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JP7052501B2 - Sound wave generator for lath radar and lath radar - Google Patents
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JP7052501B2 - Sound wave generator for lath radar and lath radar - Google Patents

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JP7052501B2 JP2018072191A JP2018072191A JP7052501B2 JP 7052501 B2 JP7052501 B2 JP 7052501B2 JP 2018072191 A JP2018072191 A JP 2018072191A JP 2018072191 A JP2018072191 A JP 2018072191A JP 7052501 B2 JP7052501 B2 JP 7052501B2
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Description

本発明は、ラスレーダー用の音波発生装置、及び、ラスレーダーに関し、具体的には指向性の高い音波を発生させることが可能なラスレーダー用の音波発生装置及びラスレーダーに関するものである。 The present invention relates to a sound wave generator for a lath radar and a lath radar, specifically, a sound wave generator for a lath radar and a lath radar capable of generating sound waves having high directivity.

従来、上層大気中の風向風速・気温高度分布を地上から連続的に遠隔測定するためのシステムとして、電波音波計測システム(ラス(RASS:Radio Acoustic Sounding System)レーダー)が知られている(例えば、特許文献1を参照)。 Conventionally, a radio wave sound measurement system (RASS (Radio Acoustic Sounding System) radar) is known as a system for continuously and remotely measuring the wind direction, wind speed, and temperature altitude distribution in the upper atmosphere (for example, RASS). See Patent Document 1).

ラスレーダーは、地上の音源から上空の観測空域に向けて音波を発射するとともに、ドップラーレーダーから観測空域に向けて電波を発射する。そして、音波の音波面(粗密波面)で反射されるとともにドップラー効果によって周波数がシフトした電波を地上で受信し、電波のドップラーシフト量から観測空域の音波の伝播速度を測定する。さらに、音波の伝播速度が媒質の温度によって変化する性質を利用して、観測空域における気温を算出するのである。 The lath radar emits sound waves from a sound source on the ground toward the observed airspace above, and also emits radio waves from the Doppler radar toward the observed airspace. Then, a radio wave that is reflected by the sound wave surface (rough wave surface) of the sound wave and whose frequency is shifted by the Doppler effect is received on the ground, and the propagation speed of the sound wave in the observed airspace is measured from the Doppler shift amount of the radio wave. Furthermore, the temperature in the observed airspace is calculated by utilizing the property that the propagation velocity of sound waves changes depending on the temperature of the medium.

特開2017-172982号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-172982

前記特許文献には、上方に向けて設置された指向性スピーカーから上空に向かって音波を送波する技術が記載されている。しかし、このような構成では、降雨時や降雪時に指向性スピーカーに設けられた圧電素子が濡れてしまう。一方、指向性スピーカーを下方に向けて設置し、指向性スピーカーの真下に音波を反射する反射板を配置した場合には、反射板で反射した音が指向性スピーカーに当たってしまう。この場合、音波を適切に上空に送波することができなくなるとともに、指向性スピーカーに当たった音が周囲に伝搬することによる音漏れが大きくなる。 The patent document describes a technique for transmitting sound waves toward the sky from a directional speaker installed upward. However, in such a configuration, the piezoelectric element provided in the directional speaker gets wet when it rains or snows. On the other hand, when the directional speaker is installed facing downward and the reflector for reflecting the sound wave is arranged directly under the directional speaker, the sound reflected by the reflector hits the directional speaker. In this case, the sound wave cannot be properly transmitted to the sky, and the sound that hits the directional speaker propagates to the surroundings, resulting in large sound leakage.

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、音波を適切に上空に送波できるとともに、周囲への音漏れを抑制することを可能とする、ラスレーダー用の音波発生装置、及び、ラスレーダーを提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem to be solved by the present invention is to be able to appropriately send sound waves to the sky and suppress sound leakage to the surroundings. , A sound wave generator for a lath radar, and a lath radar.

本発明は、前述の課題解決のために、以下のラスレーダー用の音波発生装置を構成した。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention constitutes the following sound wave generator for a lath radar.

(1)音波と電波とを上空に向けて送波し、音波面によって反射する電波のドップラー効果による周波数シフト量から観測空域での音速を測定し、測定した音速から観測空域における気温を算出するラスレーダー用の音波発生装置であって、傾斜して配置される第一反射板と、前記第一反射板と対向する位置に傾斜して配置される第二反射板と、前記第一反射板の上方に設けられた架台に、音波を下方に向けて出力する向きに設置されるパラメトリックスピーカーと、を備え、前記パラメトリックスピーカーから出力された音波が、前記第一反射板で反射した後に前記第二反射板に向けて送波され、前記第一反射板から前記第二反射板に向けた送波された音波が、前記第二反射板で反射した後に上空に向けて送波され、前記第二反射板における、前記第一反射板と反対側の端部に、前記第二反射板に対して傾斜する二次反射板が設けられる、ラスレーダー用の音波発生装置。 (1) Sound waves and radio waves are sent toward the sky, the sound velocity in the observed airspace is measured from the frequency shift amount due to the Doppler effect of the radio waves reflected by the sound wave surface, and the temperature in the observed airspace is calculated from the measured sound velocity. A sound wave generator for a lath radar, the first reflecting plate arranged at an angle, the second reflecting plate inclined at a position facing the first reflecting plate, and the first reflecting plate. A parametric speaker installed so as to output sound waves downward is provided on a gantry provided above the above, and the sound waves output from the parametric speakers are reflected by the first reflector and then the first. (2) Sound waves transmitted toward the second reflector and transmitted from the first reflector toward the second reflector are reflected by the second reflector and then transmitted toward the sky, and the first A sound wave generator for a lath radar, wherein a secondary reflector that is inclined with respect to the second reflector is provided at an end of the second reflector on the opposite side of the first reflector.

(2)前記パラメトリックスピーカーから出力された音波が、前記第一反射板と前記第二反射板とで反射した後に、鉛直上向きに送波される、(1)に記載のラスレーダー用の音波発生装置。 (2) The sound wave generation for the lath radar according to (1) , wherein the sound wave output from the parametric speaker is reflected by the first reflector and the second reflector and then transmitted vertically upward. Device.

(3)前記パラメトリックスピーカーは、音波を鉛直下向きに出力する向きに設置される、(1)又は(2)に記載のラスレーダー用の音波発生装置。 (3) The sound wave generator for a lath radar according to (1) or (2) , wherein the parametric speaker is installed so as to output sound waves vertically downward.

(4)前記第一反射板と前記第二反射板とは、水平面から40度から50度の間の角度に傾斜して配置される、(3)に記載のラスレーダー用の音波発生装置。 (4) The sound wave generator for a lath radar according to (3) , wherein the first reflector and the second reflector are arranged at an angle of between 40 and 50 degrees from a horizontal plane.

(5)前記パラメトリックスピーカーは、前記第一反射板の上方の領域内に設置される、(4)に記載のラスレーダー用の音波発生装置。 (5) The sound wave generator for a lath radar according to (4) , wherein the parametric speaker is installed in an area above the first reflector.

(6)前記パラメトリックスピーカーは、中心部から前記第一反射板までの鉛直方向距離が、前記第一反射板の斜面方向における前記パラメトリックスピーカーの水平方向長さよりも小さくなる位置に設置される、(5)に記載のラスレーダー用の音波発生装置。 ( 6) The parametric speaker is installed at a position where the vertical distance from the center to the first reflector is smaller than the horizontal length of the parametric speaker in the slope direction of the first reflector. The sound wave generator for the last radar according to 5) .

(7)前記パラメトリックスピーカーは、中心部と、前記第一反射板の上方の領域と前記第二反射板の上方の領域との境界面と、の水平方向距離が、前記第一反射板の斜面方向における前記パラメトリックスピーカーの水平方向長さよりも小さくなる位置に設置される、(6)に記載のラスレーダー用の音波発生装置。 (7) In the parametric speaker, the horizontal distance between the central portion and the boundary surface between the region above the first reflector and the region above the second reflector is the slope of the first reflector. The sound wave generator for a lath radar according to (6) , which is installed at a position smaller than the horizontal length of the parametric speaker in the direction.

(8)前記第一反射板と前記第二反射板とが硬質コンクリート、発泡コンクリート、又は、モルタルで形成される、(1)から(7)の何れか一に記載のラスレーダー用の音波発生装置。 (8) The sound wave generation for the lath radar according to any one of (1) to (7), wherein the first reflector and the second reflector are formed of hard concrete, foam concrete, or mortar. Device.

また、本発明は、前述の課題解決のために、以下のラスレーダーを構成した。 In addition, the present invention constitutes the following lath radar in order to solve the above-mentioned problems.

(1)から(8)の何れか一に記載の音波発生装置と、上空に向けて電波を送波し、前記音波発生装置から上空に向けて送波された音波の音波面による反射電波を受信し、ドップラー効果による周波数シフト量から観測空域での音速を測定するドップラーレーダーと、前記ドップラーレーダーで測定した音速から観測空域における気温を算出する処理装置と、を備える、ラスレーダー。 The sound wave generator according to any one of (1) to (8) and the sound wave reflected by the sound wave surface of the sound wave transmitted from the sound wave generator toward the sky by transmitting a radio wave toward the sky. A lath radar comprising a Doppler radar that receives and measures the sound wave in the observed airspace from the frequency shift amount due to the Doppler effect, and a processing device that calculates the temperature in the observed airspace from the sound wave measured by the Doppler radar.

本発明に係るラスレーダー用の音波発生装置、及び、ラスレーダーによれば、音波を適切に上空に送波できるとともに、周囲への音漏れを抑制することを可能とする、という効果を奏する。 According to the sound wave generator for a lath radar and the lath radar according to the present invention, it is possible to appropriately send sound waves to the sky and suppress sound leakage to the surroundings.

本実施形態に係るラスレーダーのシステムを示した図。The figure which showed the system of the last radar which concerns on this embodiment. ラスレーダーにより上空の気温を測定する原理を説明する図。The figure explaining the principle of measuring the air temperature in the sky with a lath radar. 第一実施形態に係る音波発生部を示した前方斜視図。The front perspective view which showed the sound wave generation part which concerns on 1st Embodiment. 第一実施形態に係る音波発生部を示した後方斜視図。The rear perspective view which showed the sound wave generation part which concerns on 1st Embodiment. 第一実施形態に係る音波発生部を示した側面図。The side view which showed the sound wave generation part which concerns on 1st Embodiment. (a)及び(b)はそれぞれ音波発生部における第一実験の実験条件を示した平面図及び側面図。(A) and (b) are a plan view and a side view showing the experimental conditions of the first experiment in the sound wave generating part, respectively. (a)及び(b)はそれぞれ音波発生部における第二実験の実験条件を示した平面図及び側面図。(A) and (b) are a plan view and a side view showing the experimental conditions of the second experiment in the sound wave generating part, respectively. 第二実施形態に係る音波発生部を示した前方斜視図。The front perspective view which showed the sound wave generation part which concerns on the 2nd Embodiment. 第二実施形態に係る音波発生部を示した側面図。The side view which showed the sound wave generation part which concerns on 2nd Embodiment. 第二実施形態に係る音波発生部における第三実験の実験結果を示した図。The figure which showed the experimental result of the 3rd experiment in the sound wave generation part which concerns on 2nd Embodiment.

まず、図1及び図2を用いて、本発明に係るラスレーダーの概略構成を説明する。図1は、ラスレーダーのシステムを示している。また、図2はラスレーダーにより上空の気温を測定する原理を説明する図である。図1において、符号1は音波発生装置、符号2はドップラーレーダー、符号3は処理装置を示している。 First, a schematic configuration of a lath radar according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows a lath radar system. Further, FIG. 2 is a diagram illustrating a principle of measuring the air temperature in the sky with a lath radar. In FIG. 1, reference numeral 1 is a sound wave generator, reference numeral 2 is a Doppler radar, and reference numeral 3 is a processing device.

本実施形態におけるラスレーダーにおいて、音波発生装置1は、音波を上空に向けて送波するための構成として、第一実施形態に係る音波発生部40を備えている(図3及び図4を参照)。図3及び図4に示す如く、音波発生部40は、パラメトリックスピーカー4と、パラメトリックスピーカー4を支持する架台41と、架台41に設けられる制御ボックス42と、パラメトリックスピーカー4の下側に配置される第一反射板21及び第二反射板22と、第一反射板21及び第二反射板22を支持する第一支持部材23及び第二支持部材24と、を備える。 In the lath radar of the present embodiment, the sound wave generator 1 includes a sound wave generator 40 according to the first embodiment as a configuration for transmitting sound waves toward the sky (see FIGS. 3 and 4). ). As shown in FIGS. 3 and 4, the sound wave generation unit 40 is arranged below the parametric speaker 4, the gantry 41 that supports the parametric speaker 4, the control box 42 provided on the gantry 41, and the parametric speaker 4. It includes a first reflecting plate 21 and a second reflecting plate 22, and a first supporting member 23 and a second supporting member 24 that support the first reflecting plate 21 and the second reflecting plate 22.

制御ボックス42には、音波発生装置1を構成する発振器5、スイッチング手段6、位相制御器7、増幅器8等の各種の機器が、処理装置3及びパラメトリックスピーカー4と電気的に接続された状態で収容されている。そして、図1に示す如く、音波発生装置1は発振器5で音波信号を発生させる。そして、発振器5は発生した音波信号を、スイッチング手段6を介して位相制御器7に送り、増幅器8で所定出力に増幅した後、パラメトリックスピーカー4に入力する。パラメトリックスピーカー4は、入力された音波信号に基づいて、所定周波数、所定位相の音波を発生させ上空に送波するのである。 In the control box 42, various devices such as an oscillator 5, a switching means 6, a phase controller 7, and an amplifier 8 constituting the sound wave generator 1 are electrically connected to the processing device 3 and the parametric speaker 4. It is contained. Then, as shown in FIG. 1, the sound wave generator 1 generates a sound wave signal by the oscillator 5. Then, the oscillator 5 sends the generated sound wave signal to the phase controller 7 via the switching means 6, amplifies it to a predetermined output by the amplifier 8, and then inputs it to the parametric speaker 4. The parametric speaker 4 generates a sound wave having a predetermined frequency and a predetermined phase based on the input sound wave signal and sends the sound wave to the sky.

図1及び図2に示す如く、ドップラーレーダー2は、送信アンテナ9と受信アンテナ10を備え、レーダー送信器11から送信アンテナ9に信号を送って上空に向けて探査電波Dを送波する。そして、音波発生装置1で発生されて上空を進行中の音波の音波面A(詳細には、音波によって大気中に生じた粗密の境界面)で反射した反射電波Rを受信アンテナ10で受けてその信号をレーダー受信器12で検出する。さらに、その受信信号を周波数シフト量測定器13に入力して、ドップラー効果による周波数シフト量(ドップラーシフト)を検出し、それから観測空域における音波発生装置1から上空に向けて送波された音波の音速を測定する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the Doppler radar 2 includes a transmitting antenna 9 and a receiving antenna 10, and sends a signal from the radar transmitter 11 to the transmitting antenna 9 to transmit the exploration radio wave D toward the sky. Then, the receiving antenna 10 receives the reflected radio wave R generated by the sound wave generator 1 and reflected by the sound wave surface A (specifically, the coarse and dense boundary surface generated in the atmosphere by the sound wave) of the sound wave traveling in the sky. The signal is detected by the radar receiver 12. Further, the received signal is input to the frequency shift amount measuring device 13, the frequency shift amount (Doppler shift) due to the Doppler effect is detected, and then the sound wave transmitted from the sound wave generator 1 in the observed airspace toward the sky is transmitted. Measure the speed of sound.

そして、処理装置3は、ドップラーレーダー2で測定された音速データが入力されて、音波の伝播速度が媒質の温度によって変化する性質を利用して観測空域の気温を算出する。処理装置3は、典型的にはコンピュータで構成する。処理装置3は、スイッチング手段6を制御して音波を送波するタイミングを制御し、あるいは各種の初期データを入力し、また測定結果を出力することが可能である。 Then, the processing device 3 inputs the sound velocity data measured by the Doppler radar 2 and calculates the air temperature in the observed airspace by utilizing the property that the propagation velocity of the sound wave changes depending on the temperature of the medium. The processing device 3 typically comprises a computer. The processing device 3 can control the switching means 6 to control the timing of transmitting sound waves, input various initial data, and output the measurement result.

通常、ドップラーレーダー2は測距機能を備えている。例えば、送信アンテナ9から送波された探査電波が音波面Aに反射され、その反射電波が受信アンテナ10で受信するまでの時間差から音波面Aまでの距離を算出できる。このように、本実施形態に係るラスレーダーによって、上空の気温高度分布を測定できるのである。 Normally, the Doppler radar 2 has a ranging function. For example, the exploration radio wave transmitted from the transmitting antenna 9 is reflected on the sound wave surface A, and the distance to the sound wave surface A can be calculated from the time difference until the reflected radio wave is received by the receiving antenna 10. In this way, the temperature altitude distribution in the sky can be measured by the lath radar according to the present embodiment.

図3及び図4に示す如く、本実施形態に係る音波発生部40は、パラメトリックスピーカー4と、パラメトリックスピーカー4の下側で傾斜して配置される第一反射板21と、第一反射板21と対向する位置に傾斜して配置される第二反射板22と、を備える。詳細には、パラメトリックスピーカー4は、第一反射板21の上方に設けられた架台41に、音波を下方に向けて出力する向きに設置されている。なお、本実施形態におけるパラメトリックスピーカー4の向きは第一反射板21に向かって下向きに設置されているが、音波が下方に出力される配置であれば、パラメトリックスピーカー4をやや斜めに設置しても差し支えない。 As shown in FIGS. 3 and 4, the sound wave generation unit 40 according to the present embodiment includes a parametric speaker 4, a first reflector 21 inclinedly arranged under the parametric speaker 4, and a first reflector 21. The second reflector 22 is provided so as to be inclined at a position facing the above. Specifically, the parametric speaker 4 is installed on a gantry 41 provided above the first reflector 21 so as to output sound waves downward. The direction of the parametric speaker 4 in the present embodiment is set downward toward the first reflector 21, but if the arrangement is such that sound waves are output downward, the parametric speaker 4 is installed slightly diagonally. There is no problem.

パラメトリックスピーカー4は、電圧を印加して所定周波数で振動させることにより空気を振動させる圧電素子を備えており、直方体形状に形成される。パラメトリックスピーカー4は、出力する音波の一部として超音波を使うことにより、鋭い指向性を持たせることが可能となる。本実施形態において、パラメトリックスピーカー4はスイッチサイエンス(登録商標)社製のものを用いた。また、パラメトリックスピーカー4で出力する超音波の音圧は100db以上とし、圧電素子の数は5,000個以上20,000個以下のものを採用した。 The parametric speaker 4 includes a piezoelectric element that vibrates air by applying a voltage and vibrating it at a predetermined frequency, and is formed in a rectangular parallelepiped shape. The parametric speaker 4 can have a sharp directivity by using an ultrasonic wave as a part of the sound wave to be output. In this embodiment, the parametric speaker 4 is manufactured by Switch Science (registered trademark). Further, the sound pressure of the ultrasonic wave output by the parametric speaker 4 is 100db or more, and the number of piezoelectric elements is 5,000 or more and 20,000 or less.

図3及び図4に示す如く、パラメトリックスピーカー4は第一反射板21の上方を跨いで架け渡された架台41に支持されている。架台41はH鋼等で形成されたスチールフレーム、又は、アルミフレームで構成されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the parametric speaker 4 is supported by a gantry 41 straddling the upper part of the first reflector 21. The gantry 41 is made of a steel frame made of H steel or the like, or an aluminum frame.

第一反射板21及び第二反射板22は、第一支持部材23及び第二支持部材24により傾斜した状態で支持される。第一支持部材23及び第二支持部材24は、架台41と同様に、スチールフレーム又はアルミフレームで構成される。第一反射板21及び第二反射板22の互いに対向する面には、それぞれ第一反射面21a及び第二反射面22aが形成されている。 The first reflector 21 and the second reflector 22 are supported in an inclined state by the first support member 23 and the second support member 24. The first support member 23 and the second support member 24 are made of a steel frame or an aluminum frame, similarly to the gantry 41. The first reflecting surface 21a and the second reflecting surface 22a are formed on the surfaces of the first reflecting plate 21 and the second reflecting plate 22 facing each other, respectively.

本実施形態において、第一反射板21及び第二反射板22は縦方向の寸法が1~3m、横方向の寸法が1~3m、厚さが20mm以上の平面状のコンクリート板が採用される。本実施形態において、第一反射板21及び第二反射板22は正方形の板状部材が用いられているが、第一反射板21及び第二反射板22を長方形としても良い。第一反射板21、第二反射板22の材質としては、硬質コンクリート、発泡コンクリート、コンクリートブロック、FPR、樹脂板、鉄板、アルミニウム板、ステンレス金蔵板等を採用することができる。ただし、板の裏側への音漏れを少なくするという観点から、第一反射板21及び第二反射板22は硬質コンクリート、発泡コンクリート、又は、モルタルで形成することが好ましい。 In the present embodiment, the first reflector 21 and the second reflector 22 are flat concrete plates having a vertical dimension of 1 to 3 m, a horizontal dimension of 1 to 3 m, and a thickness of 20 mm or more. .. In the present embodiment, the first reflector 21 and the second reflector 22 are square plate-shaped members, but the first reflector 21 and the second reflector 22 may be rectangular. As the material of the first reflector 21 and the second reflector 22, hard concrete, foam concrete, concrete block, FPR, resin plate, iron plate, aluminum plate, stainless gold storage plate and the like can be adopted. However, from the viewpoint of reducing sound leakage to the back side of the plate, the first reflector 21 and the second reflector 22 are preferably formed of hard concrete, foam concrete, or mortar.

上記の如く構成した音波発生部40において、パラメトリックスピーカー4が音波を出力すると、出力された音波は図5中の矢印Xに示す如く、第一反射板21の第一反射面21aと第二反射板22の第二反射面22aとで順に二回反射した後に上空に向けて送波される。 When the parametric speaker 4 outputs a sound wave in the sound wave generation unit 40 configured as described above, the output sound wave is the first reflection surface 21a and the second reflection of the first reflection plate 21 as shown by the arrow X in FIG. After being reflected twice in order by the second reflecting surface 22a of the plate 22, the wave is transmitted toward the sky.

上記の如く、本実施形態に係るラスレーダー用の音波発生装置1によれば、音波発生部40において、パラメトリックスピーカー4が音波を下方に向けて出力する向きに設置されている。これにより、降雨時や降雪時にパラメトリックスピーカー4に設けられた圧電素子が濡れることを防止できる。 As described above, according to the sound wave generator 1 for the lath radar according to the present embodiment, the parametric speaker 4 is installed in the sound wave generation unit 40 so as to output the sound wave downward. This makes it possible to prevent the piezoelectric element provided in the parametric speaker 4 from getting wet when it rains or snows.

また、本実施形態においては、パラメトリックスピーカー4から出力された音波を、図5中の矢印Xに示す如く、第一反射板21と第二反射板22とで二回反射してから上空に送波している。これにより、反射した音がパラメトリックスピーカー4に当たることを防ぎ、音波を適切に上空に送波することができる。さらに、パラメトリックスピーカー4に当たって反射した音波が周囲に伝搬することによる音漏れを抑制することが可能となる。 Further, in the present embodiment, as shown by the arrow X in FIG. 5, the sound wave output from the parametric speaker 4 is reflected twice by the first reflector 21 and the second reflector 22 and then sent to the sky. It's waving. As a result, the reflected sound can be prevented from hitting the parametric speaker 4, and the sound wave can be appropriately transmitted to the sky. Further, it is possible to suppress sound leakage due to the sound wave reflected by the parametric speaker 4 propagating to the surroundings.

本実施形態において、第一反射板21及び第二反射板22はコンクリート板が採用されているが、第一反射板21及び第二反射板22における第一反射面21a及び第二反射面22aに平滑化やモルタル塗布等の表面処理をしても良い。また、第一反射板21及び第二反射板22の裏面に吸音材を設けても良い。 In the present embodiment, a concrete plate is adopted as the first reflector 21 and the second reflector 22, but the first reflector 21a and the second reflector 22a in the first reflector 21 and the second reflector 22 are used. Surface treatment such as smoothing or coating with mortar may be performed. Further, a sound absorbing material may be provided on the back surfaces of the first reflector 21 and the second reflector 22.

また、第一反射板21及び第二反射板22の形状は平面に限定されず、曲面であっても差し支えない。ただし、第一反射板21及び第二反射板22の成形の容易性という観点からは、コンクリートで成形することが好ましい。なお、反射した音がパラメトリックスピーカー4に当たった音が水平方向に広がる事で生じる音漏れを防ぐ観点からは、第一反射板21及び第二反射板22を曲面板で形成することが好ましい。 Further, the shapes of the first reflector 21 and the second reflector 22 are not limited to a flat surface, and may be a curved surface. However, from the viewpoint of ease of molding of the first reflector 21 and the second reflector 22, it is preferable to mold the first reflector 21 and the second reflector 22 with concrete. From the viewpoint of preventing sound leakage caused by the sound that the reflected sound hits the parametric speaker 4 spreading in the horizontal direction, it is preferable to form the first reflector 21 and the second reflector 22 with a curved plate.

本実施形態に係る音波発生部40において、パラメトリックスピーカー4から出力された音波は、図5に示す如く、第一反射板21と第二反射板22とで反射した後に、鉛直上向きに送波される。これにより、ドップラーレーダー2が送波する電波の方向と音波の方向と重ね合わせることができるため、ドップラーレーダー2による音速の測定の精度、及び、観測空域における気温の算出の精度を高めることができる。 In the sound wave generating unit 40 according to the present embodiment, the sound wave output from the parametric speaker 4 is reflected by the first reflecting plate 21 and the second reflecting plate 22 and then transmitted vertically upward as shown in FIG. Ru. As a result, the direction of the radio wave transmitted by the Doppler radar 2 and the direction of the sound wave can be superimposed, so that the accuracy of the sound velocity measurement by the Doppler radar 2 and the accuracy of the calculation of the temperature in the observed airspace can be improved. ..

また、音波発生部40において、第一反射板21と第二反射板22とのなす角は約90度となるように設置されている。これにより、パラメトリックスピーカー4を図3から図5に示す如く、音波を略鉛直下向きに出力する向きに設置するだけで、第一反射板21と第二反射板22とで反射した音波を鉛直上向きに送波することを可能としている。即ち、第一反射板21と第二反射板22とで反射した音波を鉛直上向きに送波するためのパラメトリックスピーカー4の設置方法を容易にすることが可能となる。 Further, in the sound wave generation unit 40, the angle formed by the first reflector 21 and the second reflector 22 is set to be about 90 degrees. As a result, as shown in FIGS. 3 to 5, the parametric speaker 4 is simply installed in a direction in which the sound wave is output substantially vertically downward, and the sound wave reflected by the first reflecting plate 21 and the second reflecting plate 22 is vertically upward. It is possible to send waves to. That is, it is possible to facilitate the installation method of the parametric speaker 4 for transmitting the sound wave reflected by the first reflector 21 and the second reflector 22 vertically upward.

また、音波発生部40において、第一反射板21と第二反射板22とは図5に示す如く、水平面からの傾斜角度が40度から50度の間(本実施形態においてはともに45度)となるように配置される。これにより、パラメトリックスピーカー4から出力して第一反射板21に当たる前の音波と、第二反射板22に当たった後に上空に送波される音波との距離を大きくすることができる。このため、第二反射板22で反射した音がパラメトリックスピーカー4に当たり難くしている。 Further, in the sound wave generating unit 40, the inclination angle of the first reflector 21 and the second reflector 22 from the horizontal plane is between 40 degrees and 50 degrees (both 45 degrees in this embodiment) as shown in FIG. It is arranged so as to be. As a result, the distance between the sound wave output from the parametric speaker 4 before hitting the first reflector 21 and the sound wave transmitted to the sky after hitting the second reflector 22 can be increased. Therefore, it is difficult for the sound reflected by the second reflector 22 to hit the parametric speaker 4.

また、音波発生部40において、パラメトリックスピーカー4は、第一反射板21の上方の領域内に設置されている。詳細には図5に示す如く、パラメトリックスピーカー4は、第一反射板21と第二反射板22との境界線を通って地面と垂直となる仮想面Pよりも第一反射板21の側に、当該仮想面Pに交わらないように設置されている。このように、本実施形態によれば、パラメトリックスピーカー4を第二反射板22の上方の領域から退避して配置することにより、第二反射板22で反射した音がパラメトリックスピーカー4に当たり難くしている。 Further, in the sound wave generation unit 40, the parametric speaker 4 is installed in the region above the first reflector 21. In detail, as shown in FIG. 5, the parametric speaker 4 is located closer to the first reflector 21 than the virtual surface P perpendicular to the ground through the boundary line between the first reflector 21 and the second reflector 22. , It is installed so as not to intersect the virtual surface P. As described above, according to the present embodiment, by arranging the parametric speaker 4 retracted from the area above the second reflector 22, the sound reflected by the second reflector 22 is less likely to hit the parametric speaker 4. There is.

次に、図6を用いて、本特許出願の出願人が行った、音波発生部40における音漏れに関する第一実験の実験条件について説明する。図6(a)及び(b)に示す如く、本実験においては、第一反射板21Eと第二反射板22Eとを備える実験用の音波発生部40を用意した。第一反射板21E及び第二反射板22Eは縦1.8m、横1.8m、厚さ50mmの平面状のコンクリート板で構成している。 Next, with reference to FIG. 6, the experimental conditions of the first experiment regarding sound leakage in the sound wave generating unit 40 performed by the applicant of this patent application will be described. As shown in FIGS. 6A and 6B, in this experiment, an experimental sound wave generator 40 including the first reflector 21E and the second reflector 22E was prepared. The first reflector 21E and the second reflector 22E are made of a flat concrete plate having a length of 1.8 m, a width of 1.8 m, and a thickness of 50 mm.

本実験においては図6(a)に示す如く、音波発生部40の第一反射板21Eに近接する位置に設置したパラメトリックスピーカー4Aと、第一反射板21Eから離間する位置に設置したパラメトリックスピーカー4Bをと、のそれぞれで音波を送波し、音波発生部40の周囲に配置した騒音計M1~M5で音量を計測することにより、音波が周囲の環境に与える影響を測定した。本実験におけるパラメトリックスピーカー4A・4Bについては、圧電素子の数が735個のものを用いた。 In this experiment, as shown in FIG. 6A, the parametric speaker 4A installed at a position close to the first reflector 21E of the sound wave generating unit 40 and the parametric speaker 4B installed at a position away from the first reflector 21E. The effect of the sound wave on the surrounding environment was measured by transmitting sound waves in each of the above and measuring the volume with the noise meters M1 to M5 arranged around the sound wave generating unit 40. As the parametric speakers 4A and 4B in this experiment, those having 735 piezoelectric elements were used.

図6(a)及び(b)に示す如く、本実験における騒音計は、第二反射板22Eの上方に配置した第一騒音計M1、第一反射板21Eの裏側(第二反射板22Eと反対の側)に配置した第二騒音計M2、第二反射板22Eの裏側(第一反射板21Eと反対の側)に配置した第三騒音計M3、第二反射板22Eから第一反射板21と第二反射板22との境界線方向に変位した位置にそれぞれ配置した第四騒音計M4及び第五騒音計M5の五個を用いた。それぞれの騒音計はリオン株式会社(登録商標)製の普通騒音計「NL-42K」を用いた。 As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the sound level meters in this experiment include the first sound level meter M1 arranged above the second reflector 22E and the back side (second reflector 22E) of the first reflector 21E. The second sound level meter M2 arranged on the opposite side), the third sound level meter M3 arranged on the back side of the second reflecting plate 22E (the side opposite to the first reflecting plate 21E), and the first reflecting plate from the second reflecting plate 22E. Five sound level meters M4 and a fifth sound level meter M5, which were arranged at positions displaced in the boundary line direction between 21 and the second reflector 22, were used. As each sound level meter, a normal sound level meter "NL-42K" manufactured by Rion Co., Ltd. (registered trademark) was used.

第一実験において、第一騒音計M1の測定結果は、パラメトリックスピーカー4Aで104.5db(A)であり、パラメトリックスピーカー4Bで104.0db(A)であった。このように、第一騒音計M1については、パラメトリックスピーカー4Aとパラメトリックスピーカー4Bとについて大きな違いはみられなかった。一方、第二~第五騒音計M2~M5の測定結果は順に、パラメトリックスピーカー4Aで43.1db(A)、56.7db(A)、48.5db(A)、48.7db(A)であり、パラメトリックスピーカー4Bで50.0db(A)、58.4db(A)、49.1db(A)、49.1db(A)であった。このように、第二~第五騒音計M2~M5については、パラメトリックスピーカー4Aの計測値の中で最も大きい値である56.7db(A)よりも、パラメトリックスピーカー4Bの計測値の中で最も大きい値である58.4db(A)の方が大きくなった。 In the first experiment, the measurement result of the first sound level meter M1 was 104.5db (A) for the parametric speaker 4A and 104.0db (A) for the parametric speaker 4B. As described above, regarding the first sound level meter M1, no significant difference was observed between the parametric speaker 4A and the parametric speaker 4B. On the other hand, the measurement results of the second to fifth sound level meters M2 to M5 are 43.1db (A), 56.7db (A), 48.5db (A), and 48.7db (A) in order with the parametric speaker 4A. There were 50.0db (A), 58.4db (A), 49.1db (A), and 49.1db (A) in the parametric speaker 4B. As described above, regarding the second to fifth sound level meters M2 to M5, the most measured value among the parametric speaker 4B is higher than the largest value among the measured values of the parametric speaker 4A, 56.7db (A). The larger value, 58.4db (A), was larger.

さらに、図7を用いて、本特許出願の出願人が行った、音波発生部40における音漏れに関する第二実験の実験条件について説明する。図7(a)及び(b)に示す如く、本実験においては、第二反射板22Eのみを用いて行った。 Further, with reference to FIG. 7, the experimental conditions of the second experiment regarding sound leakage in the sound wave generating unit 40 performed by the applicant of this patent application will be described. As shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), in this experiment, only the second reflector 22E was used.

本実験においては図7(a)に示す如く、第二反射板22Eに近接する位置に設置したパラメトリックスピーカー4Cと、第二反射板22Eから離間する位置に設置したパラメトリックスピーカー4Dをと、のそれぞれで音波を送波し、第二反射板22Eの周囲に配置した騒音計M6~M10で音量を計測することにより、音波が周囲の環境に与える影響を測定した。本実験におけるパラメトリックスピーカー4C・4Dについては、パラメトリックスピーカー4A・4Bと同じものを用いた。 In this experiment, as shown in FIG. 7A, the parametric speaker 4C installed at a position close to the second reflector 22E and the parametric speaker 4D installed at a position away from the second reflector 22E, respectively. The effect of the sound wave on the surrounding environment was measured by transmitting the sound wave with the speaker and measuring the volume with the noise meters M6 to M10 arranged around the second reflecting plate 22E. As the parametric speakers 4C and 4D in this experiment, the same ones as the parametric speakers 4A and 4B were used.

図7(a)及び(b)に示す如く、本実験における騒音計は、第二反射板22Eの上方に配置した第六騒音計M6、パラメトリックスピーカー4C・4Dの裏側(第二反射板22Eと反対の側)に配置した第七騒音計M7、第二反射板22Eの裏側(パラメトリックスピーカー4C・4Dと反対の側)に配置した第八騒音計M8、第二反射板22Eの側方にそれぞれ配置した第九騒音計M9及び第十騒音計M10の五個を用いた。それぞれの騒音計はリオン株式会社(登録商標)製の普通騒音計「NL-42K」を用いた。 As shown in FIGS. 7A and 7B, the sound level meters in this experiment are the sixth sound level meter M6 arranged above the second reflector 22E, and the back side of the parametric speakers 4C / 4D (with the second reflector 22E). The seventh sound level meter M7 placed on the opposite side), the eighth sound level meter M8 placed on the back side of the second reflector 22E (the side opposite to the parametric speakers 4C / 4D), and the second reflector 22E, respectively. Five of the arranged 9th sound level meter M9 and 10th sound level meter M10 were used. As each sound level meter, a normal sound level meter "NL-42K" manufactured by Rion Co., Ltd. (registered trademark) was used.

第二実験において、第六騒音計M6の測定結果は、パラメトリックスピーカー4Cで104.4db(A)であり、パラメトリックスピーカー4Dで104.8db(A)であった。このように、第六騒音計M6については、パラメトリックスピーカー4Cとパラメトリックスピーカー4Dとについて大きな違いはみられなかった。一方、第七~第十騒音計M7~M10の測定結果は順に、パラメトリックスピーカー4Cで52.8db(A)、54.4db(A)、47.0db(A)、49.6db(A)であり、パラメトリックスピーカー4Dで46.9db(A)、62.6db(A)、50.9db(A)、48.2db(A)であった。このように、第七~第十騒音計M7~M10については、パラメトリックスピーカー4Cの計測値の中で最も大きい値である54.4db(A)よりも、パラメトリックスピーカー4Dの計測値の中で最も大きい値である62.6db(A)の方が大きくなった。 In the second experiment, the measurement result of the sixth sound level meter M6 was 104.4db (A) for the parametric speaker 4C and 104.8db (A) for the parametric speaker 4D. As described above, regarding the sixth sound level meter M6, no significant difference was observed between the parametric speaker 4C and the parametric speaker 4D. On the other hand, the measurement results of the 7th to 10th sound level meters M7 to M10 are 52.8db (A), 54.4db (A), 47.0db (A), and 49.6db (A) in order with the parametric speaker 4C. There were 46.9db (A), 62.6db (A), 50.9db (A), and 48.2db (A) in the parametric speaker 4D. As described above, the 7th to 10th sound level meters M7 to M10 are the most measured values of the parametric speaker 4D than the largest value of 54.4db (A) among the measured values of the parametric speaker 4C. The larger value, 62.6db (A), was larger.

上記の如く、第一実験及び第二実験の双方において、パラメトリックスピーカー4を第一反射板21E又は第二反射板22Eから離間させて設置した場合(パラメトリックスピーカー4B・4D)は、第一反射板21E又は第二反射板22Eに近接させて設置した場合(パラメトリックスピーカー4A・4C)に対して音漏れが大きくなる結果となった。これは、パラメトリックスピーカー4から出力される音波が広がりながら(拡幅しながら)進むためと考えられる。 As described above, in both the first experiment and the second experiment, when the parametric speaker 4 is installed away from the first reflector 21E or the second reflector 22E (parametric speaker 4B / 4D), the first reflector As a result, sound leakage becomes larger than when it is installed close to 21E or the second reflector 22E (parametric speakers 4A / 4C). It is considered that this is because the sound wave output from the parametric speaker 4 travels while spreading (widening).

上記の第一実験の結果より、音波発生部40においては、パラメトリックスピーカー4は第一反射板21に近接する位置に設置することが好ましい。例えば、パラメトリックスピーカー4は、中心部から第一反射板21までの鉛直方向距離(図5中のL1)が、第一反射板21の斜面方向(図5中の左右方向)におけるパラメトリックスピーカー4の水平方向長さ(図5中のL2)よりも小さくなる位置に設置されることが好ましい。 From the results of the first experiment described above, it is preferable that the parametric speaker 4 is installed at a position close to the first reflector 21 in the sound wave generating unit 40. For example, in the parametric speaker 4, the vertical distance from the center to the first reflector 21 (L1 in FIG. 5) is the parametric speaker 4 in the slope direction of the first reflector 21 (horizontal direction in FIG. 5). It is preferable to install it at a position smaller than the horizontal length (L2 in FIG. 5).

また、第二実験の結果より、音波発生部40においては、パラメトリックスピーカー4が送波した音波が第一反射板21で反射する位置は、第二反射板22に近接することが好ましい。このため、パラメトリックスピーカー4は、中心部と、第一反射板21の上方の領域と第二反射板22の上方の領域との境界面である仮想面Pと、の水平方向距離(図5中のL3)が、第一反射板21の斜面方向におけるパラメトリックスピーカー4の水平方向長さL2よりも小さくなる位置に設置されることが好ましい。 Further, from the result of the second experiment, in the sound wave generating unit 40, the position where the sound wave transmitted by the parametric speaker 4 is reflected by the first reflecting plate 21 is preferably close to the second reflecting plate 22. Therefore, the parametric speaker 4 has a horizontal distance between the central portion and the virtual surface P which is the boundary surface between the region above the first reflector 21 and the region above the second reflector 22 (in FIG. 5). L3) is preferably installed at a position smaller than the horizontal length L2 of the parametric speaker 4 in the slope direction of the first reflector 21.

なお、実際のラスレーダーに用いる音波発生装置1として、本実験の如く第二反射板22のみにパラメトリックスピーカー4Cの位置にパラメトリックスピーカー4を配置する構成は、降雨時や降雪時にパラメトリックスピーカー4に設けられた圧電素子が濡れる可能性が高くなるため実用的ではない。この際、パラメトリックスピーカー4に屋根を設けた場合でも、屋根に音波が当たって音漏れが生じるため適切ではない。また、本実験の如く第二反射板22のみにパラメトリックスピーカー4Dの位置にパラメトリックスピーカー4を配置する構成は、上記実験結果の如く音漏れが大きくなるため適切ではない。 As the sound wave generator 1 used in the actual lath radar, the configuration in which the parametric speaker 4 is arranged at the position of the parametric speaker 4C only on the second reflector 22 as in this experiment is provided in the parametric speaker 4 during rainfall or snowfall. It is not practical because there is a high possibility that the generated piezoelectric element will get wet. At this time, even if the parametric speaker 4 is provided with a roof, it is not appropriate because sound waves hit the roof and sound leakage occurs. Further, the configuration in which the parametric speaker 4 is arranged at the position of the parametric speaker 4D only on the second reflector 22 as in this experiment is not appropriate because the sound leakage becomes large as in the above experimental result.

次に、図8及び図9を用いて、第二実施形態に係る音波発生部140について説明する。本実施形態に係る音波発生部140は、第一実施形態に係る音波発生部40に対して、第二反射板22の上端部に二次反射板31が設けられている点で異なる。本実施形態に係る音波発生部140については、第一実施形態に係る音波発生部40と同様の構成については詳細な説明を省略し、二次反射板31を中心に説明する。 Next, the sound wave generating unit 140 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9. The sound wave generation unit 140 according to the present embodiment is different from the sound wave generation unit 40 according to the first embodiment in that a secondary reflector 31 is provided at the upper end of the second reflector 22. Regarding the sound wave generating unit 140 according to the present embodiment, detailed description of the same configuration as the sound wave generating unit 40 according to the first embodiment will be omitted, and the secondary reflector 31 will be mainly described.

図8に示す如く、二次反射板31は、第二反射板22の上端に連続するとともに第二反射板22に対して傾斜した状態で、図示しない支持部材に支持される。二次反射板31は横方向の寸法が第二反射板22と同じ長さで形成され、縦方向の寸法が0.5~1m、厚さが20mm以上の平面状のコンクリート板が採用される。二次反射板31の材質としては、第一反射板21及び第二反射板22と同様に、硬質コンクリート、発泡コンクリート、コンクリートブロック、FPR、樹脂板、鉄板、アルミニウム板、ステンレス金蔵板等を採用することができる。ただし、板の裏側への音漏れを少なくするという観点から、二次反射板31は硬質コンクリート又はモルタルで形成することが好ましい。 As shown in FIG. 8, the secondary reflector 31 is supported by a support member (not shown) in a state of being continuous with the upper end of the second reflector 22 and being inclined with respect to the second reflector 22. The secondary reflector 31 is formed with the same length as the second reflector 22 in the horizontal direction, and a flat concrete plate having a vertical dimension of 0.5 to 1 m and a thickness of 20 mm or more is adopted. .. As the material of the secondary reflector 31, hard concrete, foam concrete, concrete block, FPR, resin plate, iron plate, aluminum plate, stainless metal storage plate, etc. are adopted as the material of the first reflector 21 and the second reflector 22. can do. However, from the viewpoint of reducing sound leakage to the back side of the plate, the secondary reflector 31 is preferably formed of hard concrete or mortar.

上記の如く構成した音波発生部140において、パラメトリックスピーカー4が音波を出力すると、出力された音波の一部は図9中の矢印Yに示す如く、二次反射板31で反射した後に上空に向けて送波される。 When the parametric speaker 4 outputs a sound wave in the sound wave generation unit 140 configured as described above, a part of the output sound wave is reflected by the secondary reflector 31 and then directed toward the sky as shown by the arrow Y in FIG. Is sent.

次に、図10を用いて、本特許出願の出願人が行った、本実施形態に係る音波発生部140における音漏れに関する第三実験の実験結果について説明する。本実験においては、第一実験と同じ条件で、二次反射板31の水平面からの角度を可変とした音波発生部140を構成した。そして、二次反射板31の角度を変更して、音波発生部140の周囲に第一実験と同様に配置した第二騒音計M2~第五騒音計M5で音量を計測することにより、二次反射板31の角度と、音波が周囲の環境に与える影響と、の関係を調査した。 Next, with reference to FIG. 10, the experimental result of the third experiment regarding sound leakage in the sound wave generating unit 140 according to the present embodiment, which was performed by the applicant of the present patent application, will be described. In this experiment, the sound wave generation unit 140 having a variable angle from the horizontal plane of the secondary reflector 31 was configured under the same conditions as in the first experiment. Then, the angle of the secondary reflector 31 is changed, and the volume is measured by the second sound level meter M2 to the fifth sound level meter M5 arranged around the sound wave generating unit 140 in the same manner as in the first experiment. The relationship between the angle of the reflector 31 and the effect of sound waves on the surrounding environment was investigated.

図10に示す如く、各騒音計M2~M5の騒音レベルの最大値の近似曲線を二次曲線で描いた結果、二次反射板31の水平面からの角度が70度付近で最小となった。この実験結果より、二次反射板31と水平面とのなす角度が65度~70度となるように二次反射板31を配置することが好ましい。これにより、パラメトリックスピーカー4が送波した音波の音波発生部140からの音漏れを最小限にすることができ、音波を適切に上空に送波することができる。 As shown in FIG. 10, as a result of drawing an approximate curve of the maximum value of the noise level of each sound level meter M2 to M5 with a quadratic curve, the angle of the quadratic reflector 31 from the horizontal plane became the minimum near 70 degrees. From this experimental result, it is preferable to arrange the secondary reflector 31 so that the angle between the secondary reflector 31 and the horizontal plane is 65 to 70 degrees. As a result, sound leakage from the sound wave generation unit 140 of the sound wave transmitted by the parametric speaker 4 can be minimized, and the sound wave can be appropriately transmitted to the sky.

本実施形態においても、二次反射板31の表面に平滑化やモルタル塗布等の表面処理をしても良い。また、二次反射板31の裏面に吸音材を設けても良い。 Also in this embodiment, the surface of the secondary reflector 31 may be subjected to surface treatment such as smoothing or coating with mortar. Further, a sound absorbing material may be provided on the back surface of the secondary reflector 31.

本実施形態に係る音波発生部140において、パラメトリックスピーカー4から出力された音波の一部は、図9に示す如く、二次反射板31で反射した後に、上方に向かって送波される。これにより、ドップラーレーダー2が送波する電波の方向と音波の方向と重ね合わせることができるため、ドップラーレーダー2による音速の測定の精度、及び、観測空域における気温の算出の精度をより高めることができる。 In the sound wave generation unit 140 according to the present embodiment, a part of the sound wave output from the parametric speaker 4 is reflected by the secondary reflector 31 and then transmitted upward as shown in FIG. As a result, the direction of the radio wave transmitted by the Doppler radar 2 and the direction of the sound wave can be superimposed, so that the accuracy of the sound velocity measurement by the Doppler radar 2 and the accuracy of the calculation of the temperature in the observed airspace can be further improved. can.

1 音波発生装置 2 ドップラーレーダー
3 処理装置 4 パラメトリックスピーカー
4A~4D パラメトリックスピーカー
5 発振器 6 スイッチング手段
7 位相制御器 8 増幅器
9 送信アンテナ 10 受信アンテナ
11 レーダー送信器 12 レーダー受信器
13 周波数シフト量測定器 21 第一反射板
21a 第一反射面 21E 第一反射板
22 第二反射板 22a 第二反射面
22E 第二反射板 23 第一支持部材
24 第二支持部材 31 二次反射板
41 架台 42 制御ボックス
A 音波面 D 探査電波
P 仮想面 R 反射電波
M1~M10 騒音計 X 矢印
Y 矢印
1 Sound wave generator 2 Doppler radar
3 Processing equipment 4 Parametric speaker
4A-4D parametric speaker
5 oscillator 6 switching means
7 thyristor 8 amplifier
9 Transmit antenna 10 Receive antenna
11 Radar transmitter 12 Radar receiver
13 Frequency shift amount measuring instrument 21 First reflector
21a First reflector 21E First reflector
22 Second reflector 22a Second reflector
22E Second reflector 23 First support member
24 Second support member 31 Secondary reflector
41 gantry 42 control box
A sound wave surface D exploration radio wave
P Virtual surface R Reflected radio wave
M1 to M10 sound level meter X arrow
Y arrow

Claims (9)

音波と電波とを上空に向けて送波し、音波面によって反射する電波のドップラー効果による周波数シフト量から観測空域での音速を測定し、測定した音速から観測空域における気温を算出するラスレーダー用の音波発生装置であって、
傾斜して配置される第一反射板と、前記第一反射板と対向する位置に傾斜して配置される第二反射板と、前記第一反射板の上方に設けられた架台に、音波を下方に向けて出力する向きに設置されるパラメトリックスピーカーと、を備え、
前記パラメトリックスピーカーから出力された音波が、前記第一反射板で反射した後に前記第二反射板に向けて送波され、
前記第一反射板から前記第二反射板に向けた送波された音波が、前記第二反射板で反射した後に上空に向けて送波され、
前記第二反射板における、前記第一反射板と反対側の端部に、前記第二反射板に対して傾斜する二次反射板が設けられる、ラスレーダー用の音波発生装置。
For lath radar, which sends sound waves and radio waves toward the sky, measures the speed of sound in the observed airspace from the frequency shift amount due to the Doppler effect of the radio waves reflected by the sound wave surface, and calculates the temperature in the observed airspace from the measured sound velocity. Sound wave generator
Sound waves are applied to the first reflector arranged at an angle, the second reflector arranged at an angle facing the first reflector, and the gantry provided above the first reflector. Equipped with a parametric speaker installed in the direction of outputting downward,
The sound wave output from the parametric speaker is reflected by the first reflector and then sent toward the second reflector.
The sound wave transmitted from the first reflector toward the second reflector is reflected by the second reflector and then transmitted toward the sky.
A sound wave generator for a lath radar, wherein a secondary reflector that is inclined with respect to the second reflector is provided at an end of the second reflector on the opposite side of the first reflector.
前記パラメトリックスピーカーから出力された音波が、前記第一反射板と前記第二反射板とで反射した後に、鉛直上向きに送波される、請求項1に記載のラスレーダー用の音波発生装置。 The sound wave generator for a lath radar according to claim 1 , wherein the sound wave output from the parametric speaker is reflected by the first reflector and the second reflector and then transmitted vertically upward. 前記パラメトリックスピーカーは、音波を鉛直下向きに出力する向きに設置される、請求項1又は請求項2に記載のラスレーダー用の音波発生装置。 The sound wave generator for a lath radar according to claim 1 or 2 , wherein the parametric speaker is installed so as to output sound waves vertically downward. 前記第一反射板と前記第二反射板とは、水平面から40度から50度の間の角度に傾斜して配置される、請求項3に記載のラスレーダー用の音波発生装置。 The sound wave generator for a lath radar according to claim 3 , wherein the first reflector and the second reflector are arranged so as to be inclined at an angle between 40 degrees and 50 degrees from a horizontal plane. 前記パラメトリックスピーカーは、前記第一反射板の上方の領域内に設置される、請求項4に記載のラスレーダー用の音波発生装置。 The sound wave generator for a lath radar according to claim 4 , wherein the parametric speaker is installed in an area above the first reflector. 前記パラメトリックスピーカーは、中心部から前記第一反射板までの鉛直方向距離が、前記第一反射板の斜面方向における前記パラメトリックスピーカーの水平方向長さよりも小さくなる位置に設置される、請求項5に記載のラスレーダー用の音波発生装置。 According to claim 5 , the parametric speaker is installed at a position where the vertical distance from the center to the first reflector is smaller than the horizontal length of the parametric speaker in the slope direction of the first reflector. The sound generator for the described lath radar. 前記パラメトリックスピーカーは、中心部と、前記第一反射板の上方の領域と前記第二反射板の上方の領域との境界面と、の水平方向距離が、前記第一反射板の斜面方向における前記パラメトリックスピーカーの水平方向長さよりも小さくなる位置に設置される、請求項6に記載のラスレーダー用の音波発生装置。 In the parametric speaker, the horizontal distance between the central portion and the boundary surface between the region above the first reflector and the region above the second reflector is the horizontal distance in the slope direction of the first reflector. The sound wave generator for a lath radar according to claim 6 , which is installed at a position smaller than the horizontal length of the parametric speaker. 前記第一反射板と前記第二反射板とが硬質コンクリート、発泡コンクリート、又は、モルタルで形成される、請求項1から請求項7の何れか1項に記載のラスレーダー用の音波発生装置。 The sound wave generator for a lath radar according to any one of claims 1 to 7, wherein the first reflector and the second reflector are formed of hard concrete, foamed concrete, or mortar. 請求項1から請求項8の何れか1項に記載の音波発生装置と、
上空に向けて電波を送波し、前記音波発生装置から上空に向けて送波された音波の音波面による反射電波を受信し、ドップラー効果による周波数シフト量から観測空域での音速を測定するドップラーレーダーと、
前記ドップラーレーダーで測定した音速から観測空域における気温を算出する処理装置と、を備える、ラスレーダー。
The sound wave generator according to any one of claims 1 to 8 .
Doppler that transmits radio waves toward the sky, receives reflected radio waves from the sound wave surface of the sound waves transmitted toward the sky from the sound wave generator, and measures the speed of sound in the observed airspace from the frequency shift amount due to the Doppler effect. With radar,
A lath radar comprising a processing device for calculating the air temperature in the observed airspace from the speed of sound measured by the Doppler radar.
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