JPS5836732B2 - 電波音波共用探査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はたとえば大気温度垂直分布を遠隔測定する電波
音波共用探査装置（Ｒａｄｉｏ ａｎｄＡｃｏｕｓｔｉ
ｃ Ｓｏｕｎｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：ＲＡＳＳ，以下
ラスと略称する。

）に関する。従来のラスは音波放射器ビーム中心と電波
空中線ビーム中心が離れた別々の軸内にあるため受信信
号強度が低く高い高度までの探査が難かしい欠点があっ
た。

従来のラスの動作を第１図に従い説明する。

第１図において１は音波放射器、２は電波送信空中線、
３は電波受信空中線、４は電波送信機、５は減衰器、６
は混合器、７は増幅器、８はドブラ計測回路、９は処理
回路、１０は記録器、１１は音波送信機、１２は同期信
号発生器である。

以下の説明において測定対象の気体として大気を例をと
って述べる。

音波放射器１は音波送信機１１の可聴帯域のパルス出力
が加えられ、パルス音波を放射する。

放射されたパルス音波はほぼ球面状の空気の粗密を形或
して大気中を伝搬し、この空気の粗密による比誘電率の
周期的な不均一により電波送信空中線２から放射される
電波の一部が反射される。

送信電波の波長は音波波長のほぼ２倍に選び上記反射波
が音波の波面によって次々に反射されてコヒーレントに
加算され、電波受信空中線３で受信される。

この受信々号は音速によるドブラシフトを受けている。

次いで電波送信機４で発生する送信電力の一部を減衰器
５を通して供給された信号と混合器６によりホモダイン
検波され、ドプラ周波数が検出される。

このドプラ周波数は増幅器７で増幅された後、同期信号
発生器１２で発生するパルス音波放射時刻と同期した時
刻信号を基準として一定時間間隔毎に波長計測等の方法
によるドプラ計測回路８により測定された後、処理回路
９により絶対湛度Ｔに換算するため下記の関係式による
計算が行われる。

ここに、Ｄはドプラ周波数、Ｋは気体の分子量、湿度等
で決まる定数である。

この計算処理を行われた信号は記録器１０に供給され高
度対温度の関係が記録される。

従来のラスは上記のように電波送信空中線２と電波受信
空中線３および音波放射器１が独立した構戒のため第２
図に示すように音波の波面の中心軸と電波が波面に入射
する角θ１が大きく、また送受信間の電波の漏洩を少な
くするため送受化空中線の間隔を大きくするとθ１はさ
らに犬となり波面からの反射がコヒーレントに加算され
る効率が低くなり、受信々号強度を著しく低下させる欠
点があった。

本発明は上記の欠点を除去するため音波放射点と電波放
射点を同一軸内に位置するように構成した音波放射器お
よび電波送信空中線を使用したもので、このような空中
線の実現と効果について以下図面により詳細に説明する
。

第３図は本発明の実施例で、２１は音波一次放射器、２
２は電波一次放射器、２３は反射鏡、２４は音波遮蔽筒
、２５は電波吸収材である。

これの動作は、音波一次放射器２１から放射した音波は
パラボラ形反射鏡２３で反射されて上方へ放射され、反
射器付ダイポールを用いた電波一次放射器２２から放射
された電波は音波と共用の反射鏡２３によって反射され
上方へ放射され、音波放射ビーム中心と電波放射ビーム
中心はほぼ同一軸となる。

．従ってこの空中線は音波放射ビ・−ム中心と電波放射
ビームがほぼ同軸となるためラスにおける音波伝播と電
波反射の関係は第４図に示すようになり電波が音波波面
に入射する角度θ２は第２図に示した従来のラスにおけ
る入射角θ１の約騒トなり反射電波のコヒーレントな加
算の効率が高くなる。

また音波遮蔽筒２４の内面に電波吸収材２５を張ること
により、放射電波が受信空中線に漏洩する量を少なくす
ることができ、受信感度は一層向上する。

なお本例では音波放射器を電波送信空中線と同一放射ビ
ーム上にくるようにしたが、音波放射器を電波受信空中
線に組み込んでそれらのビームを同一軸上にくるように
構或しても前記とほぼ同一の結果が得られる。

さらに第３図では電波送信空中線を反射器付のダイポー
ル空中線で構威し反射鏡を設けたが、空中線はループア
ンテナ等の他のアンテナで構或し、また反射鏡を省略し
てもさしつかえない。

以上の説明のように本発明によれば音波ビームの電波の
送受信ビームが同一軸にくるようになっているので、反
射電波のコヒーレントな加算の効率がよくなり精度が高
上し、空中線も小型化できる。

さらに送受空中線を独立して電波吸収材および音波遮蔽
材で覆っているので送受のアイソレーションがよい等の
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は電波音波共用探査装置の系統図、第２図は従来
の電波音波共用探査装置における送受信動作説明図、第
３図は本発明の一実施例を示す図、第４図は本発明を実
施した場合の送受信動作説明図である。 １・・・音波放射器、２・・・電波送信空中線、３・・
・電波受信空中線、４・・・送信機、６・・・混合器、
８・・・ドツプラ計測器、９・・・処理回路、１０・・
・記録器、１１・・・音波送信機、１２・・・同期信号
発生器、２１・・・音波放射器、２２・・・電波放射器
、２３・・・反射器、２４・・・音波遮蔽筒、２５・・
・電波吸収材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 混度測定のため音波を気体中に発射し、次に該音波
   の粗密面に対し電波を発射して該音波粗密面からの反射
   電波を受信し、該送受信信号より音速によるドプラ周波
   数を検出して気体の温度を測定する電波音波共用探査装
   置において、音波放射器のビーム中心と電波送信空中線
   （あるいは電波受信空中線）のビーム中心を同一軸上に
   構成したことを特徴とする電波音波共用探査装島 ２ 湿度測定のため音波を気体中に発射し、次に該音波
   の粗密面に対し電波を発射して該音波粗密面からの反射
   電波を受信し、該送受信信号より音速によるドプラ周波
   数を検出して気体の温度を測定する電波音波共用探査装
   置において、音波放射器のビーム中心と電波送信空中線
   （あるいは電波受信空中線）のビーム中心を同一軸上に
   構或し、音波放射器および電波送信空中線（あるいは電
   波受信空中線）を電波吸収材および遮音材から或る円筒
   で覆ったことを特徴とする電波音波共用探査装置。