特許 6411085 気象レーダ装置及び気象状況解析システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6411085

(24)【登録日】2018年10月5日

(45)【発行日】2018年10月24日

(54)【発明の名称】気象レーダ装置及び気象状況解析システム

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/95 20060101AFI20181015BHJP

   G01S 13/91 20060101ALI20181015BHJP

   G01S 13/87 20060101ALI20181015BHJP

   G01W 1/08 20060101ALI20181015BHJP

【ＦＩ】

   G01S13/95

   G01S13/91 200

   G01S13/87

   G01W1/08 C

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-122860(P2014-122860)

(22)【出願日】2014年6月13日

(65)【公開番号】特開2016-3891(P2016-3891A)

(43)【公開日】2016年1月12日

【審査請求日】2017年2月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】特許業務法人 志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】武田 孝文

(72)【発明者】

【氏名】久慈 義則

【審査官】 大▲瀬▼ 裕久

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０２７８１２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０９−０７２９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２６６８４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５３６６２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／００− ７／４２

１３／００−１３／９５

Ｇ０１Ｗ １／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１周波数帯域の送信波を送信する送信部と、
前記送信部から送信された前記送信波の反射波と、前記第１周波数帯域と異なる第２周波数帯域の航空機からの送信波とを受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記反射波に基づき、上空の気象状況を示す一次気象情報を取得する第１信号処理部と、
前記受信部が受信した前記航空機からの送信波から、気象情報を含む応答を要求する二次監視レーダによる質問信号に対する応答信号と、前記航空機から自発的に送信される拡張スキッタとを抽出し、抽出結果に基づいて前記航空機周辺の気象状況を示す二次気象情報を取得する第２信号処理部と、
を備える気象レーダ装置。

【請求項2】

前記受信部は、それぞれ異なる周波数帯域の前記反射波と前記航空機からの送信波の両方を受信し、アナログ信号処理する請求項１に記載の気象レーダ装置。

【請求項3】

それぞれ異なる周波数帯域の前記反射波と前記航空機からの送信波の両方を入力し、アナログ信号からデジタル信号に変換する変換部を備える請求項１又は２に記載の気象レーダ装置。

【請求項4】

前記受信部は、それぞれ異なる周波数帯域の前記反射波と前記航空機からの送信波の両方を通過させるフィルタを備える請求項１から３のうちいずれか一項に記載の気象レーダ装置。

【請求項5】

前記請求項１から４のうちいずれか一項に記載の気象レーダ装置と、
前記一次気象情報と前記二次気象情報とに基づき、気象状況を解析する気象解析装置と、
を備える気象状況解析システム。

【請求項6】

前記気象解析装置は、前記応答信号のうちショート応答よりもビット数が長いロング応答に基づいて、前記二次気象情報と、前記二次気象情報が取得された位置を示す位置情報とを取得する、
請求項５に記載の気象状況解析システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、気象レーダ装置及び気象状況解析システムに関する。

【背景技術】

【0002】

気象レーダ装置は、通常、送信波を送信して、上空の目標物から反射する反射波に基づき、気象レーダ装置の上空の気象に関する情報を検出している。
一方、二次監視レーダは、航空機からの応答により、位置情報、識別情報、高度情報等の航空監視を目的とした情報を取得することが基本的な役割である。

【0003】

航空機は、直接上空で観測した気象に関する情報も持っているが現在は使用されていない。また、気象レーダ装置と二次監視レーダ装置は取り扱う周波数帯が異なるため、気象レーダ装置では航空機の情報を受信することができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−２４２３２３号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】Michael C. Stevens “Secondary Surveillance Radar” 1988, ISBN 0-89006-292-7

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、気象レーダ装置の受信機を広帯域化させることにより、気象レーダ装置としての気象に関する情報に加え、航空機が持つ気象に関する情報も取得できるようにし、従来の気象レーダ装置の観測範囲外にわたる広範囲な気象に関する情報を取得することができる気象レーダ装置及び気象状況解析システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態の気象レーダ装置は、送信部と、受信部と、第１信号処理部と、第２信号処理部とを持つ。送信部は、第１周波数帯域の送信波を送信する。受信部は、前記送信部から送信された前記送信波の反射波と、前記第１周波数帯域と異なる第２周波数帯域の航空機からの送信波とを受信する。第１信号処理部は、前記受信部が受信した前記反射波に基づき、上空の気象状況を示す一次気象情報を取得する。第２信号処理部は、前記受信部が受信した前記航空機からの送信波から、気象情報を含む応答を要求する二次監視レーダによる質問信号に対する応答信号と、前記航空機から自発的に送信される拡張スキッタとを抽出し、抽出結果に基づいて前記航空機周辺の気象状況を示す二次気象情報を取得する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る気象状況解析システム１００の一例を示す概略図。

【図2】実施形態に係る二次監視レーダ３の構成例を示すブロック。

【図3】実施形態に係る応答信号の一例を説明するための参考図。

【図4】実施形態に係る気象レーダ装置１の構成例を示すブロック。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、実施形態の気象状況解析システムについて図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１を参照して、本実施形態に係る気象レーダ装置を備える気象状況解析システム１００について説明する。図１は、実施形態に係る気象状況解析システム１００の一例を示す概略図である。
気象状況解析システム１００は、気象レーダ装置１と、気象解析装置２と、二次監視レーダ３とを備える。

【0010】

気象レーダ装置１は、送信波Ｗ１をアンテナから送信するとともに、大気中のチリや雲、雨等の目標物から送信波Ｗ１が反射した反射波Ｗ２を受信する。気象レーダ装置１は、受信した反射波Ｗ２の強度（振幅）、周波数、角度等から目標物の位置を検出する。また、気象レーダ装置１は、受信した反射波Ｗ２の強度（振幅）、周波数、角度等に基づき、目標物周辺の気象に関する情報（以下、一次気象情報という）を取得する。

【0011】

二次監視レーダ３は、例えば地上局等に設置されており、航空機４に備えられるトランスポンダ４１との質問応答に基づいて航空機４の飛行を監視する装置である。二次監視レーダ３では、オールコール期間に一括質問を送信し、ロールコール期間に個別質問を送信し、一括質問及び個別質問からそれぞれ受信する応答を利用して航空機４の飛行を監視する。実施形態において、二次監視レーダ３は、ロールコール期間において質問信号Ｗ３を送信する際に、定期的にＧＩＣＢレジスタの気象情報の要求（ＧＩＣＢ要求）を含む質問信号Ｗ３を送信し、気象情報を収集する。なお、オールコール期間における処理については質問信号Ｗ３の送信及び応答信号Ｗ４の受信と、受信した応答信号Ｗ４の解析であって、従来の処理と同一である。そのため、以下では、オールコール期間における処理については説明を省略し、ロールコール期間における処理について説明する。

【0012】

また、航空機４からは、拡張スキッタＷ５が定期的に送信されている。拡張スキッタＷ５とは、拡張スキッタの送信機能（ＡＤＳ−Ｂトランスポンダ）を有する航空機４が定期的に送信する信号である。

【0013】

実施形態において、気象レーダ装置１は、自身が送信した送信波Ｗ１の反射波Ｗ２を受信すると共に、航空機から送信された所定形式の信号（例えば、応答信号Ｗ４、拡張スキッタＷ５）を受信する。気象解析装置２は、反射波Ｗ２を解析することで一次気象情報を取得するとともに、応答信号Ｗ４及び拡張スキッタ信号Ｗ５を解析することにより、航空機４の周辺の気象に関する情報（以下、二次気象情報という）を取得する。

【0014】

なお、航空機４から送信された所定形式の信号には、例えば、モードＳ応答のプリアンブルを含む信号（実施形態における応答信号Ｗ４）がある。モードＳ応答のプリアンブルとは、パルス幅が５００ｎｓの４のパルスから成り、第１パルスと第２パルスとの間隔が１μｓであり、第１パルスと第３パルスとの間隔が３．５μｓであり、第１パルスと第３パルスとの間隔が１μｓである。なお、モードＳ応答のデータブロックのデータ長は５６ビット又は１１２ビットで、データブロックは、プリアンブルの第１パルスから８μｓで開始するとともに、マンチェスタコードを利用し各パルス幅が５００ｎｓになるように規定されている。また、拡張スキッタＷ５のプリアンブルもモードＳ応答のプリアンブルと同一のパルスパターンであって、拡張スキッタＷ５のデータブロックは、プリアンブルの第１パルスから８μｓで開始するとともに、データ長は１１２ビットであって、マンチェスタコードを利用し各パルス幅が５００ｎｓになるように規定されている。

【0015】

実施形態において、モードＳ応答とは、航空機４が二次監視レーダ３から入力したモードＳ質問に応答して送信され、二次監視レーダ３において航空機４の監視に利用される信号である。拡張スキッタとは、拡張スキッタの送信機能を有する航空機４が自発的に所定のタイミングで（定期的に）送信する信号である。

【0016】

気象解析装置２は、気象レーダ装置１と接続されており、気象レーダ装置１からの一次気象情報及び二次気象情報に基づき、気象状況を解析する。

【0017】

次に、図２を参照して、二次監視レーダ３の構成について説明する。図２は、実施形態に係る二次監視レーダ３の構成例を示すブロックである。
トランスポンダ４１は、アンテナ４２と、アンテナ４２を介して信号を送受信する送受信部４３と、受送信する信号を処理する信号処理部４４を備える。信号処理部４４は、例えば、送受信部４３を介して受信した質問信号Ｗ３を解析して、質問信号Ｗ３に応じた応答信号Ｗ４を生成し、送受信部４３に出力する。
なお、トランスポンダ４１は、ＧＩＣＢレジスタを備え、航空機４の周辺の気象に関する情報（例えば、気圧、気温等）を取得し、ＧＩＣＢレジスタに格納する。トランスポンダ４１の信号処理部４４は、ＧＩＣＢレジスタから読み出した情報に基づき競う情報を含む応答信号Ｗ４を生成し、アンテナ４２から送信させる。

【0018】

二次監視レーダ３は、アンテナ３１と、アンテナ３１を介して信号を送受信する送受信部３２と、質問信号を制御するとともに受信する応答信号Ｗ４を処理する信号処理部３３と、監視対象の航空機４に関する航空機データを記憶する航空機データ記憶部３４とを備える。
航空機データ記憶部３４では、ロールコール期間における監視対象の航空機４から取得した情報（モードＳアドレス、位置情報等）を含む航空機データを記憶している。
送受信部３２は、送信部３２１及び受信部３２２を有し、アンテナ３１を介して質問信号Ｗ３を送信するとともに、アンテナ３１で受信する応答信号Ｗ４を信号処理部３３に出力している。

【0019】

信号処理部３３は、質問信号Ｗ３の送信を制御する送信制御部３３１、送信する質問信号Ｗ３を生成する質問生成部３３２、受信した応答信号Ｗ４を処理するモードＳ応答処理部３３３、受信した応答信号Ｗ４を利用してレポートを生成するレポート生成部３３４、受信した応答信号Ｗ４を利用して航空機データを更新する更新部３３５、及び、ＧＩＣＢレジスタの気象情報の送信を要求するタイミングを判定する判定部３３６を備えている。
具体的には、送信制御部３３１は、質問生成部３３２から入力する質問信号Ｗ３を送受信部３２に出力し、送信部３２１にアンテナ３１を介して送信させる。ここで、送信制御部３３１がロールコール期間に送信する質問信号Ｗ３は、通常のロールコール期間の質問信号Ｗ３又はＧＩＣＢレジスタの気象情報を含む応答を要求する質問信号Ｗ３のいずれかである。

【0020】

モードＳ応答処理部３３３は、送受信部３２がアンテナ３１を介して受信した信号を入力すると、入力した信号を解析して信号に含まれるモードＳアドレスに基づき送信した質問に含まれるモードＳアドレスと一致する信号を、送信制御部３３１が送信した質問信号Ｗ３に対する応答信号として取得する。モードＳ応答処理部３３３は、モードＳアドレスが一致しない信号を質問信号Ｗ３に対する応答信号Ｗ４でないとして破棄する。
モードＳ応答処理部３３３は、取得した応答信号Ｗ４を解析し、この解析結果を判定結果とともにレポート生成部３３４、及び更新部３３５に出力する。

【0021】

モードＳ応答処理部３３３は、受信した応答信号Ｗ４がショート応答（通常のロールコール期間の応答信号Ｗ４）であるかロング応答（ＧＩＣＢレジスタの気象情報を含む応答信号Ｗ４）であるかを判定する。
ショート応答は、送信制御部３３１が通常の質問信号Ｗ３を送信した場合に応答される信号である。具体的に説明すると、ショート応答とは、図３（ａ）に示すような、５ビットのＤＦフィールドと、３ビットのＦＳフィールドと、５ビットのＤＲフィールドと、６ビットのＵＭフィールドと、１３ビットのＡＣフィールド又はＩＤフィールドと、２４ビットのＡＰフィールドとを有する５６ビットのデータである。
ロング応答は、送信制御部３３１がＧＩＣＢレジスタの気象情報を要求する質問信号Ｗ３を送信した場合に応答される応答信号Ｗ４である。具体的に説明すると、ロング応答は、図３（ｂ）に示すような、ショート応答で含むデータに加え、５６ビットのＭＢフィールドを有する１１２ビットのデータである。

【0022】

レポート生成部３３４は、モードＳ応答処理部３３３から入力する応答信号Ｗ４の解析結果を利用して航空機４の飛行状況に関するレポートを生成する。具体的には、レポートには、航空機のモードＳアドレス、位置情報等を含んでいる。生成されたレポートは、管制塔等の受信装置に送信され、航空管制に利用される。
更新部３３５は、モードＳ応答処理部３３３から入力する応答信号Ｗ４の解析結果を利用して航空機データ記憶部３４で記憶される航空機データを更新する。

【0023】

判定部３３６は、ロールコール期間において、質問信号Ｗ３の送信の際、ＧＩＣＢレジスタの気象情報は要求しない通常の質問信号Ｗ３を送信するのか、または、ＧＩＣＢレジスタの気象情報を要求する質問信号Ｗ３を送信するのかを判定する。すなわち、図３を用いて上述したように、ＧＩＣＢレジスタの気象情報を含まない通常の応答信号Ｗ４はショート応答であるが、ＧＩＣＢレジスタの気象情報を含む応答信号Ｗ４はロング応答であり、ロング応答を多く受信する場合、ショート応答のみを受信する場合と比較して、受信することのできる応答信号Ｗ４の数が少なくなる。このように、受信することのできる応答信号Ｗ４が減少した場合、二次監視レーダ３では必要な航空機４の情報まで取得できなくなり、本来の航空機４の監視が十分に実施できなくなるおそれがある。したがって、二次監視レーダ３では、航空機４から応答信号Ｗ４を受信する際には定期的なタイミングで気象情報を取得する。

【0024】

例えば、判定部３３６は、モードＳアドレスと質問信号Ｗ３の送信履歴とを関連付けてメモリに記憶しており、質問信号Ｗ３を送信する際、１０回のうち１回だけＧＩＣＢレジスタの気象情報を要求する質問信号Ｗ３を送信し、残りの９回は通常の質問信号Ｗ３を送信するようにすることができる。航空機４への質問信号Ｗ３の送信は頻繁に繰り返されるとともに、気象情報の取得には、航空機４の監視と比べて頻繁である必要がないため、このようにＧＩＣＢレジスタの気象情報を取得するタイミングを制限しても気象情報の生成に十分なデータを収集することができる。

【0025】

次に、図４を参照して、気象レーダ装置１の構成例について説明する。図４は、実施形態に係る気象レーダ装置１の構成例を示すブロックである。
気象レーダ装置１は、アンテナ１１と、アンテナ１１を介して信号（電波）の送受信を実行する送受信部１３と、送受信する信号の形式を変換するデータ変換部１５と、信号の送信制御や受信した信号を処理する信号処理部１７とを備えている。

【0026】

送受信部１３は、送信部１３１と、受信部１３３とを備える。送受信部１３は、アンテナ１１が受信したアナログ信号や、データ変換部１５から出力されたアナログ信号に基づき、アナログ信号処理をする。
送信部１３１は、信号処理部１７から供給される送信トリガに従い、所定の変調方式に基づいて変調された、デジタル形式の変調信号を作成する。送信部１３１は、送信ＩＦ信号の周波数をＲＦ帯へアップコンバートし、パルス信号とする。送信部１３１は、作成したパルス信号をアンテナ１１へ出力する。
送信部１３１は、観測シーケンスで設定されている観測点へ向けてパルス信号（送信波Ｗ１）を送信し、予め設定された観測範囲に対する観測を行う。観測点は、仰角及び方位角により指定される。アンテナ１１により形成される送信ビームのアンテナパターンは、観測点毎に異なる。送信ビームのアンテナパターンには、メインローブ及びサイドローブが含まれ、メインローブ及びサイドローブの振幅は既知である。放射されたパルス信号は、観測対象によって反射され、反射パルスとしてアンテナ１１のフェーズドアレイアンテナにより捕捉される。

【0027】

アンテナ１１は、受信信号を増幅器により増幅し、増幅した受信信号の位相を移相器により操作し、位相を操作した受信信号を受信部１３３へ出力する。

【0028】

受信部１３３は、フィルタ１３５と、ＩＦコンバータ１３７とを備える。フィルタ１３５は、アンテナ１１から供給される受信信号の一部の周波数を削除し、予め決められた広域周波数帯の受信信号を出力する。フィルタ１３５が出力する広域周波数帯は、反射波Ｗ２の周波数帯域（例えば、５ＧＨｚ、１０ＧＨｚ等）と、応答信号Ｗ４及び拡張スキッタＷ５の周波数帯域（例えば、１ＧＨｚ等）とを含む帯域である。実施形態において、フィルタ１３５は、受信した信号のうち、例えば周波数帯域が０．６ＧＨｚ〜１１ＧＨｚの信号を通過させる。ＩＦコンバータ１３７は、フィルタ１３５から通過した広域周波数帯の信号をＩＦ帯にダウンコンバートする。

【0029】

データ変換部１５は、Ｄ／Ａコンバータ１５１とＡ／Ｄコンバータ１５２とを備える。
Ｄ／Ａコンバータ１５１は、デジタル形式の信号をアナログ形式へデジタル−アナログ変換する。実施形態においてＡ／Ｄコンバータ１５２は、送信制御部１７１が出力した信号をデジタル−アナログ変換し、アナログ形式の信号を送信部１３１に出力する。
Ａ／Ｄコンバータ１５２は、アナログ形式の信号をデジタル形式へアナログ−デジタル変換する。実施形態においてＡ／Ｄコンバータ１５２は、受信部１３３がＩＦ帯にダウンコンバートした受信信号を、アナログ−デジタル変換し、デジタル形式の信号を信号処理部１７へ出力する。

【0030】

信号処理部１７は、送信制御部１７１と、第１信号処理部１７２と、第２信号処理部１７３とを備える。信号処理部１７は、データ変換部１５から出力されたデジタル信号や、自身が生成するデジタル信号に基づき、デジタル信号処理をする。実施形態において、信号処理部１７の一部又は全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのハードウェア機能部である。

【0031】

信号制御部１７１は、送信波Ｗ１のパルス信号を生成し、Ｄ／Ａコンバータ１５１に出力する。

【0032】

第１信号処理部１７２は、受信部１３３で受信処理が施された反射パルスに対して、ＩＱ検波、受信ビームのビーム形成及びパルス圧縮を行う。第１信号処理部１７２により形成される受信ビームのアンテナパターンは、観測点毎に異なる。受信ビームのアンテナパターンには、メインローブ及びサイドローブが含まれ、メインローブ及びサイドローブの振幅は既知である。第１信号処理部１７２は、パルス圧縮された反射パルスに基づき、受信強度を算出する。第１信号処理部１７２は、算出した受信強度（一次気象情報）を、気象解析装置２へ出力する。

【0033】

第２信号処理部１７３は、モードＳ応答処理部１７５と、拡張スキッタ処理部１７７とを備える。
モードＳ応答処理部１７５は、Ａ／Ｄコンバータ１５２からのデジタル信号を解析して、応答信号Ｗ４を抽出し、応答信号Ｗ４についての信号処理を行う。例えば、モードＳ応答処理部１７５は、Ａ／Ｄコンバータ１５２からのデジタル信号からモードＳ応答のプリアンブルを検出した場合、デジタル信号からモードＳ応答をデコードする。モードＳ応答処理部１７５は、デコードしたモードＳ応答を気象解析装置２に出力する。なお、モードＳ応答処理部１７５は、Ａ／Ｄコンバータ１５２からのデジタル信号のうち、モードＳ応答のプリアンブルを検出しない場合、受信したデジタル信号を破棄する。

【0034】

拡張スキッタ処理部１７７は、Ａ／Ｄコンバータ１５２からのデジタル信号を解析して、拡張スキッタＷ５を抽出し、拡張スキッタＷ５についての信号処理を行う。例えば、拡張スキッタ処理部１７７は、Ａ／Ｄコンバータ１５２からのデジタル信号から拡張スキッタのプリアンブルを検出した場合、デジタル信号から拡張スキッタＷ５をデコードする。拡張スキッタ処理部１７７は、デコードした拡張スキッタＷ５を気象解析装置２に出力する。なお、拡張スキッタ処理部１７７は、Ａ／Ｄコンバータ１５２からのデジタル信号のうち、拡張スキッタのプリアンブルを検出しない場合、受信したデジタル信号を破棄する。

【0035】

気象解析装置２は、第１信号処理部１７２から一次気象情報を取得し、内蔵する記憶領域に格納する。
気象解析装置２は、第２信号処理部１７３からの応答信号Ｗ４又拡張スキッタＷ５のうちロング応答に含まれる気象に関する情報（二次気象情報）を取得する。また、気象解析装置２は、入力した応答信号Ｗ４又は拡張スキッタＷ５のうちロング応答に含まれる位置情報を取得する。
気象解析装置２は、ロング応答から取得された二次気象情報と、同一のロング応答から取得された位置情報とを関連づけて、内蔵する記憶領域に格納する。気象解析装置２は、この記憶領域に格納されている情報を参照し、気象状況を解析する。例えば、気象解析装置２は、広い範囲の気象情報を集めて天気予報等に利用する天気図等を作成する。
ここで、気象解析装置２は、一次気象情報と二次気象情報とを用いて気象状況を解析することにより、反射波Ｗ２では検出することができない地域の気象について二次気象情報を用いて解析することができる。よって、より広い範囲の気象情報に基づき、気象状況を解析することができるため、解析精度を高めることができる。

【0036】

上記各実施形態では、信号処理部１７は、ＬＳＩ等のハードウェア機能部であるものとしたが、ソフトウェア機能部であってもよい。例えば、ＣＰＵ等がプログラムを実行することにより、各処理を実行する機能部であってもよい。

【0037】

上記各実施形態では、受信部１３３が、広域周波数帯域の信号を通過させるフィルタ１３５を備えると説明したが、これに限られない。例えば、受信部１３３は、反射波Ｗ２の周波数帯域（例えば、５ＧＨｚ、１０ＧＨｚ等）と、応答信号Ｗ４及び拡張スキッタＷ５の周波数帯域（例えば、１ＧＨｚ等）とをそれぞれ受信するように周波数変換（チューニング）する構成を備えるものであってもよい。

【0038】

上記各実施形態では、反射波Ｗ２の周波数帯域は例えば、５ＧＨｚ、１０ＧＨｚ等であり、応答信号Ｗ４及び拡張スキッタＷ５の周波数帯域は例えば、１ＧＨｚ等であると説明したがこれに限られない。反射波Ｗ２で使用される周波数帯域はＸ帯やＳ帯であり、応答信号Ｗ４及び拡張スキッタＷ５で使用される周波数帯域はＬ帯であってもよい。

【0039】

上記各実施形態では、気象解析装置２が、応答信号Ｗ４又は拡張スキッタＷ５のうちロング応答に含まれる位置情報を取得すると説明したがこれに限られない。例えば、気象解析装置２は、航空機４の航路やフライトスケジュールに応じて航空機の飛行位置と飛行時刻を対応付けた情報を予め記憶しておき、受信した応答信号Ｗ４又は拡張スキッタＷ５に含まれる航空機４の識別情報や受信時刻に基づき、航空機４の飛行位置を求めてもよい。このようにして、気象解析装置２は、二次気象情報が取得された位置を求めてもよい。

【0040】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、送信部から送信された送信波Ｗ１の反射波Ｗ２と、航空機４から送信される航空機信号（応答信号Ｗ４又は拡張スキッタＷ５）とを受信する受信部１３３を持つことにより、気象レーダ装置１の上空を含む広い範囲の気象に関する情報を収集することができる。

【0041】

また、以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、気象レーダ装置の受信機を広帯域化させることにより気象レーダ装置としての気象に関する情報に加え、航空機が持つ気象に関する情報も取得できるようにし、従来の気象レーダ装置の観測範囲外にわたる広範囲な気象状況を解析することにより、気象レーダ装置１の上空の気象状況の解析精度を高めることができる。

【0042】

また、以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、気球等を用いて、気象レーダ装置１の上空以外の気象状況を取得せずにすむ。気球は、無人であり、風邪に流されることにより測定位置を決めることや、気球の回収が困難であった。

【0043】

また、以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、受信部１３３やＡ／Ｄコンバータ１５２を共通化することにより、気象レーダ装置１の構成を簡略化し、製造コストを削減することができる。

【0044】

また、以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、航空機４から受信する応答信号Ｗ４や拡張スキッタＷ５を受信し、二次気象情報を取得する機能を気象レーダ装置１に搭載することにより、簡単に、一次気象情報と二次気象情報とを取得することができる。

【0045】

また、以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、二次監視レーダ３が送信した質問信号Ｗ３に対応する応答信号Ｗ４を受信可能な領域に気象レーダ装置１を設置することで、気象レーダ装置１は、質問信号Ｗ３を送信する機能構成を省略することができる。よって、気象レーダ装置１の製造コストを削減することができる。

【0046】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0047】

１…気象レーダ装置、２…気象解析装置、３…二次監視レーダ、４…航空機、Ｗ１…送信波、Ｗ２…反射波、Ｗ３…質問信号、Ｗ４…応答信号、Ｗ５…拡張スキッタ、１１…アンテナ、１３…送受信部、１５…データ変換部、１７…信号処理部、１３１…送信部、１３３…受信部、１３５…フィルタ、１３７…ＩＦコンバータ、１５１…Ｄ／Ａコンバータ、１５２…Ａ／Ｄコンバータ、１７１…送信制御部、１７２…第１信号処理部、１７３…第２信号処理部、１７５…モードＳ応答処理部、１７７…拡張スキッタ処理部、３１…アンテナ、３２…送受信部、３３…信号処理部、３４…航空機データ記憶部、３２１…送信部、３２２…受信部、３３１…送信制御部、３３２…質問生成部、３３３…モードＳ応答処理部、３３４…レポート生成部、３３５…更新部、３３６…判定部、４１…トランスポンダ、４２…アンテナ、４３…送受信部、４４…信号処理部、１００…気象状況解析システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】