JPH0256638B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の分野 本発明は気象レーダーの不所望地勢信号抑制装
置に関するものであり、より詳細には、不所望の
地勢から発生されたレーダー後方散乱信号を、気
象後方散乱信号へ最少を変更を加えるだけで、抑
制するための装置に関するものである。

(2) 先行技術の説明 機上気象レーダーシステムは、様々な高度で飛
行しながら、降雨の強さを検出しかつ表示するよ
うに特に設計されている。かかる気温が凍結レベ
ル以下となる高所で使用されるシステムでは、雨
が凍結レベルの下方に見えるので、アンテナビー
ムは下方に向けられてよい。従つて雨天後方散乱
信号は、地上の地勢信号によつて擾乱状態にな
り、該地勢信号はストームセル（暴風雨塊）と同
じ範囲でアンテナ主ローブまたは副ローブ内にあ
らわれ得る。後方散乱地勢信号はストームセルか
ら受信した後方散乱信号の強さを変えることもあ
り得るし、またはそれらを全く不鮮明にすること
さえある。従つて、ストームセル後方散乱信号を
地勢後方散乱信号から区別することが望ましい
し、その結果、気象信号は最少の変更を加えるだ
けで分析され得るのである。

気象信号を地勢擾乱から分離（隔絶）しようと
する先行技術の試みは、大体失敗に終つている。
地勢レーダーリターンからのシンチレーシヨン周
波数の主な部分は、50Hz以下であるが、ストーム
セルレーダーリターンからのそれは、50Hzから
450Hzの範囲内にある。50Hzから450Hzの範囲内に
ある周波数を50Hz以下の範囲にある周波数から分
離しようとする一つの方法は、フイルターリング
技術を伴なう。しかし、簡単な集中定数アナログ
フイルターリング技術は、かかるシステムにおい
ては、ビデオ信号として利用できるサンプルの持
続時間が短いために、パルスレーダーからのリタ
ーンには適用できない。集中定数フイルター技術
は一般には非常に高価なので、良い結果を達成す
るために実施することは出来ない。移動ストーム
セルと定常地勢とを区別するために高周波数ドツ
プラーレーダーを利用する試みも、ストームセル
が十分迅速に動かなかつたために失敗に終つてい
る。今まで利用されたもう一つの方法には、擾乱
信号を分離して読み、その擾乱信号を記憶し、さ
らに実時間結合気象プラス擾乱信号からその記憶
された擾乱を減算することが含まれている。この
方法は不正確であつたり、遂行するのが困難であ
つたりすることがある。その理由は、後方散乱気
象信号の存在なしに地勢を読むことは困難である
し、また、この方法は地勢後方散乱信号における
変化を正確に斟酌することが出来ないからであ
る。本発明は、気象（雨天）後方散乱信号と地勢
後方散乱信号を分離することによつて、地勢反射
信号からの最少の干渉を受けるだけで、降雨強度
を検出することが実現できる装置を備えているの
である。

本発明は、パルスレーダーリターンにおける地
勢誘起周波数から、気象誘起シンチレーシヨヨン
周波数を分離（隔絶）するためのシステムを備え
ている。なお、本明細書で使用される「シンチレ
ーシヨン」「地勢誘起周波数」「シンチレーシヨン
周波数」は一般的な定義に従うものとする。「シ
ンチレーシヨン」は、振幅や位相のランダムな変
動と定義され、周波数の平均値からの偏移を生ず
る。この偏移が「シンチレーシヨン周波数」とし
て知られている。地勢の反射率の変化や木の葉の
動きが受信信号の位相変化をもたらし、「地勢誘
起周波数」を上昇させる。また、雨滴の動きや大
きさの変化が位相と振幅の変化をもたらし、「気
象誘起シンチレーシヨン周波数」を上昇させる。
信号入力段階は、受信されたレーダー信号を表わ
しかつ、レーダーシステムのパルス繰り返し周波
数でサンプルされた信号サンプルを有している。
該信号サンプルは二進符合化することが出来る。
この符合化された二進信号は、連続的にデイジタ
ル処理され、その結果、連続する信号サンプルは
選択的に加算されかつ減算され、さらに、所望の
伝達関数に従つて所定の定数により乗算される。
合成信号は所定の閾値信号と比較されるが、該閾
値信号もまた二進形式であつてよく、さらに、デ
イジタル処理された信号が所定の閾値より大きい
か小さいかの何れかを表わす比較された信号が発
生される。

次に本発明の実施例について、図面を参照して
説明する。

第１図のレーダー地勢信号抑制装置１０は、本
発明で具体的に示されているように、アドレス発
生器１１のリセツト端末１１ａに結合されさらに
計数器１２の入力端末に結合されているパルス繰
り返し周波数入力端末１０ａを有している。計数
器１２は、多心ケーブル１３を介してデイジタル
加算器１４に結合され、該加算器は、次いで、そ
の出力端末から多心ケーブル１５を介してランダ
ムアクセスメモリ（RAM）１６に結合される。
システムクロツクパルスは端末１０ｂに与えら
れ、さらに、アドレス発生器１１のクロツク入力
端末１１ｂに結合され、該アドレス発生器は、次
いで、多心ケーブル１７を介してRAM１６に結
合される。該RAM１６の出力信号はリードオン
リーメモリー（ROM）２０に結合され、さらに
多心ケーブル１８を介して演算論理装置（ALU）
２１に結合される。アナログビデオ周波数データ
は入力端末１０ｃに結合され、該端末は、次い
で、アナログ／デイジタル変換器（ADC）２２
に結合され、該変換器の出力信号は多心ケーブル
２３を介して、多重変換装置２４に結合される。
ROM２０からの多心ケーブル２５を介しての出
力信号もまた多重変換装置２４に結合される。多
重変換装置２４からの出力信号は、多心ケーブル
２６を介して、さらに演算論理装置（ALU）２
７に結合され、該装置２７は多心ケーブル３０を
介して、さらにRAM１６に結合される。デイジ
タルフイルター動作の実行を制御するマイクロプ
ログラムROM４０は多心ケーブル４１，４２，
４３，４４，４５および４６を介してそれぞれ加
算器１４、RAM１６、ROM２０、第1ALU２７
および第2ALU２１に結合される。プログラムク
ロツク６０はクロツクパルスを発生し、該クロツ
クパルスはアドレス発生器６１に結合される。ア
ドレス発生器６１は、多心ケーブル６２を介して
マイクロプログラムROM４０において次の命令
を選ぶのに利用され、かつそこへ結合されている
多ビツトアドレスを発生する。第2ALU２１から
の出力信号は、多心ケーブル５１を介して振幅比
較器５０の入力端末５０ｂに結合される。基準信
号は比較器５０の入力端末５０ａに結合される。
振幅比較器５０の出力信号は導体ケーブル５２を
介してゲート回路５３に与えられ、該回路は次い
で出力端末１０ｄに結合される。アナログ／デイ
ジタル変換器２２はさらに線２３を介してゲート
回路５３のもう一つの入力端末に結合される。

建物、樹木のない丘陵または山などのような擾
乱物標は時間の関数として位相、振幅ともに一定
したエコー信号を発生する。しかし、多くの型の
擾乱は樹木、植物、海および雨などから受けるエ
コーと同様、一定ではない。それは、これらのエ
コーは常に不変のまゝではないからである。個々
の散乱物および散乱の中心がパルスからパルスへ
一定のまゝであれば、合成エコー信号もまた一定
のまゝであろう。しかし、レーダーに関係する散
乱物のいかなる動きでも、レーダー受信者側では
異なる位相関係を生ずる。したがつてシンチレー
シヨンをひき起すのである。雨やストームセルの
ような気象物標からのエコーは地面や地勢からの
エコーよりもずつと早くシンチレートするという
ことが実験的に観測されている。気象を観測する
ために設計されたシステムでは、たとえば機上搭
載の気象レーダーなどにおいては、地上から戻つ
たエコーは信号を不鮮明に受けることがあるしま
た、その故に該エコーが擾乱と見なされる。従つ
て、雨から受信された信号を変えることなく擾乱
を除去することが望ましい。樹木の密生した丘陵
をも含め、地上からの周波数スペクトルは、10ｇ
Hzで動作するレーダーシステムに対して、50Hz以
下に集中されるということが判明している。しか
し、雨雲に対する周波数スペクトルは50Hz以上で
あり、主として50Hzから200Hzの間の範囲に集中
されるのであるが、450Hzに延長することもある。

パルスレーダーにおいて、パルスは発生され、
アンテナの照準に沿つて物標を照射するのに利用
される。アンテナからの前視に沿つてさまざまな
間隔で一つ以上の物標が置かれると仮定すれば、
アンテナに最も近い物標から反射されるエネルギ
ーが、アンテナからより遠くにある物標からエコ
ーが戻つてくる前に、アンテナに戻るだろうとい
うことは明らかである。各エコーが与えられたパ
ルスから戻るのに要する時間が示されるならば、
その時間はアンテナからのレンジまたは距離を決
定するのに利用され得るし、該アンテナにおける
一つもしくは複数の物標は、式Ｒ＝ct／２によつて 得られる。但し、Ｒはアンテナからのレンジであ
り、ｃは光の速度であり、かつｔはレーダーパル
スの送信と受信の間で経過する時間である。

多くの気象レーダーシステムの中には、256の
レンジビンまたは分解能セルがあり、該セルは、
レーダーリターンがアンテナに達するのに要する
時間ｔに基づいてレーダーリターンを分離するよ
うに配置され、構成されている。レンジビンは
ct／２、但しｔはパルス幅、のオーダーで分解能を 持つている。１海里のオーダーのレンジ分解能を
得るためには、隣接したビン間に12.35マイクロ
秒の周期が必要とされる。

第２図は、実現できるフイルターを実行するの
に利用され得る、デイジタルフイルターの標準的
な構成を示している。第２図のデイジタルフイル
ター１００は、入力端末１０１ａを持つ定数乗算
器１０１を備えており、該端末に、フイルターし
ようとする信号が与えられる。定数乗算器１０１
の出力端末は、加算器１０２の入力端末に結合さ
れ、該加算器の出力端末は加算器１０３の入力端
末に結合され、さらに、遅延装置１０４の入力端
末に結合される。遅延装置１０４の出力端末は、
次いで定数乗算器１０５と１０６に結合され、次
いでこの両乗算器が加算器１０２と１０３の第２
の入力端末にそれぞれ結合される。遅延装置１０
４からの遅延出力信号はさらに遅延装置１０７の
入力端末に結合され、該遅延装置の出力信号は、
次いで定数乗算器１１０および１１１に結合さ
れ、この両乗算器の出力信号は加算器１０２およ
び１０３の第３の入力端末にそれぞれ結合され
る。

第２図のデイジタルフイルターの動作は、次の
式によつて理解され得る。

Ｗ（ｎ）＝GX（ｎ）−CW（ｎ−１）−DW（ｎ−２）
(1) Ｙ（ｎ）＝Ｗ（ｎ）＋AW（ｎ−１）＋BW（ｎ−２）
(2) 但し、Ｘ（ｎ）は入力端末１０１ａへ与えられ
た信号であり、Ｗ（ｎ）は線１１２上の加算器１
０２の出力端末に表われる信号であり、さらにＹ
（ｎ）は加算器、１０３の出力および端末１１３
で利用される信号である。記号（ｎ）は現パルス
を表示し、（ｎ−１）および（ｎ−２）はそれぞ
れ、現パルスに一パルスおよび二パルス先行して
生じるパルスを表わす。

この式を生成するために、定数乗算器１０１は
乗算定数Ｇによつて端末１０１ａに与えられたレ
ーダーリターンデイジタルデータを乗算する。一
方定数剰算器１０５，１０６，１１０および１１
１は、定数−Ｃ、Ａ、−ＤおよびＢによつてそれ
ぞれの入力端末に与えられた信号をそれぞれ乗算
する。遅延装置１０４と１０７は、それらの入力
端末に与えられる信号を１クロツク周期だけ遅ら
せる。従つて、遅延装置１０４の入力端末に与え
られたデータは、データがその入力端末に与えら
れてから１クロツクパルス後に遅延装置１０４の
出力端末にあらわれることになる。遅延装置１０
７の動作も同様である。加算器１０２および１０
３は、入力端末に与えられたデータに算術的加算
動作を行なうデイジタル加算器であつてもよい。

定数Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの値を適当に選択する
ことによつて、合成したいフイルター伝送関数を
生ずることになる。

問題としている周波数は50Hzから450Hzの間に
あるので、通常のデイジタルフイルターの設計に
おいては入力信号が最大周波数の二倍で、換言す
れば900Hzでサンプルされることが必要である。
しかし、50Hzのコーナー周波数と900Hzのサンプ
リング率を有するデイジタルフイルターではシス
テムの複雑さを増すような12ビツト精度をもつた
内部動作を必要とする。50Hz以上の周波数の存在
を検出するだけで、原入力信号を再生しないよう
にすることが必要なのであるから、上記の問題
は、該入力信号が最大周波数の２倍以下でサンプ
ルされた時に生ずる周波数での折り返しを利用す
ることによつて克服することができる。たとえ
ば、480HzのPRFを選択することによつて、それ
はついでサンプリング率を制御するのであるが、
240Hz以上の周波数に作用して周波数を240Hz以下
に折り返す。たとえば、270Hz信号は240Hzより30
Hz大きいのであるが、これは210Hzに、すなわち、
240Hzより30Hz少なく折り返される。さらに、430
Hzの信号は50Hzに折り返される。50Hz以下の信号
はリジエクトされるので、430Hz以上の信号もま
たリジエクトされる。したがつて周波数で折り重
ねを利用することによつて、デイジタルフイルタ
ーは50Hzから430Hzの範囲内で帯域フイルターと
して働き、該範囲はストームセルを検出するため
に問題とする主たる範囲である。

本発明のデイジタルフイルターの動作につい
て、式(1)と(2)、および第２図に従つて説明を行な
うが、それらは第２次フイルターを示している。
本発明が第２次伝送関数より高い関数のフイルタ
ー関数にまでわたつているということは、当業者
にとつて明らかである。

再び第１図に戻つて、マイクロプログラム
ROM４０はＷ（ｎ）およびＹ（ｎ）を計算するた
めに必要な制御信号を発生する。Ｗ（ｎ）の値は、
RAP１６の適当な場所に先にそこに記憶されて
いるＷ（ｎ−２）の値の代りに記憶される。加算
器１４によつて変更されるにつれてアドレス発生
器１１は、そこで次のレンジセルのＷ（ｎ−２）
とＷ（ｎ−１）の場所を指示するので、該レンジ
セルに対応する新しい入力がフイルターされ得
る。このシーケンスは第256番目のレンジセルの
ための計算を完了することで終結する。該システ
ムは入力１０ａにおいて受信された次のパルスに
よつてリセツトされる。

プログラムクロツク６０は一連のパルスを発生
し、該パルスはたとえば計数器となつているアド
レス発生器６１に与えられる。次いで、アドレス
発生器６１はマイクロプログラムROM４０に結
合されさらに、そこに入つている命令のアドレス
を選択する。パルス繰り返し周波数は端末１０ａ
に結合され、該端末は次いでリセツト端末１１ａ
でリセツトアドレス発生器１１に結合されさらに
計数器１２に結合される。該パルス繰り返し周波
数は、たとえば、480Hzでもよい。本発明におい
て、伝送ストローブあたり256レンジの分解能が
利用される場合に、各伝送ストローブに対してＹ
（ｎ）を256回計算する必要がある、つまり、100
海里の最大所望レンジに対して毎４マイクロ秒ご
とにほゞ１回計算する必要がある。したがつて、
アドレス発生器１１は各レンジセルのサンプルに
対して、毎４マイクロ秒ごとに１回の割合で
RAM１６へ新しいアドレスを発生する必要があ
る。したがつてマイクロプログラムROM４０は
命令を発生しかつ、システムクロツクの速度より
速い速度でアドレスし、しかもそのシステムクロ
ツク速度はPRFよりも速いのである。したがつ
て、プログラムクロツク６０はシステムクロツク
およびPRFのどちらよりも高い周波数を持つこ
とになる。マイクロプログラムROM４０が各レ
ンジビンのために発生するステツプの数は、合成
される伝送関数の次数に依存しており、２極フイ
ルターに対してほゞ４ステツプまたは４極フイル
ターに対しては７ステツプぐらいであろう。当業
者にとつては明らかなことであるが、プログラム
クロツク、システムクロツクおよびPRFは相互
に結合されているので、たとえば、該プログラム
クロツクは、マイクロプログラムROM４０によ
つて動作される完全なステツプのシーケンスごと
に１カウントの割合でアドレス発生器を増分する
し、一方PRFは、毎256システムクロツクパルス
に対して１パルスの割合で、システムクロツク信
号から発生される。なお、フイルターは多項式の
比で数学的に表わすことができる。デジタルフイ
ルターの場合は、多項式はｚ変換の式である。こ
こで極座標におけるｚはｚ＝rejwである。ｚの
値が比例式の分母がゼロに等しくなる値になる
と、フイルター関数は極として知られている無限
値になる。もし、ｚがそのような２つの値のみを
とるときは、そのフイルターは２極フイルターと
なり、３つの値をとるときは、３極フイルターと
明示される。伝達関数は、装置の出力を生成する
関数、または与えられた入力をもとにした動作の
結果を産み出す関数である。これらの関数も多項
式の比として表現され、その複雑さも伝達関数の
極数で表現される。上述した「伝送ストローブ」
は、連続する伝達パルスの中でもレーダーからの
伝達パルスのことを言つている。

レーダーからのビデオ信号は入力端末１０ｃに
与えられ、そこでＡ／Ｄ変換器２２に結合され、
該Ａ／Ｄ変換器２２は二進表示、たとえば受信ビ
デオ信号の振幅に応答する８ビツトワード（語）
を発生する。

端末１０ｃに与えられたビデオ信号は８ビツト
語に変換され、Ａ／Ｄ変換器２２において一定係
数Ｇによつて乗算され、さらに多心ケーブル２３
を介してゲート回路５３および多重変換装置（マ
ルチプレクサー）２４に結合される。一つの具体
例をあげれば、ゲート回路５３はカラーレーダー
システムにおいて利用され、ケーブル５２を介し
て与えられたゲート信号に応答して、カラー気象
レーダー表示装置によつて符号化されたビデオ信
号をスイツチ切換えして結合するのに使われる。
即ち、ケーブル５２を介して供給されるゲート信
号は、表示するデータに用いられている色彩に従
つてカラーデイスプレイの電子銃をアクテイブに
する。例えば、大雨は赤で表示し小雨は青で表示
するようにできる。したがつて、多重変換装置２
４の入力ポート２４ａに結合された信号は式(1)で
示したようにGX（ｎ）に対応する。多重変換装
置２４は、マイクロプログラムROM４０の制御
のもとに線４４を介して、該GX（ｎ）項をALU
２７へスイツチ切換えして結合するが、該ALU
もまた、線４５を介してマイクロプログラム
ROM４０の制御下にある。

デイジタルフイルターの動作は、次のように仮
定すると非常によく理解される。すなわち、与え
られたレンジビンに対するＷ（ｎ−２）およびＷ
（ｎ−１）の値は、RAM１６においてそれぞれ
000000000および000000001の場所にすでに記憶さ
れており、次の処理に利用される。

動作は、一連の中の最初の伝送ストローブによ
つて開始し、計算が行なわれているレンジビンが
256の利用可能なレンジビンの中の最初のレンジ
ビンであると仮定するとさらに都合がよい。端末
１０ｂに与えられかつアドレス発生器１１に結合
されたシステムクロツク信号は、加算器１４から
受信した信号と組み合わされてRAM１６をアド
レスし、その出力ポート１６ａから、RAM１６
からのワードＷ（ｎ−２）を読み出す。２極伝送
関数を有するフイルターに対して、二つの先行す
るパルスのうちの一つはアドレスされねばならな
いので、計数器１２は簡単な二進計数器、たとえ
ば、最初のパルスに対しては０の出力信号、第二
のパルスに対しては１の出力信号を持つフリツプ
−フロツプのようなもの、によつて実現すること
ができる。同様に、２極フイルターに関して、マ
イクロプログラムROM４０は、多心ケーブル４
１上に０または１の二進出力信号を発生する。線
１３および線４１上の信号は加算器１４で加算さ
れる。本実施例は、線１３上に０の値を、そして
線４１上にも０の値を仮定しているので、加算器
１４は多心ケーブル１５上に０＋０の和＝０に相
当する出力信号を発生する。256レンジビンの場
合に対して、アドレス発生器１１は０から255に
わたつて、256の異なつたアドレスに至るまで発
生する。最初のレンジビンに対して、そのアドレ
スを00000000としてよい。この処理段階でRAM
１６に与えられる完全なアドレスは000000000で
ある。従つて、計数器１２は特定パルスまたは伝
送ストローブを追尾し、アドレス発生器１１はフ
イルターリングが起るべきレンジビンを追尾し、
さらにマイクロプログラムROM４０はフイルタ
ーリングシーケンスにおける特定のプログラムス
テツプを追尾する。即ち、計数器１２は、連続す
るパルス伝達列中の特定の伝達パルスの追尾を継
続する。この計数器１２の出力は、連続するどの
パルスが伝達されているのかを示している。アド
レス発生器１１は、リターン信号が処理されるレ
ンジビンを定める。また、ROM４０は、フイル
ターリングシーケンス中に、ステツプを追い続け
ることでプログラムを実行させる。以下、さらに
説明を続けるように、計数器１２、加算器１４、
およびROM４０によつてRAM１６にワードの
アドレスを発生することにより、ハードウエアに
おいてもソフトウエアにおいても実質的な節約が
可能になつている。

２極フイルターにおいては、全２パルスに対し
256のレンジビンの各々に対して発生される各デ
ータワードを記憶することが必要であるが、それ
に対して、４極フイルターにおいては、全４パル
スに対して、各レンジビンに対する完全なワード
セツトを記憶することが必要である。即ち、２極
フイルターが用いられたときは、レンジビンを発
生させるデータワードを記憶するために合計２パ
ルスが必要である。また、４極フイルターが用い
られたときは、レンジビンを発生させるデータワ
ードを記憶するために合計４パルスが必要であ
る。前記の具体例では、線１７を介して結合され
た信号は、そのデイジタルフイルターが、256の
レンジビンの中のどのレンジビンを特定のモーメ
ントにおいて処理するかを決定し、一方、多心ケ
ーブル１５を介して与えられた信号は、一連のパ
ルスのうちのどのパルスを処理するかを決定す
る。したがつて、例えば多心ケーブル１７は、2⁸
すなわち256番目のレンジビンの場所に対するデ
ータをアドレスするように８ビツトワードをけた
上げすることが出来る必要がある。２極フイルタ
ーである場合に、多心ケーブル４１は、二つの先
行するパルス（ｎ−２）または（ｎ−１）のどち
らが、与えられた処理点でRAM１６内に読みと
られる必要があるのかそれとも書きとられる必要
があるのかをアドレスするように１ビツトワード
をアドレスするだけでよい。

アドレスの他に、ワード、すなわち本実施例に
おいてはRAM１６からのＷ（ｎ−２）、を読みと
るために、読み出し可能信号がRAM１６に与え
られなければならない。該読み出し可能信号は
ROM４０によつて発生され、さらに多心ケーブ
ル４２を介してRAM１６に結合される。多心ケ
ーブル１７および１５によつてアドレスされた位
置でワードをRAM内に書こうとする場合に、読
み出し可能信号がマイクロプログラムROM４０
から多心ケーブル４２に与えられ、そのワード
は、したがつてRAM１６内のアドレスされた場
所に記憶される。

RAM１６からのワードＷ（ｎ−２）を読みと
つてしまうと、それはROM４０のマイクロプロ
グラム制御を受けている乗算ルツクアツプ表であ
るROM２０に与えられる。以下、さらに説明を
続けるが、ワードＷ（ｎ−２）は多心ケーブル１
８を介してALU２１にもまた与えられそこで処
理を行なう。そこには、2⁸すなわち256の可能な
８ビツトワードがある。選択された乗算定数Ａ、
Ｂ、ＣまたはＤによつて乗算された各語の値は
ROM２０における適当な場所に記憶され、さら
にその積はその後の処理に利用される。即ち、各
ワードＷ（ｎ−１）およびＷ（ｎ−２）は、定数
Ａ、Ｂ、Ｃ、またはＤで乗算され、後に式(1)及び
(2)に従つて加算するときのために保存される。本
実施例において、ワードＷ（ｎ−２）がRAM１
６から読み出された後、式(1)に従つて項Ｗ（ｎ）
を計算するために行なわれる第一のステツプは、
乗算定数Ｄと前記の項とを乗算することである。
従つて、多心ケーブル１８を介してRAM１６か
ら与えられたワードと多心ケーブル４３を介して
マイクロプログラムROM４０から与えられた命
令とが組み合わされてワードDW（ｎ−２）に対
する値の場所のアドレスを形成し、そのワードは
続いてアドレスされ読まれる。多重変換装置２４
は、線４４を介してROM４０から受信した信号
に応答しているが、それはついで、その入力ポー
ト２４ｂに与えられた、乗算表ROM２０からの
ワードDW（ｎ−２）を選択しさらに、多心ケー
ブル２６を介してALU２７にそのワードを結合
する。そして該ALU２７において、そのワード
は、多心ケーブル４５を介してのROM４０から
の適当な制御信号によつてALU２７の出力に伝
達される。従つて、この点でのALU２７におけ
る値は−DW（ｎ−２）である。

多心ケーブル４１上のマイクロプログラム
ROM４０からの出力信号はここで１に増分し、
従つてアドレス発生器１１および加算器１４によ
つてRAM１６に与えられたアドレスを変更し
000000001を読み出す。Ｗ（ｎ−１）の値は、
RAM１６におけるこの場所に先に記憶されてい
る。Ｗ（ｎ−２）の値からDW（ｎ−２）の値を発
生するために利用されたと同じ態様でCW（ｎ−
１）の値は、ROM２０に記憶されたルツクアツ
プ表から読みとることによつて、Ｗ（ｎ−１）の
値からROM２０により発生される。多重変換装
置２４はここでROM４０からの命令を受信し、
ROM２０からの値CW（ｎ−１）をスイツチ切換
えしてALU２７に与え、該ALU２７において
ALU２７に先に記憶された値から減算され、従
つて項−CW（ｎ−１）−DW（ｎ−２）を発生す
る。

次のステツプにおいて、線４４を介してマイク
ロプログラムROM４０の制御下にある多重変換
装置２４は、内部的にスイツチ切換えして、入力
ポート２４ａとそこでの信号GX（ｎ）とを、多
重変換装置２４の出力ポートおよび多心ケーブル
２６に与える。従つて信号GX（ｎ）はALU２７
に結合され該ALUはついでそこに先に記憶され
ていた和に項GX（ｎ）を加算するように命令さ
れ、さらに式(1)に従つて、Ｗ（ｎ）＝GX（ｎ）−
CW（ｎ−１）−DW（ｎ−２）の値を計算する。こ
の新しい値Ｗ（ｎ）はそこでＷ（ｎ−２）の代り
に、RAM１６内のアドレス000000000に多心ケ
ーブル３０を介して読み出される。

上述したように、項Ｗ（ｎ−２）もまたALU２
１内に読み出され、その内容に加算されたのであ
る。本発明の一つの具体例として、ＡおよびＢの
値は所望の伝送関数に依存して１、０または２の
いずれかであるように選択されており、従つて
ALU２１においてさらに計算する前にもう一つ
の乗算表は不要である。従つてBW（ｎ−２）に
対応する値はALU２１の出力に伝送される。そ
こでALU２１の内容はBW（ｎ−２）になる。同
様にして、項Ｗ（ｎ−１）がRAM１６から読み
出され乗算表ROM２０に与えられる場合に、該
項は多心ケーブル１８を介してALU２１にも与
えられ、また該項は従つて項AW（ｎ−１）に対
応し、さらに項AW（ｎ−１）はそこでALU２１
の内容に加算され、AW（ｎ−１）＋BW（ｎ−２）
という値を生ずる。新しく計算された値Ｗ（ｎ）
がRAM１６におけるＷ（ｎ−２）の元の場所に
入ると同時に、この新しく計算されたＷ（ｎ）の
値はALU２１に与えられ、その内容に加算され、
さらにＹ（ｎ）＝Ｗ（ｎ）＋AW（ｎ−１）＋BW（ｎ
−２）を発生する。

Ｙ（ｎ）の計算された値は、そこで振幅比較装
置５０の端末５０ａで結合された基準閾値（８ビ
ツトワード）に比較され得る。しかし、この点に
おいて、システムクロツク信号は１だけ増分し、
次のレンジビン、すなわちレンジビン番号２であ
るが、アドレスされるはずであるということを表
示し、ついでレンジビン番号２における値に対す
る処理が始まる。この処理はレンジビン番号255
に達するまで継続し、255に達した点で新しいパ
ルスが線１０ａ上に発生され、該パルスは計数器
１２を１の値だけ増分する。この第二のパルスは
ついでアドレス発生器１１をリセツトし、再びレ
ンジビン１で始動するようにさせる。計数器１２
は二進計数器であるので、多心ケーブル１３上に
１の値に等しい出力信号を発生するので、その値
は、マイクロプログラムROM４０のプログラム
の初期ステツプに対応して、マイクロプログラム
ROM４０によつて多心ケーブル４１上に発生さ
れた０の値に加算されると、多心ケーブル１５上
に１の値を生ずる。従つて、該プログラムの第一
のステツプは場所000000000に記憶されたデータ
ワードをもはや読み出すことはなく、むしろ、先
に記憶されていた値に対応して場所000000001に
記憶されたデータワードを読み出す。

従つて、そこにより早く記憶されかつ、レンジ
ビン番号１に対応してすぐ前の計算のために値Ｗ
（ｎ−１）として利用された値は、ここでマイク
ロプログラムROM４０により新しいＷ（ｎ−２）
として扱われる。この結果は、与えられたパルス
のすぐ前の（ｎ−１）であつた該パルスが、定義
により、次のパルス上では二パルス先行する（ｎ
−２）であるという理由から、好ましい。同様
に、線１３上の計数は、第二の伝送ストローブ中
すべてのレンジビンに対して処理を持続している
間、１に留まつているので、マイクロプログラム
ROM４０によつてアドレスされたすべてのアド
レスは１だけシフトされ、したがつて、例えば場
所000000000に先に記憶されていた値Ｗ（ｎ）はプ
ログラムの終りには場所000000001に記憶される
ことになる。その同じマイクロプログラムは、各
PRFによつて意味が変るようなデータワードを
アドレスするのに利用されるので、記憶装置の要
件、および／またはマイクロプログラムの長さは
低減され、それによつて処理速度を増す。

振幅比較装置５０に結合されたデイジタルワー
ドＹ（ｎ）が、該比較装置５０に同様に与えられ
た基準閾値ワードより大きければ、ゲート回路５
３にスイツチを入れ、それによつて多心ケーブル
２３上の信号を出力端末１０ｄに結合する。該基
準閾値は、所望のフイルターコーナー周波数に等
しくなるように選択され、該周波数は良好な具体
例では50Hzに相当する。線５１を介して振幅比較
装置５０に与えられた信号は特定のレンジビンに
おける信号の周波数に対応する。本発明は、ほぼ
50Hzより大きい値を有する周波数に関連したもの
であり、それ以下の信号は地勢誘起擾乱の結果で
あると仮定される。従つてゲート回路５３は、入
力端末２０ｃでサンプルされた信号が気象によつ
て発生されたものかあるいは地勢によつて発生さ
れたものかのいずれかについての簡単なイエス／
ノウ決定に応答している。該信号が気象によつて
発生されるならば、その気象強度に対する適当な
色彩が色彩レーダー表示器上にあらわれる。

本発明の具体例について説明して来たが、使用
された用語は説明のためのものであつて限定する
ものではなく、その広い観点において、本発明の
真の範囲および発明の精神から逸脱せずに、特許
請求の範囲内で種々の変更がなされ得る点を理解
されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を構成する各種の装置およびそ
れらの相互連結を示すブロツク図であり、第２図
は本発明の動作を説明するに際して有用なデイジ
タルフイルターのブロツク図である。 図中、１１，６１はアドレス発生器、１２は計
数器、１３，１５，１７，１８，２３，２５，２
６，３０，４１，４２，４３，４４，４５，４
６，５１および５２は多心ケーブル、１４は加算
器、１６はランダムアクセスメモリー、２０はリ
ードオンリイメモリー、２１，２７は演算論理装
置、２２はＡ／Ｄ変換器、２４は多重変換装置、
４０はマイクロプログラムROM、５０は振幅比
較装置、５３はゲート回路、６０はプログラムク
ロツク、１０１，１０５，１０６，１１０および
１１１は定数乗算器、１０２，１０３は加算器、
１０４，１０７は遅延装置、をそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パルス気象レーダーシステムにおける不所望
   の地勢発生の擾乱を抑制するための装置であつ
   て、 第１の周波数f1とf1よりも大きい第２の周波数
   f2との間の周波数帯域にある気象データリターン
   信号と、f1以下の周波数帯域にある地勢散乱リタ
   ーン信号を含む、受信されたレーダー信号を表わ
   す信号を発生する信号入力装置１０ｃと、 前記信号入力装置１０ｃに結合され、先に選択
   された乗算定数に従つて乗算された連続信号を選
   択的に加算または減算し、気象データ信号を表わ
   すデイジタルフイルタリングするデイジタル処理
   装置４０，１６，２０，２４，２７，２１と、 前記デイジタル処理装置に結合された比較装置
   ５０と、 前記比較装置と前記信号入力装置に結合され、
   前記比較装置から出力信号が供給されたときに出
   力端子に気象データを表わす出力信号を結合する
   ように動作するゲート装置を有し、 前記デイジタル処理装置４０，１６，２０，２
   ４，２７，２１は、前記気象データを表わす出力
   信号を2f2より小さいサンプリングレート2f3で標
   本化し、かつf3とf1間の帯域通過特性とf1以下の
   帯域阻止特性のデイジタルフイルターを構成し、 前記サンプリングレート2f3は、f3と2f3−f1の
   間の周波数で信号通過帯域に折り重ねを生じ、 比較装置５０は、フイルタを通過した信号が閾
   値信号の周波数を越えたときに、フイルタを通過
   した信号の周波数を表わす第１の信号と閾値信号
   の周波数を表わす第２の信号とを比較して気象デ
   ータを表わす信号を生成することを特徴とする前
   記装置。 ２ 前記デイジタル処理装置は、 マイクロインストラクシヨン発生器４０と、 マイクロインストラクシヨン発生器に接続さ
   れ、デイジタルワールドの蓄積と検索のためのア
   ドレスポートと出力ポートを有し、前記蓄積はマ
   イクロインストラクシヨン発生器からの書込み信
   号に応答して行われ、前記検索はマイクロインス
   トラクシヨン発生器からの読出し信号に応答して
   行われるメモリー手段１６と、 出力ポートと、前記メモリー手段の出力ポート
   に接続された入力ポートとを有し、かつ、前記マ
   イクロインストラクシヨン発生器に接続されたイ
   ンストラクシヨンポートを有し、前記マイクロイ
   ンストラクシヨン発生器によつて選択されるよう
   にして定数の乗算が行われ、乗算信号はその出力
   ポートに結合される乗算手段２０と、 第１および第２の入力ポートと、出力ポート
   と、インストラクシヨン端子を有し、 前記第１の入力ポートは前記信号入力装置に接
   続され、前記第２の入力ポートは前記乗算手段に
   接続され、前記インストラクシヨン端子は前記マ
   イクロインストラクシヨン発生器に接続され、前
   記マイクロインストラクシヨン発生器から受け取
   つた信号に応答して、前記第１の入力ポートおよ
   び前記第２の入力ポートから受け取つた信号を切
   替えてその出力ポートに結合する多重化手段２４
   と、 前記多重化手段の出力ポートに接続された入力
   ポートと、前記メモリー手段のアドレスポートに
   接続された出力ポートと、前記マイクロインスト
   ラクシヨン発生器に接続されたインストラクシヨ
   ンポートを有し、前記入力ポートに供給された連
   続信号をインストラクシヨンポートで受け取つた
   インストラクシヨン信号に従つて、加算、減算、
   および移転し、その出力ポートに加算、減算、お
   よび移転信号を生成する第１の演算論理ユニツト
   手段２７を有し、 前記マイクロインストラクシヨン発生器に接続
   されたインストラクシヨンポートと、前記メモリ
   ー手段の出力ポートに接続された入力ポートと、
   出力ポートを有し、その入力ポートに供給される
   連続信号をそのインストラクシヨンポートで受け
   取つたインストラクシヨン信号に従つて加算、減
   算、および移転し、レートが2f2より小さい2f3で
   受信レーダー信号のサンプルを受け取り、f3とf1
   間の帯域通過特性とf1以下の帯域阻止特性を形成
   し、サンプリングレート2f3は、2f3−f1とf3との
   間の周波数で信号通過帯域に、また、2f3−f1と
   2f3との間の周波数で信号阻止帯域に折り重ねを
   生じるフイルターを有し、その出力ポートが前記
   比較装置５０に接続されている第２の演算論理ユ
   ニツト手段２１とを有することを特徴とする請求
   項１記載の装置。 ３ 前記乗算手段は、内部に増分のルツクアツプ
   テーブルを蓄積したリードオンリーメモリ２９を
   有することを特徴とする請求項２記載の装置。 ４ 前記メモリー手段は、 複数のアドレス端子を有するランダムアクセス
   メモリー１６と、 パルス繰り返し周波数で受信パルスに結合され
   る入力端子を有し、パルス繰り返し周波数を予め
   選択された定数で除算して得られる繰り返しレー
   トでパルスを生成するカウンター手段１２と、 前記カウンター手段に接続された第１の入力手
   段と、前記マイクロインストラクシヨン発生器４
   ０に接続されて前記第１の入力手段に供給される
   信号を加算し、 前記ランダムアクセスメモリーの複数のアドレ
   ス端子に含まれる第１の組合せの端子に供給する
   加算手段１４と、 システムクロツクパルスを受け取る第１の入力
   端子手段と、パルス繰り返し周波数で受け取つた
   パルスに結合される第２の入力端子手段を有し、
   かつ、前記ランダムアクセスメモリーの複数のア
   ドレス端子に含まれる第２の組合せの端子に接続
   された出力端子手段を有し、連続的に受け取つた
   システムクロツクパルスに相当する２進数を生成
   するアドレス発生手段１１を有することを特徴と
   する請求項２乃至３記載の装置。 ５ 前記マイクロインストラクシヨン発生器４０
   は、 予め選択されたレートでパルスを生成するプロ
   グラムクロツク発生手段６０と、 前記プログラムクロツク発生手段に接続され、
   前記プログラムクロツク発生手段から受け取つた
   連続パルスに相当するアドレス信号を生成するア
   ドレス発生手段６１と、 前記リードオンリーメモリー内のアドレスに蓄
   積されているインストラクシヨン信号を、前記ア
   ドレス信号に応答して前記リードオンリーメモリ
   ーの出力端子に供給するマイクロプログラムリー
   ドオンリーメモリ手段４０を有することを特徴と
   する請求項２乃至４記載の装置。 ６ f1が50Hz、f2が450Hz、f3が240Hzであること
   を特徴とする請求項１乃至５記載の装置。 ７ 前記信号入力装置は、最高の地勢誘起周波数
   に等しいレーダーシステムのパルス繰り返しレー
   トでレーダーエコーを標本化する手段を有する請
   求項１乃至５記載の装置。