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技術 パルス信号受信装置およびパルス配列方法

出願人 株式会社東芝
発明者 常本隆仁
出願日 1999年3月24日 (21年9ヶ月経過) 出願番号 1999-078962
公開日 2000年10月6日 (20年2ヶ月経過) 公開番号 2000-275325
状態 特許登録済
技術分野 レーダ方式及びその細部
主要キーワード パルス波形データ パワスペクトル 受信パルス列 パルス繰返し周期 一時記憶データ パス帯域 パルス繰り返し周期 スペクトラム成分
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年10月6日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

受信パルスの配列を高い精度で行えるようにし、これにより信号再生忠実度を高める。

解決手段

受信パルス列に対してFFT処理を施すFFT処理部30を設け、受信パルスのスペクトル分布演算する。そしてこのスペクトル分布におけるスペクトラム幅を一定とすべく、パルス配列のための制御信号を制御部32により生成し、これをパルス配列回路25に与えてパルスの配列を行うようにした。

概要

背景

一般に、レーダ受信機等に用いられるパルス信号受信装置は、アンテナで受信したパルス信号周波数変換器中間周波数に変換した後、広帯域フィルタに通して主要なラインスペクトラム成分を抽出し、これをもとに復調処理回路変調成分復調するようにしている。

ところで、現実受信信号は、パルス繰り返し周期(PRI)が厳密に一定でないことが多く、またPRIを意図的に乱している場合もある。しかしながらPRIが変動すると、これに伴ってラインスペクトラム成分の周波数位置も変動するため、広帯域フィルタによるラインスペクトラム成分の抽出を正確に行うことが困難となる。このことは、到来信号忠実受信復調処理を行うことが困難になることを意味し、受信S/Nの劣化などの種々の悪影響を及ぼす。

このため、図4に示すように受信パルス再配列を行い、パルス繰返し周期強制的に一定としたうえで広帯域フィルタを通すことにより、ラインスペクトラム成分の抽出を正確に行えるようにするパルス信号受信装置が提供されている。

概要

受信パルスの配列を高い精度で行えるようにし、これにより信号再生忠実度を高める。

受信パルス列に対してFFT処理を施すFFT処理部30を設け、受信パルスのスペクトル分布演算する。そしてこのスペクトル分布におけるスペクトラム幅を一定とすべく、パルス配列のための制御信号を制御部32により生成し、これをパルス配列回路25に与えてパルスの配列を行うようにした。

目的

本発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、ラインスペクトラム成分抽出の際に、受信パルスの配列を高い精度で行えるようにし、これにより信号再生の忠実度の向上を図ったパルス信号受信装置およびパルス配列方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数のパルス信号を受信して受信パルス信号を得る受信手段と、前記受信パルス信号のパルス配列間隔を、与えられる制御信号に基づき可変するパルス配列手段と、このパルス配列手段から送出される受信パルス信号からラインスペクトラム成分を抽出する抽出手段と、前記受信パルス信号のスペクトラム成分情報を得る分析手段と、前記スペクトラム成分情報に基づいて、前記受信パルス信号のパルス配列間隔を一定とすべく前記パルス配列手段に前記制御信号を与える制御手段と、前記ラインスペクトラム成分を抽出後の受信パルス信号のパルス配列間隔を元に戻す復元手段と、この復元手段によりパルス配列間隔を復元された受信パルス信号が与えられ、この受信パルス信号に対して前記ラインスペクトラム成分に基づき復調処理を施す復調手段とを具備することを特徴とするパルス信号受信装置

請求項2

前記分析手段は、前記パルス配列手段から送出される受信パルス信号のスペクトラム成分情報を得るものであることを特徴とする請求項1に記載のパルス信号受信装置。

請求項3

前記制御手段は、前記スペクトラム成分情報に基づき、パワスペクトル密度の間隔を均等とすべく前記パルス配列手段への制御信号を生成することを特徴とする請求項1または2に記載のパルス信号受信装置。

請求項4

前記分析手段は、前記受信手段から送出される受信パルス信号に対して高速フーリエ変換処理FFT:Fast Fourier Transformation)を施すことで該受信パルス信号のスペクトラム成分情報を得ることを特徴とする請求項1または2に記載のパルス信号受信装置。

請求項5

前記分析手段は、処理対象となる受信パルス信号に対して時間窓関数乗算したうえでFFT処理を施すことを特徴とする請求項4に記載のパルス信号受信装置。

請求項6

複数のパルス信号を受信して受信パルス信号のパルス配列間隔を制御したのち該受信パルス信号のラインスペクトラム成分を抽出し、このラインスペクトラム成分に基づき該受信パルス信号を復調するパルス信号受信装置におけるパルス配列方法であって、前記受信パルス信号のスペクトラム成分情報を得る第1のステップと、このステップで得られた前記スペクトラム成分情報に基づき、パワスペクトル密度の間隔を均等とすべく前記受信パルス信号のパルス配列間隔を制御する第2のステップとを具備することを特徴とするパルス配列方法。

請求項7

前記第1のステップは、前記受信パルス信号に対してFFT処理を施すことにより該受信パルス信号のスペクトラム成分情報を得るステップであることを特徴とする請求項6に記載のパルス配列方法。

請求項8

前記第1のステップは、前記FFT処理を施す際に処理対象となる受信パルス信号に対して時間窓関数を演算するステップであることを特徴とする請求項7に記載のパルス配列方法。

技術分野

0001

本発明は、例えばレーダなどのパルス信号を受信するパルス信号受信装置とそのパルス配列方法に関する。

背景技術

0002

一般に、レーダ受信機等に用いられるパルス信号受信装置は、アンテナで受信したパルス信号を周波数変換器中間周波数に変換した後、広帯域フィルタに通して主要なラインスペクトラム成分を抽出し、これをもとに復調処理回路変調成分復調するようにしている。

0003

ところで、現実受信信号は、パルス繰り返し周期(PRI)が厳密に一定でないことが多く、またPRIを意図的に乱している場合もある。しかしながらPRIが変動すると、これに伴ってラインスペクトラム成分の周波数位置も変動するため、広帯域フィルタによるラインスペクトラム成分の抽出を正確に行うことが困難となる。このことは、到来信号忠実受信復調処理を行うことが困難になることを意味し、受信S/Nの劣化などの種々の悪影響を及ぼす。

0004

このため、図4に示すように受信パルス再配列を行い、パルス繰返し周期強制的に一定としたうえで広帯域フィルタを通すことにより、ラインスペクトラム成分の抽出を正確に行えるようにするパルス信号受信装置が提供されている。

発明が解決しようとする課題

0005

ところが、従来のこの種のパルス信号受信装置では、受信パルスの間隔を正確に一定にすることが困難であり、このためラインスペクトラム成分を良好に抽出することが難しく、信号再生忠実度欠けるという不具合が有った。

0006

本発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、ラインスペクトラム成分抽出の際に、受信パルスの配列を高い精度で行えるようにし、これにより信号再生の忠実度の向上を図ったパルス信号受信装置およびパルス配列方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記目的を達成するために本発明は、複数のパルス信号を受信して受信パルス信号を得る受信手段と、前記受信パルス信号のパルス配列間隔を、与えられる制御信号に基づき可変するパルス配列手段と、このパルス配列手段から送出される受信パルス信号からラインスペクトラム成分を抽出する抽出手段と、前記受信パルス信号のスペクトラム成分情報を得る分析手段と、前記スペクトラム成分情報に基づいて、前記受信パルス信号のパルス配列間隔を一定とすべく前記パルス配列手段に前記制御信号を与える制御手段と、前記ラインスペクトラム成分を抽出後の受信パルス信号のパルス配列間隔を元に戻す復元手段と、この復元手段によりパルス配列間隔を復元された受信パルス信号が与えられ、この受信パルス信号に対して前記ラインスペクトラム成分に基づき復調処理を施す復調手段とを具備することを特徴とする。

0008

このようにすると、パルス配列間隔を強制的に一定間隔としたのち、この一定間隔のパルス列からラインスペクトラム成分が抽出される。その際、受信パルス信号のスペクトラム成分情報が例えばFFTなどの手法で求められ、これに基づいて、例えばパワスペクトル密度の間隔を均等とすることでパルス間隔の一定化がなされる。

0009

すなわちスペクトラム成分情報をもとにパルスを配列することで、ラインスペクトラム成分を高精度で抽出することが可能となり、この結果、受信復調の際の忠実度を高めることができる。

0010

またFFT処理の際、処理対象となる受信パルス信号に対して時間窓関数乗算するようにしても良い。このようにすることでFFT処理自体の精度を高められ、これによっても忠実度を高められる。

0011

また本発明は、複数のパルス信号を受信して受信パルス信号のパルス配列間隔を制御したのち該受信パルス信号のラインスペクトラム成分を抽出し、このラインスペクトラム成分に基づき該受信パルス信号を復調するパルス信号受信装置におけるパルス配列方法にあって、前記受信パルス信号のスペクトラム成分情報を例えばFFTなどの手法により得る第1のステップと、このステップで得られた前記スペクトラム成分情報に基づき、パワスペクトル密度の間隔を均等とすべく前記受信パルス信号のパルス配列間隔を制御する第2のステップとを具備することを特徴とする。

0012

このようにしても、上記と同様にラインスペクトラム成分を高精度で抽出することが可能となり、受信復調の際の忠実度を高められる。

発明を実施するための最良の形態

0013

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明に係わるパルス信号受信装置の実施の形態を示すブロック構成図である。図1において、アンテナ21に到来した無線周波信号は、周波数変換器22により中間周波数に変換され、次いでA/D(アナログディジタル変換器23によりデジタル信号に変換される。このデジタル信号はメモリ回路24に一旦記憶され、例えば3つの受信パルスに相当する分のデータが順次読み出されてパルス配列回路25およびFFT処理部30に与えられる。

0014

FFT処理部30では、メモリ回路24から与えられるデータに対してFFT処理を施し、受信パルスのスペクトル分布解析する。この解析データは制御部32に与えられる。パルス配列回路25では、制御部32から与えられる制御信号に基づいてパルス間隔を一定とすべくパルスの配列が行なわれる。すなわち、パルス配列回路25はRAM(Random Access Memory)などの記憶手段を備え(図示せず)、この記憶手段にパルス波形データ一時記憶し、この一時記憶データを制御信号に基づき読み出すことで、一定間隔のパルス列を得る。このパルス列は次段フィルタ回路26に与えるものとする。

0015

フィルタ回路26は、それぞれパス帯域の異なる複数の帯域フィルタ261〜26nを備え、これらの帯域フィルタ261〜26nに上記一定間隔のパルス列が与えられる。これにより受信信号のラインスペクトラム成分S1〜Snが抽出される。ラインスペクトラム成分S1〜Snは、受信復調の際のデータとして供されるとともに次段の合成器27に与えられ、合成されて再び一定間隔のパルス列に戻されたうえでパルス列復元回路28に与えられる。

0016

パルス列復元回路28は、以上の過程において強制的に一定間隔で配列されたパルスを、制御部32からの制御信号に基づき元どおりの配列に復元し、このパルス列を復調処理回路29に与える。復調処理回路29では、ラインスペクトラム成分S1〜Snをデータとして受信パルスの復調処理が施される。

0017

ところで制御部32は、以下に示す処理を実行する。図2はその処理手順を示すフローチャートである。図2において制御部32は、FFTにより得られた受信パルスのスペクトル分布をステップST1で取得し、ステップST2でしきい値レベルを設定する。ここでは図3のごとく−35dBにしきい値を設定する。

0018

続くステップST3で制御部32は、スペクトル分布がしきい値と交わる点の横軸座標値すなわち周波数値(f1,f2,…,fm)をすべて読み取り、その値を順次記憶する。次のステップST4では、(f1,f2,…,fm)をデータとして種々の演算処理を施される。例えば、これらのデータからスペクトル幅Wi(W1=f2−f1、W2=f3−f2、…、W(m−1)=fm−f(m−1):iは1から(m−1)までの自然数)を演算したり、またその平均値W(−)やWiの平均値からのずれの程度などが演算される。

0019

次のステップST5では、制御部32は上記演算結果に基づきパルス配列回路25およびパルス列復元回路28に与えるべき制御信号を生成し、これを次のステップST6でそれぞれ送出する。例えば上記ステップST4にて、図3(b)のごとくスペクトル分布が高域側に偏っていることを示す結果が得られたなら、パルス配列回路25におけるRAMの読出し速度を遅くすることによりパルス列間隔を広げる方向に制御を行う。

0020

図3に、パルス繰返し周期によるスペクトル分布の違いを示す。図3(a)は、パルス繰返し周期が一定である場合の分布を示しており、しきい値レベルにおけるスペクトル幅Wiが一定となっている。一方、図3(b)は、パルス繰返し周期が不規則である場合の分布を示しており、スペクトル幅が一定でない。すなわち、高域側でパワスペクトル密度がしきい値レベルを定常的に超えており、パルス間隔が短くなっている。

0021

このように本実施形態では、受信パルス列に対してFFT処理を施すFFT処理部30を設け、受信パルスのスペクトル分布を演算する。そしてこのスペクトル分布におけるスペクトラム幅を一定とすべく、パルス配列のための制御信号を制御部32により生成し、これをパルス配列回路25に与えてパルスの配列を行うようにしている。

0022

このようにしたので、ラインスペクトラム成分を高精度で抽出することが可能となり、受信復調の際の忠実度を高めることができる。

0023

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば図5のように、パルス配列回路25の出力をFFT処理部30に与えてFFT処理を施し、その結果を制御部32に与えることでフィードバックループを形成するようにしてもよい。このようにすると、上記と同様の利点に加え、パルス配列処理の安定化を図れるなどの利点を得られる。

0024

またこの他に、FFT処理部30において処理対象となるパルス信号に対して時間窓関数を乗算するようにしてもよい。このようにすると、FFT処理自体の精度を高めることができ、信号再生の忠実度をさらに高めることができる。

0025

その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施を行うことができる。

発明の効果

0026

以上詳述したように本発明によれば、受信パルスの配列を高い精度で行えるようになり、これにより信号再生の忠実度を高めることが可能となる。

図面の簡単な説明

0027

図1本発明に係わるパルス信号受信装置の実施の形態を示すブロック構成図。
図2本発明の実施形態における制御部32の制御手順を示すフローチャート。
図3パルス繰返し周期によるスペクトル分布の違いを示す図。
図4受信パルスの再配列を示す概念図。
図5本発明に係わるパルス信号受信装置の別の実施の形態を示すブロック構成図。

--

0028

21…アンテナ
22…周波数変換器
23…アナログ/ディジタル(A/D)変換器
24…メモリ回路
25…パルス配列回路
26…フィルタ回路
27…合成器
28…パルス列復元回路
29…復調処理回路
30…FFT処理部
32…制御部

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