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【発明の名称】 電波受信装置
【発明者】 【氏名】矢吹 治
【要約】 【課題】周波数未知の電波パルスを受信してその電波の特性を測定するために、受信帯域を変化させながら受信を行う電波受信装置において、スペクトラムのメインローブでチューニングした時と、サイドローブでチューニングした時とを簡単に判別する。

【解決手段】従来の周波数混合器１２、可変局部発振器１３、中間周波数増幅器１４、狭帯域フィルタ１６、検波増幅器１８及び信号処理部２２に加えて、受信入力信号を一定振幅に制限して増幅する広帯域振幅制限増幅器２４と、広帯域振幅制限増幅器２４からの出力を狭帯域フィルタ１６の帯域とほぼ同じ帯域でろ過する第２狭帯域フィルタ２６と、狭帯域フィルタ２６からの出力を検波する第２検波増幅器２８と、第２検波増幅器２８からの出力とスレショルドとの比較を行い、第２検波増幅器２８からの出力がスレショルド以上またはスレショルドより大きいときに信号を出力する振幅比較器３０と、をさらに備える。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 キャリア周波数未知の電波パルスを受信してその電波パルスの特性を測定するために、受信帯域を変化させながら受信を行う電波受信装置において、受信入力信号を一定振幅に制限して増幅する広帯域振幅制限増幅手段と、前記広帯域振幅制限増幅手段からの出力を前記受信帯域とほぼ同じ周波数帯域で通過させる狭帯域フィルタ手段と、前記狭帯域フィルタ手段からの出力を検波する検波手段と、前記検波手段からの出力とスレショルドとの比較を行い、検波手段からの出力がスレショルド以上またはスレショルドより大きいときに信号を出力する振幅比較手段と、をさらに備え、振幅比較手段から信号が出力された場合に受信入力信号のスペクトラムのメインローブが前記受信帯域内にあることを判別する電波受信装置。
【請求項２】 請求項１記載の電波受信装置において、受信入力信号の特性を測定する信号処理部をさらに備えており、前記信号処理部は、前記振幅比較手段からの信号をトリガ信号として受信入力信号の特性の測定を開始する電波受信装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、キャリア周波数未知の到来電波パルスを受信して、例えばそのパルス幅、パルス振幅、パルス繰り返し周期、キャリア周波数等の特性を測定する電波受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の電波受信装置としては、例えば図４に示したものがある。この電波受信装置は、主に、周波数混合器１２、可変局部発振器１３、中間周波数増幅器１４、狭帯域フィルタ１６、検波増幅器１８、振幅比較器２０及び信号処理部２２を備えた受信周波数掃引型スーパーヘテロダイン受信装置となっている。
【０００３】アンテナ１１で受信された受信入力信号は、周波数混合器１２で可変局部発振器１３の信号と混合され、中間周波数に変換される。そして、中間周波数増幅器１４で増幅された後、狭帯域フィルタ１６でろ過され、検波増幅器１８で増幅検波されて、ビデオ信号として信号処理部２２へと出力される。検波増幅器１８からのビデオ信号は、同時に振幅比較器２０へも出力されており、振幅比較器２０でノイズレベルぎりぎりに設定されたスレショルドと比較されて、スレショルドを越えた場合に、振幅比較器２０から信号が信号処理部２２へと送られる。信号処理部２２では、振幅比較器２０からの信号をトリガ信号として、検波増幅器１８からのビデオ信号の処理を開始する。例えば、ビデオ信号のＡ／Ｄ変換を開始してこのビデオ信号の振幅を測定したり、また、ビデオ信号の幅、またはビデオ信号と次のビデオ信号との間隔を測定することにより、パルス振幅、パルス幅、パルス繰り返し周期を測定し、信号処理部２２が内蔵するＣＰＵへと送られて、信号処理部２２に同じく内蔵されるメモリに格納される。
【０００４】一般的に、パルス信号のスペクトラムは、図５に示すように、キャリア周波数ｆC を中心に左右対称に広がるｓｉｎｃ（ｘ）関数で描かれ、メインローブＭの他に１／τ（τはパルス幅）の周期毎にサイドローブＳが現れる。受信装置の受信帯域幅となる狭帯域フィルタ１６の帯域幅ＢifはＳ／Ｎの向上の観点等からできるだけ狭く設定するが、少なくとも、受信するであろうと考えられる電波パルスの最小パルス幅に適合するような帯域幅、即ち、最小パルス幅の信号スペクトラムのメインローブ幅程度の幅を持つように設定されている。そして、未知のキャリア周波数を持つパルス信号を所望の受信帯域において受信し分析するため、信号処理部２２からの制御により可変局部発振器１３の局部発振周波数ｆL を帯域幅Ｂifに相当する周波数幅で変化させながら掃引している（図６参照）。
【０００５】信号処理部２２では、振幅比較器２０からのパルス信号が出力されたときに、測定を開始してパルス振幅、パルス幅、パルス繰り返し周期を求めると共に、そのときの局部発振周波数ｆL と受信装置の帯域幅Ｂifの中心周波数ｆI とから、ｆC＝ｆL＋ｆI またはｆC＝ｆL−ｆI 等の関係に基づいてキャリア周波数ｆC を求めている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、サイドローブスペクトラムは、受信信号の大きさとパルス幅によって異なるが、Ｂifと比較してかなり大きく広がっている場合があり、メインローブＭ以外の部分で所でチューニングされても、検波増幅器１８からある程度の出力信号が得られる場合がある。
【０００７】これを図７を参照して詳細に説明すると、図７（ａ−１）、（ｂ−１）に示すように、受信装置がメインローブＭのところでチューニングされているときには、検波増幅器１８からのビデオ信号は元の受信パルス信号を再現する（図７（ａ−２）、（ｂ−２））。一方、図７（ｃ−１）に示すように、受信装置がサイドローブＳのところでチューニングされているときでも、検波増幅器１８からスレショルドＴｈ以上のビデオ信号が出力されるが、このビデオ信号波形には大きな歪みが生じるため（図７（ｃ−２））、正確な入力パルス信号の諸特性が得られない上に、キャリア周波数の情報も間違ったものとなる。
【０００８】しかしながら、小入力信号のメインローブをチューニングしているのか（図７（ｂ）の場合）、大入力信号のサイドローブをチューニングしているのか（図７（ｃ）の場合）は信号処理部２２に単に入力されたときには見分けが付かない。そこで、従来は、信号処理部２２において、振幅比較器２０からの信号があれば検波増幅器１８からのビデオ信号をすべて信号処理部２２で処理し、諸特性を求めた後、掃引周波数の変化と共に変化する振幅の最大値を見つけることによりメインローブの受信を捜索している。この捜索、探知処理は、信号処理部２２のＣＰＵによるソフトウエアによって行うため、処理に時間がかかるという課題がある。
【０００９】かかる問題点を回避するために、振幅比較器２０のスレショルドＴｈを高くすると、図７（ｂ−１）及び（ｂ−２）に示す小入力信号に対して、振幅比較器２０からの信号が出力されず、諸特性を得ることができなくなるという課題がある。本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、請求項１及び請求項２記載の発明は、受信電波のスペクトラムのメインローブ付近でチューニングしたことを迅速に判別することができる電波受信装置を提供することをその目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、周波数未知の電波パルスを受信してその電波の特性を測定するために、受信帯域を変化させながら受信を行う電波受信装置において、受信入力信号を一定振幅に制限して増幅する広帯域振幅制限増幅手段と、前記広帯域振幅制限増幅手段からの出力に対して前記受信帯域とほぼ同じ周波数帯域で通過させる狭帯域フィルタ手段と、前記狭帯域フィルタ手段からの出力を検波する検波手段と、前記検波手段からの出力とスレショルドとの比較を行い、検波手段からの出力がスレショルド以上またはスレショルドより大きいときに信号を出力する振幅比較手段と、を備え、振幅比較手段から信号が出力された場合に受信入力信号のスペクトラムのメインローブが前記受信帯域内にあることを判別する。
【００１１】広帯域振幅制限増幅手段が、受信入力信号を一定振幅に制限して増幅することで、小入力信号も大入力信号も一定振幅の信号に増幅され、その信号スペクトラムのメインローブはほぼ同じレベルになる。一方、メインローブとサイドローブのレベルの差は、広帯域振幅制限増幅手段で増幅しても一定の関係に保たれる。従って、広帯域振幅制限増幅手段からの出力を狭帯域フィルタ手段において電波受信装置の受信帯域とほぼ同じ周波数帯域でろ過すると、メインローブが受信帯域内にある場合と、サイドローブが受信帯域内にある場合とで、明確な出力レベルの差が生じることになる。従って、振幅比較手段にて、狭帯域フィルタ手段からの出力を検波した出力とスレショルドとを比較すれば、受信入力信号のスペクトラムのメインローブが受信帯域内にあるかどうかを判別することができる。
【００１２】また、請求項２記載の発明では、請求項１記載の電波受信装置において、受信入力信号の特性を測定する信号処理部をさらに備えており、前記信号処理部は、前記振幅比較手段からの信号をトリガ信号として受信入力信号の特性の測定を開始する。受信入力信号のスペクトラムのメインローブが受信帯域内にある場合にのみ、受信入力信号の特性の測定を行うようにする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の電波受信装置の実施の形態を表すブロック図である。従来と同一の部分には、同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。この電波受信装置１０は、従来の周波数混合器１２、可変局部発振器１３、中間周波数増幅器１４、狭帯域フィルタ１６、検波増幅器１８及び信号処理部２２に加えて、さらに、広帯域振幅制限増幅器２４（広帯域振幅制限増幅手段）、第２狭帯域フィルタ２６（狭帯域フィルタ手段）、第２検波増幅器２８（検波手段）及び振幅比較器３０（振幅比較手段）を備えており、これら広帯域振幅制限増幅器２４から振幅比較器３０までは、周波数混合器１２の出力から分岐し、信号処理部２２まで別系統を構成している。
【００１４】広帯域振幅制限増幅器２４は、小信号から大信号に渡り一定の振幅で出力するよう、増幅する広帯域増幅器である。具体的には、多段の広帯域増幅器から構成することができ、入力信号を多段の広帯域増幅器によって増幅して飽和させることによって実現することができる。広帯域振幅制限増幅器２４からの出力は、第２狭帯域フィルタ２６によってろ過される。この第２狭帯域フィルタ２６の帯域幅は、狭帯域フィルタ１６と同じ程度の帯域幅Ｂif、即ち、入力パルスのメインローブ幅程度に設定される。メインローブ幅は、入力パルスのパルス幅で異なるから、この電波受信装置が測定するべき電波パルスの最小パルス幅に適合するような帯域幅、即ち、最小パルス幅の信号スペクトラムのメインローブ幅程度に設定される。
【００１５】第２狭帯域フィルタ２６からの出力は、第２検波増幅器２８によって検波増幅され、振幅比較器３０でスレショルドと比較され、スレショルドを超えた場合に、振幅比較器３０からの信号がトリガ信号として、信号処理部２２へと送られる。信号処理部２２では、このトリガ信号によって、検波増幅器１８からのビデオ信号の処理を開始する。そして、ビデオ信号のパルス振幅、パルス幅、パルス繰り返し周期の測定を行うと共に、そのときの局部発振周波数ｆL と受信装置の帯域幅Ｂifの中心周波数ｆI とからｆC＝ｆL＋ｆI またはｆC＝ｆL−ｆI 等の関係に基づいてキャリア周波数ｆC を求める。
【００１６】以上のように構成される電波受信装置１０の作用を、図２を参照して詳細に説明する。図２（ａ）、（ｃ）に示す大入力信号及び（ｂ）に示す小入力信号のいずれも、広帯域振幅制限増幅器２４によって一定振幅の信号に増幅されるため、広帯域振幅制限増幅器２４の出力信号のスペクトラムの高さは、ほぼ同じものとなる（図２（ａ−２）、（ｂ−２）、（ｃ−２））。この出力は、第２狭帯域フィルタ２６によって帯域幅Ｂifの部分のみが取り出される。そのため、第２検波増幅器２８からの出力は、メインローブにチューニングされているときには、図２（ａ−３）、（ｂ−３）に示すように、入力信号の大小に拘わらず大出力となり、サイドローブにチューニングされているときには、図２（ｃ−３）に示すように、元の信号が大入力信号であっても歪んだ小出力となる。この出力を、振幅比較器３０で、スレショルドＴｈ２と比較すると、図２（ａ−４）及び（ｂ−４）の場合に振幅比較器３０からのトリガ信号が出力され、図２（ｃ−４）の場合にはトリガ信号が出力されない。
【００１７】信号処理部２２では、トリガ信号を受けた場合のみに、検波増幅器１８からのビデオ信号の処理を開始し、ビデオ信号のパルス振幅、パルス幅、パルス繰り返し周期を測定する。第２検波増幅器２８からの出力信号には、ノイズも増幅して含まれているので、振幅比較器３０でのスレショルドＴｈ２は、ノイズよりも高く且つ振幅制限された制限レベルよりもやや小さいレベルに設定される。このスレショルドＴｈ２と広帯域振幅制限増幅器２４からの出力との関係を周波数領域で表した図６対応図を図３に示す。スレショルドＴｈ２は、従来のスレショルドＴｈと比較して高いレベルに設定される。
【００１８】以上のように、この実施の形態では、振幅比較器３０からトリガ信号が出力されることで、メインローブにチューニングされていることが判別できる。この処理は、すべてハードウエアで行うことができるため、その判別は短時間で行うことができる。また、振幅比較器３０からトリガ信号が出力されたときのみ、検波振幅器１８のビデオ信号を処理して、特性の測定を行うため、無駄な測定を行うことがなく、信号処理時間の短縮が図れ、瞬探性が向上する。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、広帯域振幅制限増幅手段等によって簡単に、受信入力信号のスペクトラムのメインローブが前記受信帯域内にあることを判別することができるため、短時間でその判別を行うことができる。
【００２０】また、請求項２記載の発明によれば、受信入力信号のスペクトラムのメインローブが受信帯域内にある場合にのみ、受信入力信号の特性の測定を行い、受信入力信号のスペクトラムのサイドローブが受信帯域内にある場合は測定を行わないようにできるため、あるレベル以上であればサイドローブも含めすべて特性の測定を行っていた従来に比べて、処理時間、探索時間の大幅な短縮が図れる。広い周波数範囲で複数の電波パルスが到来しているときに、総合的な探知、処理時間が大幅に短縮できる。
【出願人】 【識別番号】０００００３３８８
【氏名又は名称】株式会社トキメック
【出願日】 平成１０年（１９９８）３月２０日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】石戸 元 （外３名）
【公開番号】 特開平１１−２７１４２１
【公開日】 平成１１年（１９９９）１０月８日
【出願番号】 特願平１０−７２４１０