Development of Radar Inversion Technologies for Small-Scale Weather Disturbances

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．

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．