Development of Radar Inversion Technologies for Small-Scale Weather Disturbances

小规模天气扰动雷达反演技术的发展

• 批准号: 20H02166
• 负责人: 西村 耕司
• 金额: $ 10.32万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02166/
• 关键词: レーダー; 大気レーダー; フェーズドアレイ気象レーダー; 逆問題; ウィンドプロファイラー; 干渉計

大型大気レーダーにおいては強力な送信電力から自己の受信機を保護するため，パルス送信終了後受信機がオンとなる前に一定の空白時間が設けられている．このため一般的に7-10us程度のブランク（不感）時間が発生し，これに対応して地上から1000-1500m程度の低高度領域の観測が不可能となっている．京都大学信楽MU観測所に設置されるMUレーダーも同様である．この問題を解決するため，レーダー本体とは別に受信専用のアンテナを設置し，送受信の切り替えを行うことなく受信することにより低高度からの大気エコーを取得する手法の開発を行なった．MUレーダーでは多数のデジタル受信機を備えており，これを利用することにより外付け受信アンテナからの信号を取得することが可能だが，７usのブランク時間だけ信号を遅延させる必要がある．これには電気フィルターや，ソフトウェア送受信機，長尺の信号線を用いる方法などが考えられるが，コスト，安定性などの面から光電変換と長尺の光ファイバーを用いる方法が最も有利である．ここで光電変換装置にはレーダーに求められる水準の極めて高い線形性が必要となる．そのため複数の候補について線形性および雑音レベルの比較を行い，求められる基準を満たす製品を選定し，2000mの光ファイバーと組み合わせることにより光学ディレイの開発に成功した．これにより低高度領域のエコー受信が可能となった．しかしMUレーダーを用いた低高度領域の実観測データの解析の結果，過大な干渉信号が重畳することが判明した．これはMUレーダーの送信増幅器が送信停止後のブランク時間においても強大な雑音を発生しているためだと推測されるが，この場合簡易な回避策はなく，受信アンテナを高度にアダプティブアレイ化するなどの手法が必要となる．問題の切り分けのため引き続き南極大型大気レーダーを用いた低高度観測および解析を実施する予定である．

Large scale transmission equipment is equipped with a certain dead time before the transmission equipment is terminated. The detection time of 7-10us is usually generated, but it is impossible to detect the low altitude area of 1000-1500m above ground. Kyoto University's MU Institute of Information Technology This problem is solved by setting up the main body of the receiver, setting up the receiver, switching the receiver. 7. The time limit of the signal is delayed. The most advantageous method is the use of a long signal line. The most advantageous method is the use of a long signal line. The most advantageous method is the use of a long signal line. The photoelectric conversion device is required to be linear in height and level. The number of candidates is linear and the number of candidates is linear. The number of candidates is linear.これにより低高度领域のエコー受信が可能となった. The result of the analysis of the low altitude field is that the interference signal is too large This is the case when the transmitter amplifier of MU stops transmitting and the transmission time after the transmission stops. It is necessary to use simple avoidance measures to avoid the transmission time after the transmission stops. The problem is divided into two parts: the first part is the first part is the second part is the third part is the fourth part is the fourth part is the fourth

项目成果

MFレーダー観測に基づく南極MLT領域風速場の水平構造の推定

基于中频雷达观测的南极MLT地区风场水平结构估计

• 发表时间: 2021
• 作者: 堤 雅基;橋本 大志;西村 耕司;佐藤 亨;高麗 正史;佐藤 薫
• 通讯作者: 佐藤 薫

An Estimator for Weather Radar Doppler Power Spectrum via Minimum Mean Square Error

基于最小均方误差的天气雷达多普勒功率谱估计器

• DOI: 10.1109/tgrs.2020.3044111
• 发表时间: 2021
• 期刊: IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing
• 影响因子: 8.2
• 作者: Yoshikawa Eiichi;Takizawa Naoya;Kikuchi Hiroshi;Mega Tomoaki;Ushio Tomoo
• 通讯作者: Ushio Tomoo

FAI観測用アンテナアレイの再構成とFAIイメージング観測の初期解析

用于 FAI 观测的天线阵列的重新配置和 FAI 成像观测的初步分析

• 发表时间: 2022
• 作者: HAYASHI Yuka;NAKAMURA Hisakazu;西村 悠樹;橋本大志，香川大輔，西村耕司，齊藤昭則，堤雅基，佐藤亨，佐藤薫
• 通讯作者: 橋本大志，香川大輔，西村耕司，齊藤昭則，堤雅基，佐藤亨，佐藤薫

レーダー干渉計インバージョンによる３次元風速場推定法の開発

雷达干涉仪反演三维风速场估算方法的发展

• 发表时间: 2022
• 作者: 平野晃宏;尾崎光紀;八木谷聡;土田湧貴，西村悠樹;江波祥樹，大木健太郎;田村亮祐，西村耕司，橋口浩之
• 通讯作者: 田村亮祐，西村耕司，橋口浩之

Current Status of the EISCAT_3D project and the Japan’s contribution

EISCAT_3D项目的现状和日本的贡献

• 发表时间: 2020
• 作者: 宮岡宏，小川泰信，野澤悟徳，西村耕司，橋本大志，大山伸一郎，中村卓司，藤井良一，Heinselman Craig