レーダシステムは、前記判定部が、前記受信した信号について有意性なしと判定した場合には、当該受信した信号による気象情報取得を停止することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る気象レーダシステムでは、前記判定部は、前記トータルパワー算出部により算出されたトータルパワーから前記ベクトル合成部の出力を減算してノイズ成分Ｎを求め、前記ベクトル合成部の出力を信号成分ＳとしてＳ／Ｎを求め、該Ｓ／Ｎが所定閾値を超えていない場合に前記受信した信号について有意性なしと判定することを特徴としている。
【０００９】
本発明に係る気象レーダシステムに用いられる信号処理方法は、発射した電波の反射信号を受信し、受信した信号に基づき受信強度情報を検出し、この受信強度情報を用いて気象情報を取得する気象レーダシステムに用いられる信号処理方法において、受信した反射信号について直交位相検波を行う直交位相検波ステップと、前記直交位相検波ステップにより得られた出力について高速フーリエ変換処理を行ってパワースペクトラムを求めるＦＦＴ処理ステップと、前記ＦＦＴ処理ステップによる出力に基づいて前記受信した信号のトータルパワーを算出するトータルパワー算出ステップと、前記ＦＦＴ処理ステップにより得られたスペクトラムをＩＱ平面においてベクトル合成するベクトル合成ステップと、前記トータルパワー算出ステップにより算出されたトータルパワーと前記ベクトル合成ステップによる出力とに基づき、前記受信した信号に含まれるノイズ成分量を検出して、前記受信した信号の有意性を判定する判定ステップとを具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る気象レーダシステムに用いられる信号処理方法は、前記判定ステップにおいて、前記受信した信号について有意性なしと判定した場合には、当該受信した信号による気象情報取得を停止することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る気象レーダシステムに用いられる信号処理方法は、前記判定ステップでは、前記トータルパワー算出ステップにより算出されたトータルパワーから前記ベクトル合成ステップによる出力を減算してノイズ成分Ｎを求め、前記ベクトル合成ステップによる出力を信号成分ＳとしてＳ／Ｎを求め、該Ｓ／Ｎが所定閾値を超えていない場合に前記受信した信号について有意性なしと判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、受信した信号のトータルパワーを算出し、ＦＦＴ処理により得られたスペクトラムをＩＱ平面においてベクトル合成し、上記算出されたトータルパワーと上記ベクトル合成された結果とに基づき、受信した信号に含まれるノイズ成分量を検出するので、トータルパワーにはノイズ成分と信号成分が含まれ、ベクトル合成の結果には信号成分が含まれていると思料され、受信した信号の有意性を適切に安定して判定することができるものである。
【００１３】
また本発明では、受信した信号について有意性なしと判定した場合には、当該受信した信号による気象情報取得を停止するので、突発的に干渉波が増大する場合に不当な気象情報が取得される不具合を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明では、受信した信号についてノイズ成分と信号成分が含まれるトータルパワーを算出し、ＦＦＴ処理により得られたスペクトラムをＩＱ平面においてベクトル合成して信号成分を取得し、このように算出されたトータルパワーと上記ベクトル合成された結果とに基づき、受信した信号に含まれるノイズ成分量を検出するという手法により、ピークパワー検出の精度に影響されることなく、安定した性能により受信した信号の有意性を判定するという目的を達成したものである。
【実施例１】
【００１５】
以下添付図面を参照して、本発明に係る気象レーダシステム及びそれに用いられる信号処理方法の実施例を説明する。各図において、同一の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。図１には、気象レーダシステムに係る実施例の構成が示されている。この実施例においては、レーダ装置１により電波の発射を行って、雨滴などで反射した反射信号（反射エコー）を取り込み、受信機２へ送る構成を採用している。受信機２は、所定周波数の反射信号の取り出し、またダウンコンバートなどを行って、得られた信号を信号処理装置１０へ送出する構成となっている。
【００１６】
信号処理装置１０は、直交位相検波部１１、ＦＦＴ処理部(高速フーリエ変換処理部)１２、トータルパワー算出部１３、ベクトル合成部１４及び判定部１５を具備している。直交位相検波部１１は、受信した反射信号について直交位相検波を行うものであり、直交位相検波部１１にてＩ（ｔ）及びＱ（ｔ）が得られ、ディジタルデータとされてＦＦＴ処理部１２へ送出される。
【００１７】
ＦＦＴ処理部１２は、上記直交位相検波部１１により得られたＩ（ｔ）及びＱ（ｔ）のデータについて高速フーリエ変換を行ってパワースペクトラムを求めるものである。トータルパワー算出部１３は、ＦＦＴ処理部１２の出力に基づいて受信した反射信号のトータルパワーを算出するものである。
【００１８】
ベクトル合成部１４は、上記ＦＦＴ処理部１２が出力したスペクトラムをＩＱ平面においてベクトル合成するものである。判定部１５は、上記トータルパワー算出部１３により算出されたトータルパワーと上記ベクトル合成部１４の出力とに基づき、上記受信した反射信号に含まれるノイズ成分量を検出して、上記受信した反射信号の有意性(有効性)を判定するものである。
【００１９】
トータルパワー算出部１３の第１の構成例を図２に示す。この第１の構成例では、地形エコー除去部２３、ＩＦＦＴ処理部(高速フーリエ逆変換処理部)２４、地形エコー除去部２５及び受信強度算出部２６を具備している。
【００２０】
地形エコー除去部２３は、反射エコーに含まれる不要成分である地形エコー（建物等による反射エコー）成分を除去するものである。ＩＦＦＴ処理部２４は、高速フーリエ変換を行って得られたパワースペクトラム（地形エコー除去されたもの）について高速フーリエ逆変換を行って元のＩ／Ｑデータへ戻すものである。
【００２１】
ＩＦＦＴ処理部２４の次段に設けられた地形エコー除去部２５は、地形エコー除去部２３によって取り除けなかった不要成分を除去するために補助的に設けられているもので、必ずしも必須の構成ではない。受信強度算出部２６は、地形エコー除去部２５により地形エコーの除去が行われたＩ／Ｑデータによる受信電力について総和を求める演算を行って受信強度情報を算出することによりトータルパワーを得るものである。
【００２２】
図３に、トータルパワー算出部１３の第２の構成例を示す。トータルパワー算出部１３には、地形エコー除去部２３及び受信強度算出部２６Ａを具備している。図２に示したＩＦＦＴ処理部２４、地形エコー除去部２５は具備されていない。
【００２３】
図２に示したシステムでは、ＩＦＦＴ処理部２４により元のＩ（ｔ）及びＱ（ｔ）に戻して、受信電力情報（Σ（Ｉ’（ｔ）²＋Ｑ’（ｔ）²））を求めているが、図３に示した本例では、図４に示すように、ＦＦＴ処理部１２へ送出するＩ（ｔ）及びＱ（ｔ）を用いて計算した受信電力（Ｉ（ｔ）²＋Ｑ（ｔ）²）のトータル面積（図４（ａ））と、ＦＦＴ処理部１２により得られたパワースペクトラム（Ｉ（ｆ）²＋Ｑ（ｆ）²）のトータル面積（図４（ｂ））とが等しくなるという関係を得たことに基づき、ＩＦＦＴ処理部２４による高速フーリエ逆変換を行うことなく、受信強度算出部２６Ａが適切な受信電力を、地形エコー除去部２３によって地形エコー成分が除去されたパワースペクトラム（Ｉ’（ｆ）²＋Ｑ’（ｆ）²）から、その総和を算出して得ている。
【００２４】
以上のように構成された気象レーダシステムの動作を説明する。レーダ装置１は、電波の発射を行って、雨滴などで反射した反射信号（反射エコー）を取り込み、受信機２へ送る。受信機２は、所定周波数の反射信号の取り出し、またダウンコンバートなどを行って、得られた信号を信号処理装置１０へ送出する。
【００２５】
直交位相検波部１１は、受信機２から送られる受信した反射信号について、直交位相検波を行う。この結果、直交位相検波部１１にてＩ（ｔ）及びＱ（ｔ）が得られ、ディジタルデータとされてＦＦＴ処理部１２へ送出される。ＦＦＴ処理部１２は、上記直交位相検波部１１により得られたＩ（ｔ）及びＱ（ｔ）のデータについて高速フーリエ変換を行ってパワースペクトラムを求める。この結果、図５に示されるように、各周波数に対応したスペクトラム（Ｉ（ｆ）²＋Ｑ（ｆ）²）が得られる。
【００２６】
そして、トータルパワー算出部１３が図２に示した構成を採用するときには、地形エコー除去部２３にて、反射エコーに含まれる不要成分である地形エコー成分を除去し、ＩＦＦＴ処理部２４により高速フーリエ逆変換を行って元のＩ／Ｑデータへ戻して、地形エコー除去部２５により地形エコー除去部２３によって取り除けなかった不要成分を除去し、受信強度算出部２６にて、Ｉ／Ｑデータによる受信電力について総和を求める演算を行って受信強度情報を算出して、トータルパワー（Σ（Ｉ’（ｔ）²＋Ｑ’（ｔ）²））を得て、判定部１５及び気象情報取得装置３０へ送出する。
【００２７】
上記に対し、トータルパワー算出部１３が図３に示した構成を採用するときには、トータルパワー算出部１３は、ＦＦＴ処理部１２により得られたパワースペクトラム（Ｉ（ｆ）²＋Ｑ（ｆ）²）に基づき、ＩＦＦＴ処理部２４による高速フーリエ逆変換を行うことなく適切な受信電力（トータルパワー）を（Σ（Ｉ’（ｆ）²＋Ｑ’（ｆ）²））として、地形エコー除去部２３によって地形エコー成分が除去されたパワースペクトラム（Ｉ’（ｆ）²＋Ｑ’（ｆ）²）から得る。トータルパワー算出部１３の出力は、判定部１５及び気象情報取得装置３０へ送出される。
【００２８】
ベクトル合成部１４は、ＦＦＴ処理部１２により得られたパワースペクトラム（Ｉ（ｆ）²＋Ｑ（ｆ）²）に基づき、図６に示すようにＩＱ平面においてベクトル合成を行う。つまり、図５に示した各周波数に対応したスペクトラム（Ｉ（ｆ）²＋Ｑ（ｆ）²）は、周波数ｆが角速度ωと（ω＝２πｆ）なる関係を持つから、各スペクトラムをＩＱ平面において、図６に示されるベクトルＶ１〜Ｖｎと表すことができる。このベクトルＶ１〜Ｖｎを合成して合成ベクトルＶtotalを得る。ベクトル合成部１４が合成して得られた合成ベクトルＶtotalは、判定部１５へ送られる。
【００２９】
判定部１５は、ベクトル合成部１４から合成ベクトルＶtotalを受け取ると共に、トータルパワー算出部１３からトータルパワー（Σ（Ｉ’（ｔ）²＋Ｑ’（ｔ）²）或いはΣ（Ｉ’（ｆ）²＋Ｑ’（ｆ）²））を受け取り、該トータルパワーからベクトル合成部１４の出力に係る合成ベクトルＶtotalの絶対値を減算してノイズ成分Ｎを求め、上記ベクトル合成部１４の出力に係る合成ベクトルＶtotalの絶対値を信号成分ＳとしてＳ／Ｎを求める。更に判定部１５は、上記において求めたＳ／Ｎと所定閾値Ｔｈとを比較し、Ｓ／Ｎが所定閾値Ｔｈを超えていない場合に上記受信した反射信号について有意性なしと判定し、Ｓ／Ｎが所定閾値Ｔｈ以上である場合には反射信号が有意性ありと判定する。
【００３０】
上記において合成ベクトルＶtotalの絶対値を信号成分（真値）Ｓとする理由は、ノイズは周波数に対してランダムに分布していると考えられることから、各周波数（位相角）に分布するベクトルＶ１〜Ｖｎを合成すると、ノイズ成分が合成過程において相互にキャンセルし合い、トータルで０の大きさを持つことが予測される。これに対して、信号成分は各周波数（位相角）に分布するベクトルＶ１〜Ｖｎを合成するときにキャンセルされることなく残存する。即ち、各周波数（位相角）に分布するベクトルＶ１〜Ｖｎを合成して得られる合成ベクトルＶtotalの大きさは、ほぼ信号（真値）成分として扱うことができる。
【００３１】
一方、トータルパワー算出部１３により得られるトータルパワーは、Σ（Ｉ’（ｔ）²＋Ｑ’（ｔ）²）或いはΣ（Ｉ’（ｆ）²＋Ｑ’（ｆ）²）であり、前者では時間軸に対応して、後者では周波数軸に対応して、夫々信号（真値）成分及びノイズ成分を含んでいるものを総和演算して得た値であるから、信号（真値）成分及びノイズ成分を含んでいるのである。従って、ベクトル合成部１４の出力に係る合成ベクトルＶtotalの絶対値は、信号成分Ｓと見做すことができ、また、トータルパワーからベクトル合成部１４の出力に係る合成ベクトルＶtotalの絶対値を減算して得られる値は、ノイズ成分Ｎと見做すことができるのである。
【００３２】
判定部１５による判定結果は、気象情報取得装置３０へ送られる。気象情報取得装置３０はトータルパワー算出部１３の出力に基づいて、例えば、雨量情報を取得するものとする。この気象情報取得装置３０では、レーダ方程式と称される計算式及びＺ−Ｒ関係と称される統計的関係に基づき雨量情報を取得する。因みに、レーダ方程式は、Ｚをレーダ反射因子、受信電力（トータルパワー）をＰｒ、レーダから雨滴までの距離をｒとしたとき、Ｐｒ＝（Ｃ・Ｆ・Ｚ）／ｒ²という式である。ここに、Ｃはレーダ定数、Ｆは総合補正係数であり、雨滴の状態、レーダ等のハードウエアの要因により定まる数値である。上記レーダ反射因子Ｚが受信電力をＰｒが求まると、このレーダ反射因子ＺによりＺ−Ｒ関係と称される統計的関係から、地上雨量Ｒｇを求めることができる。
【００３３】
気象情報取得装置３０がトータルパワー算出部１３の出力に基づいて、雨量情報を取得するに際して、判定部１５による判定結果を用いる。即ち、気象情報取得装置３０は、判定部１５による判定結果が、受信した反射信号について有意性なしとの判定結果である場合には、当該受信した反射信号による気象情報取得を停止する。つまり、このとき得られた反射信号を破棄し雨量情報を求める処理を停止するか、或いは求めた雨量情報を廃棄する。
【００３４】
一方、気象情報取得装置３０は、判定部１５による判定結果が、受信した反射信号について有意性ありとの判定結果である場合には、当該受信した反射信号による気象情報取得を採用する。このようにして、本実施例では、ノイズ成分と信号成分が含まれているトータルパワーと、ほぼ信号成分のみが含まれていると思料されるベクトル合成の結果とを用いてＳ／Ｎを判定しているので、受信した反射信号の有意性を適切に安定して判定することができるものである。
【００３５】
気象情報取得装置３０においては、判定部１５が受信した信号について有意性なしと判定した場合に、当該受信した信号による気象情報取得を停止するので、突発的に干渉波が増大する場合に不当な気象情報が取得される不具合を防ぐことができ、安定的な気象情報取得が確保される。
【００３６】
なお、図１の例では、信号処理装置１０が各処理部からなるように示したが、信号処理装置１０としては、１台のコンピュータまたは複数台のコンピュータによる構成とし、図７に示されるフローチャートに基づき信号処理を行うように構成される。
【００３７】
図７のフローチャートでは、受信した反射信号について直交位相検波を行う直交位相検波ステップ（Ｓ１）と、上記直交位相検波ステップにより得られた出力について高速フーリエ変換処理を行ってパワースペクトラムを求めるＦＦＴ処理ステップ（Ｓ２）と、上記ＦＦＴ処理ステップによる出力に基づいて上記受信した信号のトータルパワーを算出するトータルパワー算出ステップ（Ｓ３）と、上記ＦＦＴ処理ステップにより得られたスペクトラムをＩＱ平面においてベクトル合成するベクトル合成ステップ（Ｓ４）と、上記トータルパワー算出ステップにより算出されたトータルパワーと上記ベクトル合成ステップによる出力とに基づき、上記受信した信号に含まれるノイズ成分量を検出して、上記受信した信号の有意性を判定する判定ステップ（Ｓ５）とを具備することにより、気象レーダシステムに用いられる信号処理方法が実現される。
【００３８】
そして、上記ステップＳ５に次いで、受信した信号の有意性についての判定結果が検出され（Ｓ６）、有意性がないことが検出されると、当該受信した信号による気象情報取得を停止（取得された受信信号或いはそれを用いて取得した気象情報を廃棄）する（Ｓ７）。一方、ステップＳ６において、受信信号に有意性があることが検出されると、当該受信した反射信号或いはそれを用いて取得した気象情報を採用する（Ｓ８）。これらのステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８は、気象情報取得装置３０のＣＰＵが実行するプログラムによって実行されるものである。
【００３９】
なお、判定ステップＳ６では、上記トータルパワー算出に係るステップＳ３により算出されたトータルパワーから上記ベクトル合成を行うステップＳ４の出力に係る合成ベクトルＶtotalの絶対値を減算してノイズ成分Ｎを求め、上記ベクトル合成を行うステップＳ４の出力に係る合成ベクトルＶtotalの絶対値を信号成分ＳとしてＳ／Ｎを求める。更に、この判定ステップＳ６においては、上記において求めたＳ／Ｎが所定閾値Ｔｈとを比較し、Ｓ／Ｎが所定閾値Ｔｈを超えていない場合に上記受信した反射信号について有意性なしと判定し、Ｓ／Ｎが所定閾値Ｔｈ以上である場合には反射信号が有意であると判定するものである。
【００４０】
また、トータルパワー算出に係るステップＳ３は、トータルパワー算出部１３が図２或いは図３に示されるように構成されていることに応じて、図８に示されるフローチャートによる処理により実現され、或いは図９に示されるフローチャートによる処理により実現される。トータルパワー算出部１３が図２に示されるように構成されていることに応じて、図８に示されるフローチャートによる処理により実現される場合には、高速フーリエ変換結果について地形エコーを除去し（Ｓ１１）、地形エコー除去が行われた結果について高速フーリエ逆変換を行い（Ｓ１２）、高速フーリエ逆変換結果について補助的に地形エコーを除去してＦＦＴ処理前の受信電力分布へ戻し（Ｓ１３）、地形エコー除去された高速フーリエ逆変換結果について受信強度を算出してトータルパワー（Σ（Ｉ’（ｔ）²＋Ｑ’（ｔ）²））を得る（Ｓ１４）。
【００４１】
一方、トータルパワー算出部１３が図３に示されるように構成されていることに応じて、図９に示されるフローチャートによる処理により実現される場合には、高速フーリエ変換結果について地形エコーを除去し（Ｓ２１）、地形エコー除去された高速フーリエ変換結果について受信強度を算出してトータルパワー（Σ（Ｉ’（ｆ）²＋Ｑ’（ｆ）²））を得る（Ｓ２２）。
【００４２】
これによっても、受信した反射信号の有意性を適切に安定して判定することができるものである。また、突発的に干渉波が増大する場合に不当な気象情報が取得される不具合を防ぐことができ、安定的な気象情報取得が確保される。
【００４３】
なお、上記システムでは、気象情報として雨量情報を取得する場合を示したが、本発明は風向等の気象情報を取得する場合にも適用できることは言うまでもない。この場合には、判定部１５による判定結果を風向等の気象情報を取得する装置へ送出して、到来する反射信号或いは取得した気象情報の廃棄、または取得した気象情報の採用を行う。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る気象レーダシステムにおける実施例の構成を示すブロック図。
【図２】図１に示される気象レーダシステムにおける要部に係る第１の構成例ブロック図。
【図３】図１に示される気象レーダシステムにおける要部に係る第２の構成例ブロック図。
【図４】本発明に係る気象レーダシステムにおいて、ＦＦＴ処理を行う前の受信電力とＦＦＴ処理を行った後のスペクトラムのトータル面積が等しいことを示す図。
【図５】本発明に係る気象レーダシステムによるＦＦＴ処理結果を示す図。
【図６】本発明に係る気象レーダシステムによるベクトル合成を示す図。
【図７】本発明に係る気象レーダシステムにおける信号処理工程のフローチャート。
【図８】図７に示されるフローチャートにおける要部の詳細フローチャート。
【図９】図７に示されるフローチャートにおける要部の詳細フローチャート。
【符号の説明】
【００４５】
１レーダ装置
２受信機
１０信号処理装置
１１直交位相検波部
１２ＦＦＴ処理部(高速フーリエ変換処理部)
１３トータルパワー算出部
１４ベクトル合成部
１５判定部
２３、２５地形エコー除去部
２４ＩＦＦＴ処理部（高速フーリエ逆変換処理部）
２６、２６Ａ受信強度算出部
３０気象情報取得装置

【特許請求の範囲】
【請求項１】
発射した電波の反射信号を受信し、受信した信号に基づき受信強度情報を検出し、この受信強度情報を用いて気象情報を取得する気象レーダシステムにおいて、
受信した反射信号について直交位相検波を行う直交位相検波部と、
前記直交位相検波部の出力について高速フーリエ変換処理を行ってパワースペクトラムを求めるＦＦＴ処理部と、
前記ＦＦＴ処理部の出力に基づいて前記受信した信号のトータルパワーを算出するトータルパワー算出部と、
前記ＦＦＴ処理部の出力したスペクトラムをＩＱ平面においてベクトル合成するベクトル合成部と、
前記トータルパワー算出部により算出されたトータルパワーと前記ベクトル合成部の出力とに基づき、前記受信した信号に含まれるノイズ成分量を検出して、前記受信した信号の有意性を判定する判定部とを具備することを特徴とする気象レーダシステム。
【請求項２】
前記判定部が、前記受信した信号について有意性なしと判定した場合には、当該受信した信号による気象情報取得を停止することを特徴とする請求項１に記載の気象レーダシステム。
【請求項３】
前記判定部は、前記トータルパワー算出部により算出されたトータルパワーから前記ベクトル合成部の出力を減算してノイズ成分Ｎを求め、前記ベクトル合成部の出力を信号成分ＳとしてＳ／Ｎを求め、該Ｓ／Ｎが所定閾値を超えていない場合に前記受信した信号について有意性なしと判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の気象レーダシステム。
【請求項４】
発射した電波の反射信号を受信し、受信した信号に基づき受信強度情報を検出し、この受信強度情報を用いて気象情報を取得する気象レーダシステムに用いられる信号処理方法において、
受信した反射信号について直交位相検波を行う直交位相検波ステップと、
前記直交位相検波ステップにより得られた出力について高速フーリエ変換処理を行ってパワースペクトラムを求めるＦＦＴ処理ステップと、
前記ＦＦＴ処理ステップによる出力に基づいて前記受信した信号のトータルパワーを算出するトータルパワー算出ステップと、
前記ＦＦＴ処理ステップにより得られたスペクトラムをＩＱ平面においてベクトル合成するベクトル合成ステップと、
前記トータルパワー算出ステップにより算出されたトータルパワーと前記ベクトル合成ステップによる出力とに基づき、前記受信した信号に含まれるノイズ成分量を検出して、前記受信した信号の有意性を判定する判定ステップとを具備することを特徴とする気象レーダシステムに用いられる信号処理方法。
【請求項５】
前記判定ステップにおいて、前記受信した信号について有意性なしと判定した場合には、当該受信した信号による気象情報取得を停止することを特徴とする請求項４に記載の気象レーダシステムに用いられる信号処理方法。
【請求項６】
前記判定ステップでは、前記トータルパワー算出ステップにより算出されたトータルパワーから前記ベクトル合成ステップによる出力を減算してノイズ成分Ｎを求め、前記ベクトル合成ステップによる出力を信号成分ＳとしてＳ／Ｎを求め、該Ｓ／Ｎが所定閾値を超えていない場合に前記受信した信号について有意性なしと判定することを特徴とする請求項４又は５に記載の気象レーダシステムに用いられる信号処理方法。

【図１】