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技術 パルス間隔分析装置及びパルス間隔分析方法

出願人 株式会社東芝
発明者 宝田博志
出願日 2013年7月30日 (7年4ヶ月経過) 出願番号 2013-158187
公開日 2015年2月12日 (5年10ヶ月経過) 公開番号 2015-028447
状態 未査定
技術分野 レーダ方式及びその細部
主要キーワード 後方受 パルス間隔時間 密集部分 Y座標 登録座標 X座標 パルス番号 分析画像
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (18)

課題

パルス信号発射源を高い精度で推定することのできるパルス間隔分析装置及びパルス間隔分析方法を提供することである。

解決手段

実施形態のパルス間隔分析装置は、パルス間隔時間測定部座標点取得部を備える。前記パルス間隔時間測定部は、時間経過に従って順次受信される受信パルス信号を対象として、前記対象の受信パルス信号より前に受信された前方受信パルス信号との間隔時間を示す前方パルス間隔時間と、前記対象のパルス信号の後に受信された後方受信パルス信号との間隔時間を示す後方パルス間隔時間とを測定する。座標点取得部は、前記受信パルス信号ごとに測定された前方パルス間隔時間と後方パルス間隔時間との組合せから、前方パルス間隔時間を示す第1座標軸上の座標値と後方パルス間隔時間を示す第2座標軸上の座標値とによる座標点を取得する。

概要

背景

レーダーから順次送信されるパルス信号の間隔時間はレーダーごとに異なるが、それぞれ固有パターンを有している。そこで、レーダーから受信したパルス信号の間隔時間のパターンに基づいてレーダーを推定することが行われている。
一例として、例えば受信したパルス信号ごとに対応する間隔時間についてそれぞれ同じ位置を起点として示したオシロスコープと呼ばれる画像を表示させ、オシロスコープにおいて示されるパターンの特徴からレーダーを推定するという手法が知られている。
また、横軸に時間を取り、縦軸に受信したパルス信号の前後の時間間隔に対応した値をプロットしたPI(パルス間隔ラスターと呼ばれる画像を表示させ、PIラスターにおいて示されるパターンの特徴からレーダーを推定するという手法も知られている。
ことも行われている。

概要

パルス信号の発射源を高い精度で推定することのできるパルス間隔分析装置及びパルス間隔分析方法を提供することである。実施形態のパルス間隔分析装置は、パルス間隔時間測定部座標点取得部を備える。前記パルス間隔時間測定部は、時間経過に従って順次受信される受信パルス信号を対象として、前記対象の受信パルス信号より前に受信された前方受信パルス信号との間隔時間を示す前方パルス間隔時間と、前記対象のパルス信号の後に受信された後方受信パルス信号との間隔時間を示す後方パルス間隔時間とを測定する。座標点取得部は、前記受信パルス信号ごとに測定された前方パルス間隔時間と後方パルス間隔時間との組合せから、前方パルス間隔時間を示す第1座標軸上の座標値と後方パルス間隔時間を示す第2座標軸上の座標値とによる座標点を取得する。

目的

本発明が解決しようとする課題は、パルス信号の発射源を高い精度で推定することのできるパルス間隔分析装置及びパルス間隔分析方法を提供する

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

時間経過に従って順次受信される受信パルス信号を対象として、前記対象の受信パルス信号より前に受信された前方受信パルス信号との間隔時間を示す前方パルス間隔時間と、前記対象のパルス信号の後に受信された後方受信パルス信号との間隔時間を示す後方パルス間隔時間とを測定するパルス間隔時間測定部と、前記受信パルス信号ごとに測定された前方パルス間隔時間と後方パルス間隔時間との組合せから、前方パルス間隔時間を示す第1座標軸上の座標値と後方パルス間隔時間を示す第2座標軸上の座標値とによる座標点を取得する座標点取得部とを備えるパルス間隔分析装置

請求項2

前記パルス間隔時間測定部は、受信パルス信号を対象として、複数の前方パルス間隔時間と複数の後方受信パルス信号とを測定し、前記座標点取得部は、前記パルス間隔時間測定部が測定した複数の前方パルス間隔時間と複数の後方パルス間隔時間との組合せの各々から、第1座標軸上の座標値と第2座標軸上の座標値とによる座標点を取得する請求項1に記載のパルス間隔分析装置。

請求項3

前記第1座標軸と前記第2座標軸とによる座標ごとにおける座標点の数を集計する座標点数集計部をさらに備える請求項1または2に記載のパルス間隔分析装置。

請求項4

前記座標点取得部によって取得された座標点を座標空間上で示す座標画像を表示させる表示制御部をさらに備える請求項1から3のいずれか一項に記載のパルス間隔分析装置。

請求項5

前記表示制御部は、前記第1座標軸と前記第2座標軸とによる座標ごとにおける座標点の数を前記座標画像に反映させる請求項4に記載のパルス間隔分析装置。

請求項6

前記表示制御部は、前記座標ごとにおける座標点の数を、前記座標画像における座標の色として反映させる請求項5に記載のパルス間隔分析装置。

請求項7

前記座標点取得部によって取得された座標点に基づく座標点分布と、予め記憶されたパルス信号の発射源ごとに対応する座標点分布との比較結果に基づいて、前記受信パルス信号の発射源を推定する発射源推定部をさらに備える請求項1から6のいずれか一項に記載のパルス間隔分析装置。

請求項8

時間経過に従って順次受信される受信パルス信号を対象として、前記対象の受信パルス信号より前に受信された前方受信パルス信号との間隔時間を示す前方パルス間隔時間と、前記対象のパルス信号の後に受信された後方受信パルス信号との間隔時間を示す後方パルス間隔時間とを測定するパルス間隔時間測定ステップと、前記受信パルス信号ごとに測定された前方パルス間隔時間と後方パルス間隔時間との組合せから、前方パルス間隔時間を示す第1座標軸上の座標値と後方パルス間隔時間を示す第2座標軸上の座標値とによる座標点を取得する座標点取得ステップとを備えるパルス間隔分析方法

技術分野

0001

本発明の実施形態は、パルス間隔分析装置及びパルス間隔分析方法に関する。

背景技術

0002

レーダーから順次送信されるパルス信号の間隔時間はレーダーごとに異なるが、それぞれ固有パターンを有している。そこで、レーダーから受信したパルス信号の間隔時間のパターンに基づいてレーダーを推定することが行われている。
一例として、例えば受信したパルス信号ごとに対応する間隔時間についてそれぞれ同じ位置を起点として示したオシロスコープと呼ばれる画像を表示させ、オシロスコープにおいて示されるパターンの特徴からレーダーを推定するという手法が知られている。
また、横軸に時間を取り、縦軸に受信したパルス信号の前後の時間間隔に対応した値をプロットしたPI(パルス間隔)ラスターと呼ばれる画像を表示させ、PIラスターにおいて示されるパターンの特徴からレーダーを推定するという手法も知られている。
ことも行われている。

発明が解決しようとする課題

0003

しかしながら、オシロスコープあるいはPIラスターでは、例えばパルス信号の間隔時間の頻出傾向を認識できる程度にとどまるために、パルス信号の発射源であるレーダーを高い精度で推定することが難しい。

0004

本発明が解決しようとする課題は、パルス信号の発射源を高い精度で推定することのできるパルス間隔分析装置及びパルス間隔分析方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0005

実施形態のパルス間隔分析装置は、パルス間隔時間測定部座標点取得部を備える。前記パルス間隔時間測定部は、時間経過に従って順次受信される受信パルス信号を対象として、前記対象の受信パルス信号より前に受信された前方受信パルス信号との間隔時間を示す前方パルス間隔時間と、前記対象のパルス信号の後に受信された後方受信パルス信号との間隔時間を示す後方パルス間隔時間とを測定する。座標点取得部は、前記受信パルス信号ごとに測定された前方パルス間隔時間と後方パルス間隔時間との組合せから、前方パルス間隔時間を示す第1座標軸上の座標値と後方パルス間隔時間を示す第2座標軸上の座標値とによる座標点を取得する。

図面の簡単な説明

0006

第1実施形態におけるパルス間隔分析装置の構成例を示す図。
第1実施形態における受信パルス信号ごとに対応する前方パルス間隔時間と後方パルス間隔時間の測定手法を説明する図。
第1実施形態において、図2に示される受信パルス信号ごとの前方パルス間隔時間と後方パルス間隔時間から座標点を取得し、XY座標空間上に座標点を展開した例を示す図。
図2に示される受信パルス信号ごとのパルス間隔をオシロスコープに反映させた図。
図2に示される受信パルス信号ごとのパルス間隔をPIラスターに反映させた図。
第1実施形態において、1つの受信パルス信号について各複数の前方パルス間隔時間と後方パルス間隔時間を測定する例を示す図。
第1実施形態において、1つの受信パルス信号について各複数の前方パルス間隔時間と後方パルス間隔時間を測定した場合に対応してパルス間隔時間データ記憶部が記憶するパルス間隔時間データの構造例を示す図。
第1実施形態において、1つの受信パルス信号について各複数の前方パルス間隔時間と後方パルス間隔時間を測定した場合に対応して座標点データ記憶部が記憶する座標点データの構造例を示す図。
第1実施形態における座標点数データ記憶部が記憶する座標点数データの構造例を示す図。
第1実施形態におけるパルス間隔分析画像の態様例を示す図。
第1実施形態におけるパルス間隔分析画像として、図10からノイズを除去した場合の態様例を示す図。
図11とは異なるパルス間隔時間のパターンによる受信パルス信号に対応するパルス間隔分析画像の態様例を示す図。
図11及び図12とは異なるパルス間隔時間のパターンによる受信パルス信号に対応するパルス間隔分析画像の態様例を示す図。
第1実施形態におけるパルス間隔分析装置が座標点データと座標点数データを求めるための処理手順例を示すフローチャート
第1実施形態におけるパルス間隔分析装置がパルス間隔分析画像を表示するための処理手順例を示すフローチャート。
第2実施形態におけるパルス間隔分析装置の構成例を示す図。
第2実施形態におけるパルス間隔分析装置が発射源の推定のために実行する処理手順例を示すフローチャート。

実施例

0007

以下、実施形態のパルス間隔分析装置について図面を参照して説明する。
<第1実施形態>
[パルス間隔分析装置の構成例]
図1は、第1実施形態におけるパルス間隔分析装置100の構成例を示している。同図に示すパルス間隔分析装置100は、受信部101、情報処理部102、記憶部103、表示部104及び操作部105を備える。

0008

レーダー(図示せず)は、送信波として、或る時間間隔によりパルス信号を順次発射する。受信部101にはアンテナNTにより受信された送信波の信号が入力される。送信波の信号が入力されることで、受信部101は、レーダーが発射したパルス信号を時間経過に従って順次受信する。受信部101が受信したパルス信号(受信パルス信号)は情報処理部102における受信パルス信号記憶制御部121が入力する。

0009

情報処理部102は、受信パルス信号の間隔時間の分析に関連した情報処理を実行する。情報処理部102は、同図に示すように、受信パルス信号記憶制御部121、パルス間隔時間測定部122、座標点取得部123、座標点数集計部124及び表示制御部125の各機能部を備える。
なお、情報処理部102における各機能部の機能は、例えばパルス間隔分析装置100が備えるCPU(Central Processing Unit)に受信パルス信号の間隔時間の分析に関連したプログラムを実行させることにより実現される。

0010

受信パルス信号記憶制御部121は、受信部101から受信パルス信号を入力し、入力した受信パルス信号を、時系列における受信タイミングに従って記憶部103における受信パルス信号データ記憶部131に記憶させる。これにより、受信パルス信号データ記憶部131が記憶する受信パルス信号データは、受信パルス信号ごとに受信時刻対応付けられたデータとなる。なお、受信時刻は絶対時間であってもよいし、例えば1番目受信パルスの受信時刻を基準とする相対時刻であってもよい。

0011

パルス間隔時間測定部122は、受信パルス信号を対象として、対象の受信パルス信号より前に受信された前方受信パルス信号との間隔時間を示す前方パルス間隔時間と、対象の受信パルス信号の後に受信された後方受信パルス信号との間隔時間を示す後方パルス間隔時間とを測定する。
前方パルス間隔時間と後方パルス間隔時間とを測定する際、パルス間隔時間測定部122は、受信パルス信号データ記憶部131に記憶された受信パルス信号データを利用する。

0012

座標点取得部123は、パルス間隔時間測定部122によってパルス信号ごとに測定された前方パルス間隔時間と後方パルス間隔時間との組合せ(パルス間隔時間セット)から、前方パルス間隔時間を示すX軸(第1座標軸)上の座標値と後方パルス間隔時間を示すY軸(第2座標軸)上の座標値とによる座標点を取得する。
なお、上記の例では、前方パルス間隔時間の座標値をX軸に対応させ、後方パルス間隔時間の座標値をY軸に対応させているが、これとは逆に、前方パルス間隔時間の座標値をY軸に対応させ、後方パルス間隔時間の座標値をX軸に対応させてもよい。
座標点取得部123は、パルス間隔時間セットごとに取得した座標点の情報を、座標点データとして、記憶部103における座標点データ記憶部133に記憶させる。

0013

座標点数集計部124は、X軸とY軸とによる座標ごとにおける座標点の数を集計する。座標点数集計部124は、集計結果を、座標点数データとして、記憶部103における座標点数データ記憶部134に記憶させる。

0014

表示制御部125は、受信パルス信号の間隔についての分析結果を示すパルス間隔分析画像を、表示部104に表示させる。
表示制御部125は、パルス間隔分析画像に座標画像を含めて表示させる。座標画像は、座標点取得部123によって得られた座標点をX軸とY軸とによる二次元座標空間(XY座標空間)上で示す画像である。このような座標画像は、座標点データ記憶部133が記憶する座標点データに基づいて表示することができる。
また、表示制御部125は、二次元座標空間上での座標ごとにおける座標点の数を座標画像に反映させる。具体的に、表示制御部125は、座標点の数を座標画像における座標点の色に反映させる。

0015

記憶部103は、情報処理部102が実行する受信パルス信号の間隔の分析に関連した処理に利用する各種の情報を記憶する。記憶部103においては、受信パルス信号データ記憶部131、パルス間隔時間データ記憶部132、座標点データ記憶部133及び座標点数データ記憶部134が備えられる。

0016

受信パルス信号データ記憶部131は、受信パルス信号記憶制御部121の制御により、受信部101にて受信された受信パルス信号ごとの受信時刻を示す受信パルス信号データを記憶する。
パルス間隔時間データ記憶部132は、パルス間隔時間測定部122が測定したパルス間隔時間についての測定結果をパルス間隔時間データとして記憶する。
座標点データ記憶部133は、座標点取得部123によって取得されたパルス間隔時間セットの座標点を座標点データとして記憶する。
座標点数データ記憶部134は、座標点数集計部124による集計結果として得られた、XY座標空間における座標ごとの座標点の数を示す情報を座標点数データとして記憶する。

0017

表示部104は、情報処理部102の制御に応じて画像を表示する。一例として、表示部104は、表示制御部125の制御に応じて、座標画像を含む所定の態様によるパルス間隔分析画像を表示する。

0018

操作部105は、ユーザが行う操作を受け付ける。ユーザは、受信パルス信号の分析についての操作を、例えばマウスキーボードなどの入力デバイスによって行う。操作部105は、このような入力デバイスに対して行われた操作を受け付ける。情報処理部102は、操作部105が受け付けた操作に応じて所定の処理を実行する。

0019

[パルス間隔時間測定と座標点取得のための手法例]
次に、パルス間隔時間測定部122が実行するパルス間隔時間の測定と、座標点取得部123が実行する座標点の取得のための手法例について説明する。まず、図2及び図3を参照して、本実施形態におけるパルス間隔時間の測定と座標点についての基本概念について説明する。

0020

図2は、受信パルス信号データが示す受信パルス信号pls#0〜#5の6つの受信パルスの受信タイミングを時間軸上で示している。
同図のように受信パルス信号pls#0〜#5が時系列に従って順次受信された場合において、パルス間隔時間測定部122は、受信パルス信号pls#1を対象として、受信パルス信号pls#1の1つ前の受信パルス信号pls#0との間隔時間を前方パルス間隔時間pre_piとして測定する。この場合、受信パルス信号pls#1と受信パルス信号pls#0との間隔時間は10msであるので、受信パルス信号pls#1と受信パルス信号pls#0との前方パルス間隔時間pre_piは10msとの測定結果が得られる。
また、パルス間隔時間測定部122は、受信パルス信号pls#1を対象として、受信パルス信号pls#1の1つ後の受信パルス信号pls#2との間隔時間を後方パルス間隔時間post_piとして測定する。この場合、受信パルス信号pls#1と受信パルス信号pls#2とのパルス間隔時間は20msであるので、受信パルス信号pls#1と受信パルス信号pls#2との後方パルス間隔時間post_piは20msであるとの測定結果が得られる。

0021

同様に、パルス間隔時間測定部122は、受信パルス信号pls#2を対象として、受信パルス信号pls#1との20msの間隔時間を前方パルス間隔時間pre_piとして測定し、受信パルス信号pls#3との15msの間隔時間を後方パルス間隔時間post_piとして測定する。
また、パルス間隔時間測定部122は、受信パルス信号pls#3を対象として、受信パルス信号pls#2との15msの間隔時間を前方パルス間隔時間pre_piとして測定し、受信パルス信号pls#4との10msの間隔時間を後方パルス間隔時間post_piとして測定する。
また、パルス間隔時間測定部122は、受信パルス信号pls#4を対象として、受信パルス信号pls#3との15msの間隔時間を前方パルス間隔時間pre_piとして測定し、受信パルス信号pls#5との10msの間隔時間を後方パルス間隔時間post_piとして測定する。

0022

この場合の座標点取得部123は、図2のパルス間隔時間の測定結果に対応して、受信パルス信号pls#1〜#4のそれぞれに対応するパルス間隔時間セットpst#1〜#4のそれぞれから、二次元座標空間上の座標点を取得する。
つまり、図2の測定結果において、受信パルス信号pls#1に対応するパルス間隔時間セットpst#1は、10msの前方パルス間隔時間pre_piと、20msの後方パルス間隔時間post_piの組合せである。
そこで、座標点取得部123は、例えば、パルス間隔時間セットpst#1について、前方パルス間隔時間pre_piである10msが示す値「10」をX座標値とし、後方パルス間隔時間post_piである20msが示す値「20」をY座標値とした座標点を取得する。

0023

また、受信パルス信号pls#2に対応するパルス間隔時間セットpst#2は、20msの前方パルス間隔時間pre_piと、15msの後方パルス間隔時間post_piの組合せである。
そこで、座標点取得部123は、例えば、パルス間隔時間セットpst#2について、前方パルス間隔時間pre_piである20msに対応する値をX座標値とし、後方パルス間隔時間post_piである15msに対応する値をY座標値とした座標点を取得する。

0024

また、受信パルス信号pls#3に対応するパルス間隔時間セットpst#3は、15msの前方パルス間隔時間pre_piと、10msの後方パルス間隔時間post_piの組合せである。
そこで、座標点取得部123は、例えば、パルス間隔時間セットpst#3について、前方パルス間隔時間pre_piである15msに対応する値をX座標値とし、後方パルス間隔時間post_piである10msに対応する値をY座標値とした座標点を取得する。

0025

また、受信パルス信号pls#4に対応するパルス間隔時間セットpst#4は、10msの前方パルス間隔時間pre_piと、15msの後方パルス間隔時間post_piの組合せである。
そこで、座標点取得部123は、例えば、パルス間隔時間セットpst#4について、前方パルス間隔時間pre_piである10msに対応する値をX座標値とし、後方パルス間隔時間post_piである15msに対応する値をY座標値とした座標点を取得する。

0026

図3は、座標点取得部123による上記のパルス間隔時間セットpst#1〜#4からの座標点の取得結果をXY座標空間上にプロットした状態を示している。
上記の座標点の取得結果に従って、パルス間隔時間セットpst#1に対応する座標点は、(10,20)により表される。
また、パルス間隔時間セットpst#2に対応する座標点は、(20,15)により表される。
また、パルス間隔時間セットpst#3に対応する座標点は、(15,10)により表される。
また、パルス間隔時間セットpst#4に対応する座標点は、(10,15)により表される。

0027

ここで、図2から分かるように、1つの受信パルス信号における前方パルス間隔時間は、1つ前の受信パルス信号の後方パルス間隔時間と同じ期間である。また、1つの受信パルス信号における後方パルス間隔時間は、1つ後の受信パルス信号の前方パルス間隔時間と同じ期間である。このように、1つの受信パルス信号は、前方パルス間隔時間あるいは後方パルス間隔時間により、前後の受信パルス信号との関係が特定される。これにより、図3のようにXY座標空間上に展開された座標点については、対応の受信パルス信号の受信順にしたがって辿っていくことが可能である。

0028

つまり、図3の例であれば、受信パルス信号pls#1に対応する座標点が(10,20)を基点である場合、次の座標点は図2によれば(20,15)であるから、(20,15)の座標点が受信パルス信号pls#2に対応することが特定される。
同様に、受信パルス信号pls#2に対応する座標点である(20,15)の次の座標点は(15,10)であるから、(15,10)の座標点が受信パルス信号pls#3に対応することが特定される。
さらに、受信パルス信号pls#3に対応する座標点である(15,10)の次の座標点は(10,15)であるから、(10,15)の座標点が受信パルス信号pls#4に対応することが特定される。
このように、XY座標空間上に展開された座標点は、受信パルス信号の受信順と対応付けることができる。

0029

図3との比較として、図4及び図5のそれぞれに、オシロスコープとPIラスターの例を示す。図4及び図5は、いずれも、図2の受信パルス信号pls#0〜pls#5の間で前後関係にある2つの受信パルス信号のパルス間隔時間をそれぞれプロットした例である。
図4に示すオシロスコープは、パルス間隔時間のそれぞれを、「0」の基点からの距離として示す。
つまり、図2との対応では、受信パルス信号pls#0、#1の間のパルス間隔時間と、受信パルス信号pls#3、#4の間のパルス間隔時間が、それぞれ、10msの位置にプロットされる。
また、受信パルス信号pls#2、#3の間のパルス間隔時間と、受信パルス信号pls#4、#5の間のパルス間隔時間が、それぞれ、15msの位置にプロットされる。
また、受信パルス信号pls#1、#2の間のパルス間隔時間が20msの位置にプロットされる。

0030

図5に示すPIラスターは、横軸に時系列に従った受信パルス信号の信号区間をとり、信号区間ごとのパルス間隔時間を縦軸により示す。
つまり、図2との対応として、まず、PIラスターにおいては、受信パルス信号pls#0、#1の信号区間のパルス間隔時間である10msをプロットする。次に、受信パルス信号pls#1、#2の信号区間のパルス間隔時間である20msをプロットする。
以降同様に、順次、受信パルス信号pls#2、#3の信号区間、受信パルス信号pls#3、#4の信号区間、受信パルス信号pls#4、#5の信号区間ごとパルス間隔時間である15ms、10ms、15msをプロットする。

0031

図2では、パルス間隔時間測定部122によるパルス間隔時間の測定手法の理解のために、1つの受信パルス信号を対象として、各1つの前方パルス間隔時間pre_piと後方パルス間隔時間post_piとを測定する例について説明した。
そのうえで、本実施形態におけるパルス間隔時間測定部122は、図6に例示するように、1つの受信パルス信号を対象として、各複数の前方パルス間隔時間pre_piと後方パルス間隔時間post_piとを測定する。

0032

図6においては、k番目の受信パルス信号pls#kを対象として本実施形態のパルス間隔時間測定部122がパルス間隔時間を測定する例を模式的に示している。
同図の例では、パルス間隔時間測定部122は、受信パルス信号pls#kを対象とする前方パルス間隔時間pre_piとして、1つ前の受信パルス信号pls#k−1から5つ前の受信パルス信号pls#k−5までの5つの受信パルス信号ごととの前方パルス間隔時間pre_pi_1〜pre_pi_5を測定する。
同様に、パルス間隔時間測定部122は、受信パルス信号pls#kを対象とする後方パルス間隔時間post_piとして、1つ後の受信パルス信号pls#k+1から5つ後の受信パルス信号pls#k+5までの5つの受信パルス信号ごととの後方パルス間隔時間post_pi_1〜post_pi_5を測定する。
パルス間隔時間測定部122は、上記のように、受信パルス信号ごとに、例えば各5つの前方パルス間隔時間pre_pi_1〜pre_pi_5と後方パルス間隔時間post_pi_1〜post_pi_5を測定する。

0033

上記のように1つの受信パルス信号を対象として各5つの前方パルス間隔時間pre_pi_1〜pre_pi_5と後方パルス間隔時間post_pi_1〜post_pi_5が測定される場合の、座標点取得部123の処理は以下のようになる。
つまり、この場合の座標点取得部123は、1つの受信パルス信号を対象として、各5つの前方パルス間隔時間pre_pi_1〜pre_pi_5と後方パルス間隔時間post_pi_1〜post_pi_5との組合せによる複数のパルス間隔時間セットを得る。この場合、前方パルス間隔時間pre_pi_1〜pre_pi_5と後方パルス間隔時間post_pi_1〜post_pi_5とが各5つであることから、パルス間隔時間セットの組合せとしては、25通りの組合せに応じて25個が得られる。
そして、座標点取得部123は、上記のように得られる25個のパルス間隔時間セットの各々から座標点を取得する。

0034

なお、図6は一例であり、各複数の前方パルス間隔時間pre_piと後方パルス間隔時間post_piとが測定される場合において、測定される前方パルス間隔時間pre_piと後方パルス間隔時間post_piの数は、それぞれ、5以外であってもよい。また、測定される前方パルス間隔時間pre_piと後方パルス間隔時間post_piの数は必ずしも同じでなくともよい。

0035

[パルス間隔時間データの構造例]
図7は、パルス間隔時間データ記憶部132に記憶されるパルス間隔時間データの構造例を示している。なお、同図に示すパルス間隔時間データの構造は、図6に例示したように、各複数の前方パルス間隔時間pre_piと後方パルス間隔時間post_piとが測定される場合に対応している。
同図に示すパルス間隔時間データは、測定対象となったM個の受信パルス信号ごとに付与したパルス番号1〜Mごとに、複数(n個)の前方パルス間隔時間pre_pi_1〜pre_pi_nと、複数(n個)の後方パルス間隔時間post_pi_1〜post_pi_nとを対応付けた構造である。

0036

[座標点データの構造例]
図8は、座標点データ記憶部133が記憶する座標点データの構造例を示している。同図に示す座標点データは、図6に例示したように、各複数の前方パルス間隔時間pre_piと後方パルス間隔時間post_piとが測定される場合に対応している。
同図に示す座標点データは、測定対象であるM個の受信パルス信号ごとに付与したパルス番号1〜Mごとに、それぞれn個の前方パルス間隔時間pre_pi_1〜pre_pi_nと後方パルス間隔時間post_pi_1〜post_pi_nとの組合せによるn×n個のパルス間隔セットごとの座標点(X座標値,Y座標値)が示される。

0037

図9は、座標点数データ記憶部134が記憶する座標点数データの構造例を示している。
同図に示すように、座標点数データは、それぞれ1〜NのX座標値とY座標値の組合せによる座標ごとにおいてプロットされた座標点の数が格納される。なお、同図では、X座標値とY座標値の範囲をそれぞれ1〜Nまでで同じとしているが、X座標値とY座標値とでそれぞれ異なる範囲が設定されてもよい。

0038

[パルス間隔分析画像に座標画像]
次に、図10及び図11を参照して、表示制御部125により表示部104に表示されるパルス間隔分析画像の態様例について説明する。
図10に示すパルス間隔分析画像は、左側にオシロスコープ画像Pic1が配置され、右側に座標画像Pic2が配置された態様である。
オシロスコープ画像Pic1と座標画像Pic2は、同じ受信パルス信号を対象とした解析結果を示す。
オシロスコープ画像Pic1は、図4にて説明したように、受信パルス信号のパルス間隔時間のそれぞれを「0」の基点からの距離として示す。
座標画像Pic2は、オシロスコープ画像Pic1に示されているのと同じ受信パルス信号についての解析結果として、座標点データ記憶部133が記憶する座標点データが示す全ての座標点をXY座標空間上にプロットした画像である。具体的に、図8に例示した座標点データとの対応では、パルス番号1〜Mまでのパルス間隔時間セットごとに対応する、M×n×n個の座標点がXY座標空間上にプロットされる。なお、座標画像Pic2におけるXY座標空間は、X座標軸とY座標軸とについて、それぞれ水平、垂直の状態から反時計回り方向に45度回転させた状態により示されている。

0039

同図の座標画像Pic2において示される濃淡は、座標における座標点の数の大小を示している。濃淡が濃い座標ほど座標点の数が多い。また、このような座標の濃淡は、例えば、所定の段階による色分けによって区分されてもよい。つまり、本実施形態の表示制御部125は、座標点の数を座標画像Pic2における座標の色として反映させてもよい。

0040

ここで、図10のパルス間隔分析画像は、レーダーから発射されたとするパルス信号のパルス間隔時間について一定のジッターを与えたうえで、一定比率のノイズを混入させた受信パルス信号について分析した場合のシミュレーション結果を示している。
図10によると、XY座標空間の原点を中心とする四角形菱形)の特徴パターンFが最も濃淡が濃く、多数の座標点がプロットされている座標が密集した状態である。このような四角形(菱形)の特徴パターンFが、パルス間隔時間について一定のジッターを与えたパルス信号に対応した座標点の集合に対応する。このように、座標画像Pic2のXY座標空間上では、推定対象の受信パルス信号のパルス間隔時間の特徴に応じて、多数の座標点がプロットされている座標の密集部分について或る一定の形状パターンが特徴パターンFとして現れる。
なお、座標画像Pic2におけるXY座標空間の原点は、必ずしも(0,0)ではなく、基準として定めたX座標値とY座標値との組合せが対応付けられる。

0041

図11は、シミュレーション結果として、図10に対応する受信パルス信号からノイズ成分を除去して、レーダーから発射されたとするパルス信号のみについて分析を行った場合のパルス間隔分析画像を示している。
図11図10を比較して分かるように、図11においてXY座標空間上の原点を中心とする四角形の特徴パターンFは、図10における特徴パターンFと同じ形状パターンとなっている。このことからも、図10における特徴パターンFが、分析対象の受信パルス信号に対応する座標点の集合した部分に対応していることが分かる。
一方、図10の座標画像Pic2において、特徴パターンFに含まれない座標点は、ノイズとしての受信パルス信号についてのパルス間隔時間セットに対応して求められた座標点となる。

0042

例えば、或る1つのレーダーを推定する際に受信される受信パルス信号には、他の推定対象ではないレーダーから受信した受信パルス信号や不要な反射波などのノイズが含まれる。このような場合、例えばオシロスコープでは、混入されたノイズに対応するパルス間隔時間も推定対象のレーダーからの受信パルス信号に対応するパルス間隔時間と同様に、単なるパルス間隔時間に応じた距離として示される。このために、オシロスコープからは、レーダーからの受信パルス信号に対応した特徴的なパターンを見出すことは難しい。
これに対して、本実施形態では、座標画像Pic2として示したように、受信パルス信号のパルス間隔時間セットを座標点として求め、求めた座標点をXY座標空間上にプロットして示す。これにより、XY座標空間上において、レーダーからの受信パルス信号のパルス間隔時間に応じた特徴的なパターンを出現させることができる。つまり、本実施形態の座標画像によっては、レーダーからの受信パルス信号に対応する座標点と、それ以外のノイズの信号に対応する座標点とを分離することが可能になる。

0043

図10図11に示したように、座標画像Pic2におけるXY座標空間は、X座標軸とY座標軸とによる直交座標系について反時計周りの方向に45度回転させた状態で示される。この場合において、XY座標空間上の原点を垂直に通過するように表示される線LVは、X座標値とY座標値とが同じ座標の集合に対応する。つまり、座標画像Pic2は、X座標値とY座標値とが同じ座標に対応する線LVが垂直となるように表示される。
線LVとXY座標空間における座標は、以下のような関係を有する。つまり、座標が線LVに近いほどパルス間隔時間の変動が少ないことを示す。逆に、座標が線LVから離れるほどパルス間隔時間の変動が大きいことを示す。
また、XY座標空間における第1象限を例に挙げると、第1象限においてY座標軸と線LVによって分割される空間のうちY座標軸側の空間には、前方パルス間隔時間pre_piが後方パルス間隔時間post_piよりも短い座標が配置される。従って、Y座標軸側の空間の座標は、対応のパルスのパルス間隔時間が短くなるように変化していることを示している。
一方、X座標軸側の空間には、前方パルス間隔時間pre_piが後方パルス間隔時間post_piよりも長い座標が配置される。従って、X座標軸側の空間の座標は、対応のパルスのパルス間隔時間が長くなるように変化していることを示している。
そこで、座標画像Pic2におけるXY座標空間について線LVが垂直となるように表示すれば、上記したように線LVと座標との関係に基づいてXY座標空間上で表されるパルス間隔時間の特徴を視覚的に捉えやすくなる。

0044

そのうえで、座標画像Pic2においては、レーダーから受信した受信パルス信号のパルス間隔時間の特徴が異なるのに応じて、異なる座標点の集合のパターンも異なってくる。
図11との比較として、図11の場合とは異なるレーダーの受信パルス信号を解析した場合のシミュレーション結果を示すパルス間隔分析画像を、図12及び図13に示す。

0045

図12は、レーダーが発射するパルス信号のパルス間隔時間の出現確率について一定の数値範囲内でランダムに設定した場合の受信パルス信号についてのシミュレーション結果を示したパルス間隔分析画像の例である。このようにパルス間隔時間についてランダムに設定した場合のパルス間隔時間セットの出現確率はガウス分布近似する。
この場合の座標画像Pic2における特徴パターンFは、同図に示されるように、XY座標の原点に近くなるほど座標点の密集度が高い円形になる。

0046

図13は、レーダーが発射するパルス信号のパルス間隔時間について一定の規則性を与えた場合の受信パルス信号についてのシミュレーション結果を示したパルス間隔分析画像の例である。
この場合の座標画像Pic2における特徴パターンFは、同図に示されるように、XY座標の原点を中心とする一定半径の円形によるリング形状である。

0047

このように、座標画像Pic2のXY座標空間上においては、レーダーが発射するパルス信号のパルス間隔時間がランダムで規則性がないような場合であっても、規則性がないという特徴の下での固有の形状による特徴パターンFが得られる。
また、パルス間隔時間に或る規則性があるような場合においては、図12図13に示すように規則性の違い(パルス間隔時間の変化パターン周期など)に応じて固有の特徴パターンFが得られる。
つまり、本実施形態においては、レーダーが発射するパルス信号のパルス間隔時間についての規則性の有無という要素を含めたパルス間隔時間の特徴に応じて固有となる形状パターンが座標空間上に形成される。

0048

そのうえで、本実施形態においては、前述のように、1つの受信パルス信号について、各複数の前方パルス間隔時間と後方パルス間隔時間との組合せ(パルス間隔時間セット)ごとに座標点を求めるようにしている。
これにより、例えば1つの受信パルス信号について1つのパルス間隔時間セットの座標点のみを求める場合と比較して、1つの受信パルス信号あたりにプロットされる座標点が増える。このため、例えば或る座標点が集まりやすい傾向の座標については、座標点が集まりにくい傾向の座標との座標点数の差が大きくなり、特徴パターンFの形状がより明確になる。このように特徴パターンFの形状が明確になることで、1つには、ノイズ成分との分離もより明確に行うことが可能となる。また、特徴パターンFの形状が明確になれば、似たような特徴パターンFの形状であっても細部において明らかに形状の異なる部分などを特定することも可能になるために推定精度も向上する。

0049

<処理手順例>
図14は、パルス間隔分析装置100が座標画像Pic2の生成に用いる座標点データと座標点数データを求めるための処理手順例を示している。
なお、同図に示す処理を開始するにあたり、解析対象である受信パルス信号については、既に、受信パルス信号記憶制御部121により受信パルス信号データとして受信パルス信号データ記憶部131にて記憶されている場合を例に挙げる。

0050

パルス間隔分析装置100において、パルス間隔時間測定部122は、受信パルス信号データ記憶部131から解析対象の受信パルス信号データを読み込む(ステップS101)。
次に、パルス間隔時間測定部122は、パルス間隔時間の測定対象である受信パルス信号のパルス番号を示す変数mに1を代入する(ステップS102)。

0051

パルス間隔時間測定部122は、ステップS101により読み込んだ受信パルス信号のうち、パルス番号mの受信パルス信号についてのn個の前方パルス間隔時間pre_pi_1〜pre_pi_nを測定する(ステップS103)。
また、パルス間隔時間測定部122は、同じパルス番号mの受信パルス信号についてのn個の後方パルス間隔時間post_pi_1〜post_pi_nを測定する(ステップS104)。
パルス間隔時間測定部122は、ステップS103、S104により測定したパルス間隔時間(pre_pi_1〜pre_pi_n、post_pi_1〜post_pi_n)をパルス番号mの受信パルス信号に対応するパルス間隔時間データとしてパルス間隔時間データ記憶部132に記憶させる(ステップS105)。

0052

パルス間隔時間測定部122は、変数mについてインクリメントしたうえで(ステップS106)、変数mがパルス番号の最大値Mより大きいか否かについて判定する(ステップS107)。
変数mがパルス番号の最大値M以下である場合(ステップS107−NO)、未だパルス間隔時間を測定していない受信パルス信号が残っている。この場合、パルス間隔時間測定部122は、ステップS103に戻ることで、次の受信パルス信号についてのパルス間隔時間の測定のための処理に移行する。

0053

そして、パルス番号Mまでの受信パルス信号についてのパルス間隔時間の測定とパルス間隔時間データ記憶部132への記憶が完了して、変数mがパルス番号の最大値Mより大きくなった場合(ステップS107−YES)、以下のように座標点の取得のための処理が実行される。
ステップS107にて変数mがパルス番号の最大値Mより大きいと判定された段階では、パルス番号1〜Mまでのパルス信号についてのパルス間隔時間データがパルス間隔時間データ記憶部132にて記憶されている。
そこで、座標点取得部123は、パルス間隔時間データ記憶部132からパルス番号1〜Mのパルス間隔時間データを読み込む(ステップS108)。また、座標点取得部123は、変数mに1を代入する(ステップS109)。
次に、座標点取得部123は、パルス番号mの受信パルス信号についてのn×n個のパルス間隔時間セットからXY座標空間上の座標点を取得する(ステップS110)。座標点取得部123は、ステップS110により取得された座標点を、パルス番号mの受信パルス信号についての座標点データとして、座標点数データ記憶部134に記憶させる(ステップS111)。

0054

座標点取得部123は、変数mについてインクリメントしたうえで(ステップS112)、変数mがパルス番号の最大値Mより大きいか否かについて判定する(ステップS113)。
変数mがパルス番号の最大値M以下である場合(ステップS113−NO)、未だ座標点が取得されていないパルス間隔時間セットが残っている。この場合、パルス間隔時間測定部122は、ステップS110に戻ることで、次のパルス間隔時間セットからの座標点の取得に移行する。

0055

そして、パルス番号Mまでに対応する受信パルス信号のパルス間隔時間セットからの座標点の取得と座標点データ記憶部133への記憶が完了し、変数mがパルス番号の最大値Mより大きくなるのに応じて(ステップS113−YES)、以下の処理が実行される。
ステップS113において変数mがパルス番号の最大値Mより大きいと判定された段階では、パルス番号1〜Mまでのパルス信号についてのパルス間隔時間セットごとの座標点が、座標点データとして座標点データ記憶部133に記憶されている。
そこで、座標点数集計部124は、座標点データ記憶部133に記憶されている座標点データを読み込む(ステップS114)。座標点数集計部124は、読み込んだ座標点データを参照して、XY座標空間における座標ごとの座標点の数を算出する(ステップS115)。
座標点数集計部124は、座標ごとの座標点の数についての算出結果を座標点数データとして座標点数データ記憶部134に記憶させる(ステップS116)。

0056

次に、図15のフローチャートを参照して、図10などに例示したパルス間隔分析画像の表示のためにパルス間隔分析装置100が実行する処理手順例について説明する。
パルス間隔分析装置100において、表示制御部125は、パルス間隔分析画像の表示が指示されるのを待機している(ステップS201−NO)。
パルス間隔分析画像の表示の指示は、例えば、パルス間隔分析画像の表示を指示する操作が操作部105にて受け付けられるのに応じて得られる。あるいは、パルス間隔分析画像の表示の指示は、例えば図14に示したパルス間隔分析の処理が終了してパルス間隔分析画像を表示すべきタイミングに至るのに応じて得られる。

0057

パルス間隔分析画像の表示が指示されるのに応じて(ステップS201−YES)、表示制御部125は、パルス間隔時間データ記憶部132から、表示対象の受信パルス信号についてのパルス間隔時間データを読み込む(ステップS202)。
表示制御部125は、ステップS202により読み込んだパルス間隔時間データを利用してオシロスコープ画像Pic1を生成する(ステップS203)。つまり、表示制御部125は、パルス間隔時間データが示すパルス信号区間ごとのパルス間隔時間について、図4にて説明したように0を起点とした距離でプロットされた状態となるように描画する。

0058

また、表示制御部125は、座標点データ記憶部133から表示対象の受信パルス信号のパルス間隔時間セットごとに対応する座標点データを読み込む(ステップS204)。
表示制御部125は、ステップS204により読み込んだ座標点データを利用して座標画像Pic2を生成する(ステップS205)。つまり、表示制御部125は、図10などに例示したXY座標空間の画像上に、ステップS204により読み込んだ座標点データによって示される座標点がプロットされた状態となるように描画する。

0059

また、表示制御部125は、座標点数データ記憶部134から、表示対象の受信パルス信号に対応して求められた座標点数データを読み込む(ステップS206)。表示制御部125は、ステップS205により描画した座標画像Pic2における各座標について、ステップS206により読み込んだ座標点数データが示す座標点の数に応じた色を指定する(ステップS207)。
そして、表示制御部125は、ステップS203により生成したオシロスコープ画像Pic1と、ステップS205によって生成され、S207により座標の色が指定された座標画像Pic2とを配置したパルス間隔分析画像を表示部104に表示させる(ステップS208)。

0060

なお、座標点の数は、座標点を表すX座標値及びY座標値に対するZ座標値とも捉えることができる。そこで、表示制御部125は、座標画像について、X座標軸、Y座標軸及びZ座標軸による三次元空間座標上で、座標点と、座標ごとにおける座標点の数を表す態様により表示させるようにしてもよい。

0061

<第2実施形態>
[パルス間隔分析装置の構成例]
第1実施形態においては、例えば、図10などに例示したパルス間隔分析画像を表示させたうえで、オペレータがオシロスコープ画像Pic1と座標画像Pic2を見ることによって、例えば経験などを頼りにレーダーを推定することができる。
第2実施形態においては、パルス間隔分析装置100が座標点データ記憶部133に記憶される座標点データを利用してレーダーを推定する。

0062

図16は、第2実施形態としてのパルス間隔分析装置100の構成例を示している。なお、同図において、図1と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
同図に示すパルス間隔分析装置100は、情報処理部102において発射源推定部126をさらに備え、記憶部103において発射源データ記憶部135をさらに備える。

0063

発射源推定部126は、座標点取得部123によって取得された座標点に基づく座標点分布(推定対象座標点分布)と、予め記憶されたパルス信号の発射源ごとに対応する座標点分布(登録座標点分布)とを比較する。また、座標点分布には座標ごとにおける座標点の数も含められる。
なお、発射源推定部126は、座標点分布に含めるべき座標点の数については、座標点データを利用して新たに求めてもよいし、座標点数データ記憶部134に記憶される座標点数データを利用してもよい。

0064

発射源推定部126は、推定対象座標点分布と登録座標点分布との比較にあたり、発射源データ記憶部135が記憶する発射源データを利用する。発射源データは、これまでにおいて特定されたレーダー(発射源の一例)ごとに対応して座標点の分布(登録座標点分布)を示す登録座標点分布データを含む。
発射源推定部126は、推定対象座標点分布と登録座標点分布との比較結果に基づいて、受信パルス信号のレーダーを推定する。なお、図示は省略するが、表示制御部125は、発射源推定部126の推定結果を所定の態様によって表示部104に表示させてもよい。

0065

[処理手順例]
図17のフローチャートは、発射源推定部126が発射源であるレーダーを推定するための処理手順例を示すフローチャートである。
発射源推定部126は、座標点データ記憶部133が記憶する座標点データと、座標点数データ記憶部134が記憶する座標点数データとを読み込む。発射源推定部126は、読み込んだ座標点データと座標点数データとを利用して、図10などに示したようにレーダーからの受信パルス信号に対応する座標点の集合である特徴パターンFを抽出する(ステップS301)。
次に、発射源推定部126は、ステップS301にて抽出した特徴パターンFについての座標点の分布を示す情報を、推定対象座標点分布データとして生成する(ステップS302)。

0066

発射源推定部126は、ステップS302にて生成した推定対象座標点分布データと、発射源データ記憶部135が記憶するレーダーごとの登録座標点分布データとを比較する(ステップS303)。

0067

発射源推定部126は、ステップS303による比較結果に基づいて、登録座標点分布データのうちで、推定対象座標点分布データと同一とみなせる登録座標点分布データが有ったか否かについて判定する(ステップS304)。
例えば、発射源推定部126は、推定対象座標点分布データと登録座標点分布データとの座標点の分布状態についてのXY座標空間上における一致度を算出する。また、発射源推定部126は、XY座標空間上における座標ごとの座標点の数についての一致度を算出する。発射源推定部126は、2つの一致度を統合した値が一定以上であれば、推定対象座標点分布データと同一とみなせると判定する。

0068

推定対象座標点分布データと同一とみなせる登録座標点分布データが有った場合(ステップS305−YES)、発射源推定部126は、受信パルス信号を発射したレーダーは、同一と見なせると判定された登録座標点分布データに対応付けられたレーダーと同じであると推定する(ステップS305)。

0069

一方、推定対象座標点分布データと同一とみなせる登録座標点分布データが無かった場合(ステップS305−NO)、発射源推定部126は、受信パルス信号のレーダーは、推定対象座標点分布データを、発射源データ記憶部135が記憶する発射源データに対して新規登録する(ステップS306)。なお、新規登録にあたっては、例えば、パルス間隔分析画像の目視により推定されたレーダーとの対応付けが行われるようにすればよい。ステップS306の処理によって、これまでは未知であったレーダーについての座標点分布データが発射源データとして発射源データ記憶部135に蓄積されていく。

0070

以上述べた少なくともひとつの実施形態のパルス間隔分析装置100では、受信パルス信号ごとに前方パルス間隔時間と後方パルス間隔時間を測定し、前方パルス間隔時間と後方パルス間隔時間から二次元(XY)座標空間上の座標点を取得する。これにより、パルス信号の発射源を高い精度で推定することが可能になる。

0071

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

0072

100…パルス間隔分析装置
101…受信部
102…情報処理部
103…記憶部
104…表示部
105…操作部
121…受信パルス信号記憶制御部
122…パルス間隔時間測定部
123…座標点取得部
124…座標点数集計部
125…表示制御部
126…発射源推定部
131…受信パルス信号データ記憶部
132…パルス間隔時間データ記憶部
133…座標点データ記憶部
134…座標点数データ記憶部
135…発射源データ記憶部

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