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技術 パルス信号受信装置及びパルス信号処理方法

出願人 株式会社東芝
発明者 茅原三朗
出願日 2000年3月23日 (20年9ヶ月経過) 出願番号 2000-081269
公開日 2001年9月26日 (19年2ヶ月経過) 公開番号 2001-264417
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 バースト波状 再配列後 受信パルス列 ラインスペクトル パルス繰返し周期 復元制御
関連する未来課題
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図面 (9)

課題

中心周波数の各パルスごとのズレパルス繰り返し周期の変動に伴う各パルスの位相のズレのため、パルス再配列後の信号のスペクトラムが、抽出するラインスペクトラム成分以外にも分散してしまう不具合を解消すること。

解決手段

到来するバースト波状パルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を一定間隔再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出するパルス信号受信装置において、受信パルス信号の中心周波数を検出して基準パルス信号の中心周波数に対する偏り分を補正すると共に位相を検出して基準ポイントに対する位相差分を補正する周波数位相処理手段11を設け、一定間隔に再配列する対象のパルスは、周波数位相処理手段による周波数位相補正済みの受信パルス信号とすることを特徴とする。

概要

背景

例えば、レーダ装置は図6に示す如きバースト波状パルス信号発信し、その反射波を受信することで、目標物などを捉える。

一般にこのようなパルス信号の受信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、狭帯域フィルタ群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、レーダ装置の発振源の安定性や環境の影響により、バースト波状のパルス信号の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、レーダ装置によっては、PRIを意図的に乱している場合もある。

このため、従来のパルス信号受信装置では、図7(a)に示すようなPRIの変動あるパルス信号が受信されることとなる。そして、このパルス信号受信装置では、このようなPRI変動に伴うラインスペクトラム成分の周波数位置の変動に対応して受信パルス再配列を高い精度で行い、これによって図7(b)の如く、パルス繰り返し周期を強制的に一定とした上で広帯域フィルタに通すことにより、ラインスペクトラム成分の抽出を行って、信号再生忠実度を高めるようにしたパルス信号受信装置もある。

概要

中心周波数の各パルスごとのズレやパルス繰り返し周期の変動に伴う各パルスの位相のズレのため、パルス再配列後の信号のスペクトラムが、抽出するラインスペクトラム成分以外にも分散してしまう不具合を解消すること。

到来するバースト波状のパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出するパルス信号受信装置において、受信パルス信号の中心周波数を検出して基準パルス信号の中心周波数に対する偏り分を補正すると共に位相を検出して基準ポイントに対する位相差分を補正する周波数位相処理手段11を設け、一定間隔に再配列する対象のパルスは、周波数位相処理手段による周波数位相補正済みの受信パルス信号とすることを特徴とする。

目的

本発明はこのような問題を解決するもので、その目的とするところは、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信信号に対しても高忠実度の信号再生を可能にするパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理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
1件

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請求項1

到来するパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を一定間隔再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出するパルス信号受信装置において、受信パルス信号の中心周波数を検出して基準パルス信号の中心周波数に対する偏り分を補正すると共に位相を検出して基準ポイントに対する位相差分を補正する周波数位相処理手段を設け、前記一定間隔に再配列する対象のパルスは、前記周波数位相処理手段による周波数位相補正済みの受信パルス信号とすることを特徴とするパルス信号受信装置。

請求項2

到来する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周波数と位相を検出してそれぞれ基準に対するずれ量を修正する周波数位相処理手段と、前記周波数位相処理手段による修正済みの受信パルス信号のパルス配列間隔を、一定間隔に調整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、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3

到来する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周波数と位相を検出してそれぞれ基準に対するずれ量を修正する周波数位相処理手段と、前記周波数位相処理手段による修正済みの受信パルス信号のパルス配列間隔を、一定間隔に調整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、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4

到来する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周波数と位相を検出してそれぞれ基準に対するずれ量を修正する周波数位相処理手段と、前記周波数位相処理手段による修正済みの受信パルス信号のパルス配列間隔を、一定間隔に調整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に対し、前記周波数位相処理手段による周波数および位相の補正分を復元すべく処理する周波数位相復元手段と、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5

到来する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周波数と位相を検出してそれぞれ基準に対するずれ量を修正する周波数位相処理手段と、前記周波数位相処理手段による修正済みの受信パルス信号のパルス配列間隔を、一定間隔に調整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に対し、前記周波数位相処理手段による周波数および位相の補正分を復元すべく処理する周波数位相復元手段と、この復元された周波数位相復元手段による復元処理済み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6

到来するパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すことを特徴とするパルス信号受信装置のパルス処理方法。

請求項7

到来するパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出し、これら抽出したラインスペクトラム成分を合成し、その後、元どおり繰り返し間隔に復元するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すことを特徴とするパルス信号受信装置のパルス処理方法。

請求項8

到来するパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出し、これら抽出したラインスペクトラム成分を合成し、その後、復元手段により元どおり繰り返し間隔に復元するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにし、前記復元手段の復元したパルス信号に対して元の周波数および位相に戻す処理を施すことを特徴とするパルス信号受信装置のパルス処理方法。

技術分野

0001

この発明は、例えばレーダ装置などから放射されるパルス信号を受信するパルス信号受信装置及びパルス信号処理方法に関するものである。

背景技術

0002

例えば、レーダ装置は図6に示す如きバースト波状のパルス信号を発信し、その反射波を受信することで、目標物などを捉える。

0003

一般にこのようなパルス信号の受信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、狭帯域フィルタ群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。

0004

ところで、現実受信信号は、レーダ装置の発振源の安定性や環境の影響により、バースト波状のパルス信号の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、レーダ装置によっては、PRIを意図的に乱している場合もある。

0005

このため、従来のパルス信号受信装置では、図7(a)に示すようなPRIの変動あるパルス信号が受信されることとなる。そして、このパルス信号受信装置では、このようなPRI変動に伴うラインスペクトラム成分の周波数位置の変動に対応して受信パルス再配列を高い精度で行い、これによって図7(b)の如く、パルス繰り返し周期を強制的に一定とした上で広帯域フィルタに通すことにより、ラインスペクトラム成分の抽出を行って、信号再生忠実度を高めるようにしたパルス信号受信装置もある。

発明が解決しようとする課題

0006

レーダ装置から送信されるバースト波状のパルス信号は、図7(a)に示すようなPRIの変動あるパルス信号となるので、このパルス信号を受信する従来のパルス信号受信装置では、このようなPRI変動に伴うラインスペクトラム成分の周波数位置の変動に対応して受信パルスの再配列を高い精度で行い、これによって図7(b)の如く、パルス繰り返し周期(PRI)を強制的に一定とした上で広帯域フィルタに通すことにより、ラインスペクトラム成分の抽出を行い、信号再生の忠実度を高めるようにしている。

0007

一方、受信パルス信号中心周波数は、送信システム安定度などから、短時間的に変動する場合があり、各パルス信号の中心周波数にもパルス毎のズレが生じることがある。

0008

ところが、従来のこの種のパルス信号受信装置では、こうした中心周波数の各パルスごとのズレや各パルスの位相のズレの調整は施さなかったため、図8に示すようにパルス再配列後の信号のスペクトラムが、抽出するラインスペクトラム成分以外にも分散してしまい、到来信号忠実受信復調処理を行うことが困難になるという不具合があった。

0009

本発明はこのような問題を解決するもので、その目的とするところは、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信信号に対しても高忠実度の信号再生を可能にするパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

上記目的を達成するため、本発明は次のように構成する。すなわち、
[1]本発明は、到来する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周波数と位相を検出してそれぞれ基準に対するずれ量を修正する周波数位相処理手段と、前記周波数位相処理手段による修正済みの受信パルス信号のパルス配列間隔を、一定間隔に調整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、とを具備することを特徴とする。

0011

この発明は、到来するパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔とした後、この一定間隔のパルス列からラインスペクトラム成分を抽出するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにしたものである。

0012

これにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供できる。

0013

[2]また、本発明は、到来する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周波数と位相を検出してそれぞれ基準に対するずれ量を修正する周波数位相処理手段と、前記周波数位相処理手段による修正済みの受信パルス信号のパルス配列間隔を、一定間隔に調整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、この周波数位相復元手段による復元処理済み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。

0014

このような本発明によれば、到来するパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出し、これら抽出したラインスペクトラム成分を合成し、その後、元どおり繰り返し間隔に復元するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにたものである。

0015

これにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供できる。

0016

[3]また、本発明は、到来する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周波数と位相を検出してそれぞれ基準に対するずれ量を修正する周波数位相処理手段と、前記周波数位相処理手段による修正済みの受信パルス信号のパルス配列間隔を、一定間隔に調整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に対し、前記周波数位相処理手段による周波数および位相の補正分を復元すべく処理する周波数位相復元手段と、この周波数位相復元手段による復元処理済み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。

0017

このような本発明は、到来するパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出し、これら抽出したラインスペクトラム成分を合成し、その後、復元手段により元どおり繰り返し間隔に復元するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにし、前記復元手段の復元したパルス信号に対して元の周波数および位相に戻す処理を施すようにしたものである。

0018

これにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供できる。

発明を実施するための最良の形態

0019

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。

0020

受信パルス信号の中心周波数は、送信システムの安定度などから、短時間的に変動する場合があり、各パルス信号の中心周波数にもパルス毎のズレが生じることがあるが、本発明では、パルスの再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を行うようにして、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるようにするものであり、中心周波数の各パルス毎のズレや各パルスの位相のズレの調整を施さない場合に、図8に示すようにパルス再配列後の信号のスペクトラムが、抽出するラインスペクトラム成分以外にも分散して、到来信号に忠実な受信復調処理を行うことができないと云う不具合を解消する。

0021

以下、詳細を説明する。

0022

[パルス信号受信装置の構成]図1に、本発明に係わるパルス信号受信装置の実施例を示す。図1に示すように、本装置はアンテナ21、周波数変換器22、A/D(アナログディジタル変換器23、メモリ回路24、周波数位相処理部11、パルス配列回路25、フィルタ回路26、合成器27、パルス列復元回路28、周波数位相復元部12、復調処理回路29、FFT処理部30、制御部32とより構成される。

0023

これらのうち、アンテナ21は到来する無線周波のパルス信号を捉えるものであり、周波数変換器22はこのアンテナ21で捉えたパルス信号を中間周波数に変換するためのものであり、A/D変換器23はこの周波数変換器22の変換出力デジタル信号(パルス信号の波形データ)に変換するためのものである。

0024

メモリ回路24はこのA/D変換器23の出力するデジタル信号を一時、記憶するためのものであって、所定の時間幅分に亙り、波形データを保持する記憶容量を持つものであり、周波数位相処理部11は、メモリ回路24に記憶された各パルス信号(デジタル信号)を読み出してこれら各パルス信号の周波数と位相を検出し、これを制御部32に渡すと共に、この周波数と位相の検出値に対して制御部32から与えられる制御信号に従って周波数及び位相の調整処理を施すものである。

0025

パルス配列回路25はこの周波数位相処理部11で処理されたパルス信号を一定間隔のパルス列にするための回路であり、RAM(Random Access Memory)などの記憶手段(図示せず)を備えていて、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部32からの制御信号に基づき読み出すことで、繰り返し周期が一定間隔に調整されたパルス信号列を得るものである。このパルス信号列は次段のフィルタ回路26に与えるものとする。

0026

FFT処理部30は、周波数位相処理部11にて得られた周波数及び位相の調整処理を施した後のパルス信号(パルス信号の波形データ)に対してFFT高速フーリェ変換)処理を施し、スペクトル分布を求め、制御部32に与えるものである。

0027

また、制御部32は、このFFT処理部30からの出力と、周波数位相処理部11からの出力を受け、これらを元に受信パルス信号のスペクトル分布のしきい値レベルを設定し、この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、その値をデータとして種々の演算処理を施してスペクトル分布の偏りを調べ、その偏りが高域側に対する偏りであったならばパルス配列回路25におけるRAMの読出し速度を遅くするように制御信号を発生してパルス列間隔を広げる方向に制御を行い、偏りが低域側に対するものであったならば、パルス配列回路25におけるRAMの読出し速度を速くするように制御信号を発生してパルス列間隔を狭める方向に制御を行うといった具合である。

0028

なお、上記の構成では、FFT処理部30で得た周波数位相処理部11による周波数および位相が調整処理を施されたパルス列に対するスペクトル分布を、制御部32に与えるようにし、制御部32ではこの与えられたスペクトル分布からパルス配列回路25に対しての制御信号を発生するようにしているが、FFT処理部30を用いないで実現する構成もある。

0029

すなわち、パルス信号列のPRFパルス繰り返し周波数、つまり1/PRI)を測定するPRF測定器を用いる方式であり、FFT処理部30をPRI測定器(図示せず)に置き換えて構成し、パルス信号列のPRI(パルスの繰り返し周期)を直接測定して、制御部32に与えることにより、上記の構成と同様にパルス配列回路25における制御信号を発生させる。

0030

従って、制御部32は上記FFT処理部32の演算結果(スペクトル分布)に基づき(PRF測定器を用いる構成の場合はパルス信号列のPRI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て送出すると言った機能を有すると共に、また、メモリ回路24の各パルス信号(デジタル信号)を元に周波数位相処理部11が検出した各パルス信号の周波数と位相の検出出力を元に、パルス信号の周波数と位相の調整のための制御信号を出力して周波数位相処理部11に渡すといった機能を有するものである。

0031

フィルタ回路26は、それぞれパス帯域が異なると共にそれぞれ中心周波数を任意に設定可能な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に上記パルス配列回路25からの一定間隔のパルス列が与えられることによって、受信パルス信号のラインスペクトラム成分S1〜Snを抽出し、出力するものである。

0032

このフィルタ回路26により得ら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に与えられて合成されることで、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に与えられる構成である。

0033

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信号列を、制御部32からのパルス列復元制御信号に基づき、元どおりの繰り返し間隔に復元するものであり、周波数位相復元部12は、パルス列復元回路28にて繰り返し間隔が復元されたパルス信号列に対して、周波数位相処理部11で行った調整分だけ各パルスの周波数及び位相を復元する処理を実施するものであり、復調処理回路29は、周波数位相復元部12の出力する復元されたパルス信号における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を施すものである。

0034

また、制御部32にはこのFFT処理部30から得られるパルス信号の波形データを元に、強制的に一定間隔で配列されたパルス列を、元どおりの配列に戻すように調整するためのパルス列復元制御信号を発生する機能を有する。

0035

なお、FFT処理部30の代わりにPRF測定器を用いた場合には、PRF測定器から得られるPRIを用いて、時間領域でパルス列のデータをそのまま使って処理を行い、同様に復元するためのパルス列復元制御信号を発生する機能を制御部32には持たせることになる。

0036

従って、これらにより、パルス列復元回路28は、パルス信号列を元どおりの繰り返し間隔(PRI)になるようにデータ処理して復元することができる。

0037

また、本発明装置における制御部32には、FFT処理部30にて得られるPRFやパルス幅及び搬送波周波数RFを与えており、当該制御部32はこのPRFとパルス幅、および搬送波周波数RFから、強制的に一定間隔にしたときのPRFを算出してこの算出したものと搬送波周波数RFとをもとに、各可変フィルタ261〜26nのそれぞれの中心周波数Fを決定すると共に、フィルタ回路26の各可変フィルタ261〜26nをその中心周波数が各スペクトラム周波数に一致するように制御する機能をも有するものである。

0038

<周波数位相処理部の構成例>図2に本発明装置で用いる周波数位相処理部11の構成例をブロック図で示す。図2において、11aは周波数測定部であり、11bは周波数調整回路、11cは位相測定部、11dは位相調整回路である。

0039

これらのうち、周波数測定部11aは、メモリ回路24から周波数位相処理部11に取り込まれる各パルス信号の中心周波数を測定して制御部32に与えるためのものである。

0040

また、周波数調整回路11bは、制御部32からの制御信号に基づき、処理対象の各パルス信号について基準パルスとの周波数差分を調整する処理を行うためのものである。

0041

また、位相測定部11cは、周波数調整回路11bによる周波数調整後の各パルス信号の基準ポイントにおける位相を測定して制御部32に与えるためのものであり、位相調整回路11dは、制御部32からの制御信号に基づき、処理対象の各パルス信号について基準パルスとの位相差分を調整する処理を行って後段のパルス配列回路25に出力するものである。

0042

次に、このような構成の本装置の作用を説明する。

0043

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に逐次更新されつつ一定時間幅分を一旦記憶されることにとにより、受信されたパルス信号の波形のうち、ある時間幅分の波形がデジタルデータとして保持されることとなる。メモリ回路24に保持されたパルス信号の波形データは、周波数位相処理部11によって逐次読み込まれる。

0044

そして、周波数位相処理部11では、各パルス信号の波形データに対して周波数及び位相の調整処理を行う。すなわち、図2に示すように、周波数位相処理部11ではまずはじめに周波数測定部11aにおいて、各パルス信号の波形の中心周波数を測定する。そして、周波数測定部11aの周波数測定結果を、制御部32に送る。

0045

制御部32では、各パルス信号それぞれについて、例えば振幅の最も大きいパルスなど、あらかじめ設定した判定基準に基づいて基準パルスを決定し、各パルス信号毎に周波数測定部11aにて得たそのパルス信号の中心周波数とその基準パルスの中心周波数の差分を知って、その差分を調整するための制御信号を発生する。そして、この制御信号を周波数調整回路11bに送る。

0046

この周波数調整回路11bでは、処理対象のパルス信号それぞれに対し、基準パルスとの周波数差を調整する。すなわち、周波数調整回路11bでは、制御部32から送られた制御信号に基づき、パルス信号毎にそれぞれその中心周波数を調整し、基準パルスの中心周波数にパルス信号それぞれの中心周波数が合うようにする。

0047

そして、周波数位相処理部11では、次に位相測定部11cにおいて、この周波数調整後の各パルス信号における基準ポイントとの位相差を測定する。

0048

すなわち、位相測定部11cでは、周波数調整回路11bの各出力パルス信号に対して、例えばパルス中央など、あらかじめ設定された基準ポイントにおける位相を測定することで位相差を求める。

0049

この位相測定部11cでの測定結果は、制御部32に送られ、各パルス信号について、基準ポイントにおける位相と基準パルスの基準ポイントの位相との差分を調整するための制御信号が発生され、この制御信号は位相調整回路11dに送られる。

0050

位相調整回路11dでは、各処理対象のパルス信号に対してそのパルス信号についての基準パルスとの位相差を調整する。すなわち、位相調整回路11dでは、制御部32から送られた制御信号に基づき、各パルス信号毎にその位相を調整し、基準パルスの位相に各パルス信号の位相を合わせるようにすることにより、中心周波数及び位相にズレのないパルス列を得る。そして、この調整済みのパルス信号の波形データはFFT処理部30とパルス配列回路25とに出力される。

0051

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信号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(図示せず)を備え、この記憶手段に順次更新をしつつ、一定時間分のパルス信号の波形データを一時記憶し、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、このパルス列を次段のフィルタ回路26に与える。

0052

一方、制御部32では、フィルタ回路26の特性を決定するように当該フィルタ回路26の特性制御をする。そのために、FFT処理部30ではパルス繰り返し周波数PRF及びパルス幅および搬送波周波数RFを測定して制御部32に与えており、当該制御部32はこのPRFとパルス幅、および搬送波周波数RFから、強制的に一定間隔にしたときのPRFを算出してこの算出したものと搬送波周波数RFとをもとに、各可変フィルタ261〜26nのそれぞれの中心周波数Fを決定する。

0053

具体的には、搬送波周波数RFとパルス繰り返し周波数(強制的に一定間隔にしたPRF)とを用いて次のように決定する。

0054

F=RF±(n×PRF)
(n=1,2,3,… …,n)
そして、制御部32では、図3に示すように、各可変フィルタ261〜26nの中心周波数をそれぞれラインスペクトル合致する周波数に一致させるような制御出力を発生してフィルタ回路26に与え、当該フィルタ回路26を制御する。これによって、フィルタ回路26を構成している各可変フィルタ261〜26nで抜き出された信号成分は周波数調整、位相調整されて等間隔に配列変えされたパルス信号のラインスペクトルに合致するものとなるから、これらを次段の合成器27で合成することで、S/N(信号/雑音比)の良好な信号が得られるようになる。

0055

すなわち、合成器27で合成された信号は、パルス信号については広い帯域幅を有しているのと同じ出力が得られ、雑音レベルについては、パルス繰り返し周波数PRF分、等価的な帯域が狭くなる。このため、受信感度を悪化させることなしに、ラインスペクトラムの裾野の情報を取得することができるようになる。

0056

このように、フィルタ回路26を構成するそれぞれパス帯域の異なる複数の帯域フィルタ261〜26nに上記一定間隔のパルス列を与えることで、これらの帯域フィルタ261〜26nからは受信パルス信号のラインスペクトラム成分S1〜Snが抽出されることとなり、しかも、これらの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にて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に与えられることで、S/Nの良いパルス信号としてパルス列復元回路28に与えることができる。

0057

一方、周波数位相処理部11からの出力を受けたFFT処理部30では、当該周波数位相処理部11から出力される周波数、位相調整処理済みの波形データに対してFFT処理を施し、受信パルス信号のスペクトル分布を解析する。この解析データは制御部32に与えられる。

0058

制御部32は、FFT処理により得られた受信パルス信号のスペクトル分布に対してしきい値レベルを設定する。ここでは図4の如く、例えば、−35dBにしきい値を設定する。

0059

そして、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)を全て読み取り、その値を順次記憶する。そして、(f1,f2,…,fm)をデータとして種々の演算処理を施す。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):ただし、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を演算する。

0060

そして、更に制御部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する。このパルス列復元回路28に与える制御信号は、例えば、図4(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としたならば、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い、逆に低域側に偏っていることを示す結果が得られたとしたならば、パルス配列回路25におけるRAMの読出し速度を速くしてパルス列間隔を狭める方向に制御を行うと言ったような制御信号である。

0061

すなわち、図4は、パルス繰返し周期によるスペクトル分布の違いを示した図であって、図4における(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4(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。つまり、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。

0062

このように受信パルス列に対してFFT処理を施すことで、受信パルス信号のスペクトル分布を求め、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により生成してパルス配列回路25に与え、パルスの配列を行うことから、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。

0063

パルス列復元回路28では、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信号を、制御部32からの制御信号に基づき元どおりの繰り返し間隔に復元し、このパルス列を周波数位相復元部12に与える。

0064

すなわち、FFT処理部30ではメモリ回路24から読み出され、周波数位相処理部11によって周波数および位相の補正済みのパルス信号のスペクトル分布情報を制御部32に与える。(FFT処理部30の代わりにPRF測定器を用いた場合には、メモリ回路24から読み出され、周波数位相処理部11によって周波数および位相の補正されたパルス信号からパルス繰り返し周波数(PRF)を測定し、得られるPRIを制御部32に与える。)制御部32はこれを用いて、図5(a)に示すパルス配列回路25に入力されるパルス信号列を、図5(b)に示すように、互いに同一のPRI(図5中では、PRI1′=PRI2′=PRI3′)となるパルス信号列に変換すべく、パルス配列回路25を制御する。そして、フィルタ回路26を通過してパルス再配列回路28に入力されるパルス信号列を、図5(c)に示す如く、メモリ回路24に記憶された時のPRIとなるパルス信号列となるようにパルス再配列回路28を制御する。

0065

このようにして、元の繰り返し間隔に復元されたパルス信号列は周波数位相復調部12に与えられる。

0066

周波数位相復元部12は、図2の周波数調整回路11bと位相調整回路11dと同様の周波数調整回路と位相調整回路とからなり、周波数位相処理部11で調整された周波数及び位相を持つパルスを制御部32からの制御信号に基づき、元の周波数及び位相に復元する。

0067

そして、この復元したパルス信号列の波形データを復調処理回路29に与え、これにより復調処理回路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信号の復調処理を施す。

0068

以上、本発明を説明したが、要するに、本発明は、バースト波状のパルス信号を受信するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を行うことにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上を図るようにしたものであって、第1には、本発明においては、到来するバースト波状のパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにしたものである。

0069

これにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供できる。

0070

また、本発明は、到来するバースト波状のパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出し、これら抽出したラインスペクトラム成分を合成し、その後、元どおり繰り返し間隔に復元するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにしたものである。

0071

これにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供できる。

0072

また、本発明は、到来するバースト波状のパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出し、これら抽出したラインスペクトラム成分を合成し、その後、復元手段により元どおり繰り返し間隔に復元するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにし、前記復元手段の復元したパルス信号に対して元の周波数および位相に戻す処理を施すようにしたものである。

0073

これにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供できる。

0074

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、種々変形して実施可能である。

発明の効果

0075

以上、詳述したように、この発明によれば、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるようになるパルス信号受信装置及びパルス信号処理方法を提供できる。。

図面の簡単な説明

0076

図1本発明を説明するための図であって、本発明の実施例の構成例を示すブロック図である。
図2本発明を説明するための図であって、本発明装置の構成要素である周波数位相処理部の構成例を示すブロック図である。
図3本発明を説明するための図であって、本発明装置における可変フィルタ特性制御方法を説明するためのスペクトラム波形図である。
図4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である。
図5本発明を説明するための図であって、本発明装置におけるパルス信号列のPRIを制御する動作を示すタイミング波形図である。
図6受信対象であるパルス信号を説明するために示す波形図である。
図7受信パルスの再配列を説明する概念図である。
図8周波数スペクトラムの比較のための図であって、各パルス信号の周波数および位相にズレが無い場合でのパルス再配列後の信号のラインスペクトラムと、各パルス信号の周波数および位相にズレがある場合でのパルス再配列後のラインスペクトラム成分の分散状態を説明するための図である。

--

0077

11…周波数位相処理部
11a…周波数測定部
11b…周波数調整回路
11c…位相測定部
11d…位相調整回路
12…周波数位相復元部
21…アンテナ
22…周波数変換器
23…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261,262,〜,26n…中心周波数を任意に設定可能な帯域フィルタ
27…合成器
28…パルス再配列回路
29…復調処理回路
30…FFT処理部
32…制御部。

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