科学的モデリングによる気象レーダの高解像度化

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フェーズドアレイ気象レーダにおいて，複素受信信号（IQ信号）からドップラースペクトルを推定するため，スパース性と滑らかさを用いた正則化モデルを提案した．提案モデルの非負の変数によってドップラースペクトルが推定され，これは凸最適化によってスパース性と滑らかさを活用できるようになっているものとなっている．フェーズドアレイ気象レーダーにおける数値実験では，提案手法が従来のスパース推定モデルにスムージングを組み合わせた手法よりも優れた性能を発揮することが示された．また，偏波レーダにおいて高解像度かつ高精度な降水量推定アルゴリズムの検討を行った．従来の方法では，SNの低い箇所において，低域濾過フィルタの適用に伴って，空間解像度を劣化させることが問題となっていた．これに対して，偏波間位相差（Phi-DP）を各レンジビンにおいて，滑らかさやSNを考慮しつつ，最適化問題として解く手法を提案し，初期検討を行った．結果，空間解像度を劣化させることなく，比較的高精度で推定可能なことが，数値計算および実測データで示された．さらに，2重偏波フェーズドアレイレーダにおいて問題となるグランドクラッタの除去アルゴリズムの検討も行った．2重偏波フェーズドアレイレーダでは，送信に比較的ビーム幅の広いファンビームを送信するため，数km近辺までグランドクラッタの影響が出ることが分かっているが，これに対して適応的なフィルタを適用することによって，どの程度，反射因子のみならず，偏波間位相差や偏波間相関係数等の2重偏波パラメータの測定精度が向上するのか検討を行っている．アンテナ形状を考慮して，反射因子に関しては数十dB程度のクラッタレベルの低減が確認されており，今後，偏波間位相差の精度を確認予定である．