JP2000284007A

JP2000284007A - 周波数分析受信機

Info

Publication number: JP2000284007A
Application number: JP11090195A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Oka; 智広岡
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、装置規模を大きくすることなく、
設計が容易で、安価な部品を用いて構成する事を可能と
する。【解決手段】周波数特性を有する複数のイコライザ線
路１３ａ，１３ｂと、このイコライザ線路１３ａ，１３
ｂ各々に対し接続されている検波器１４ａ，１４ｂと、
これ等検波器１４ａ，１４ｂの出力レベルを分析するこ
とにより周波数を算出する分析手段１５０とを備える。
各イコライザ線路１３ａ，１３ｂの出力の信号レベルの
差によって周波数を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は例えば、レーダ機
器分野に利用するレベル差分抽出周波数分析受信機、特
に周波数特性が異なる複数のイコライザ線路を設け各出
力の信号レベルの差によって周波数を算出するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１５は例えばチャネライズド受信機の
構成であり、図において１は入力端、２は分配器、３ａ
〜３ｄは分析可能周波数帯域をＮ分割するバンドパスフ
ィルタ（以下ＢＰＦ）である。４ａ〜４ｄは検波器であ
り、５はＡ／Ｄコンバータ、６は信号処理器である。

【０００３】動作について説明する。図１５に示す従来
の構成による受信機においては、入力端１から周波数成
分をもつ入力信号を分配器２によりＢＰＦ３ａ〜３ｄの
数だけ分配し、通過帯域の異なるＢＰＦ３ａ〜３ｄの周
波数特性により入力された周波数の成分が抽出され、検
波器４ａ〜４ｄにより検波した後、Ａ／Ｄコンバータ５
でデジタル信号に変換し、その出力レベルの有無によ
り、どのＢＰＦ３ａ〜３ｄから出力があるかを調べ、周
波数を割り出すものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の構成で
は、ＢＰＦ３ａ〜３ｄを用いて周波数を調べる場合に
は、必要とする周波数分解能程度の帯域幅を持つものが
必要となるため、分解能を向上するにはＢＰＦ３ａ〜３
ｄの数が多く必要となるため、回路規模が拡大し、高価
なものとなる。また、広帯域の入力信号に対応させるに
は、ＢＰＦ３ａ〜３ｄの数を多くする必要があり、装置
規模が拡大する。

【０００５】また、チャネライズド受信機にパルス信号
を入力した際にはＢＰＦ３ａ〜３ｄのバンドエッジの位
相特性により、パルスのエッジ部の信号立ち上がりの影
響でラビットイヤーと呼ばれる現象が生じ、入力された
パルス信号の数及び幅を誤認識する場合がある。

【０００６】この発明は上記のような問題を解決するた
めになされたものであり、装置規模を大きくせずに設計
が容易でかつ安価な部品を用いることにより周波数の分
析を行うことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、周波
数特性を有する複数のイコライザ線路と、このイコライ
ザ線路各々に対し接続されている検波器と、これ等検波
器の出力レベルを分析することにより周波数を算出する
分析手段とを備えたものである。

【０００８】請求項２の発明は、分析手段を、検波器の
出力レベルをＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換し
て量子化して分析するようにした。

【０００９】請求項３の発明は、複数のイコライザ線路
の特性が等しい傾きを有し，かつ互いに、周波数領域が
異なるよう周波数軸に対して平行移動させた関係とし
た。

【００１０】請求項４の発明は、複数のイコライザ線路
の互いの特性が周波数軸に対し垂直に移動させた関係と
した。

【００１１】請求項５の発明は、上記請求項３記載のイ
コライザ線路特性と上記請求項４記載のイコライザ線路
特性の両方を併せ持つような構成とした。

【００１２】請求項６の発明は、複数のイコライザ線路
の動作領域を任意に可変とした。

【００１３】請求項７の発明は、イコライザ線路の特性
が周波数に対して固定の傾きの比例直線及び反比例直線
となるものを併せ持つようにした。

【００１４】請求項８の発明は、イコライザ線路の特性
及び検波器の特性をＲＯＭやＲＡＭなどの記憶媒体に格
納して、この格納データに基づき上記イコライザ線路の
特性あるいは検波器の特性を設定可能とした。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１の図について説明する。図１はこの発明の
実施の形態１によるレベル差分抽出型の周波数分析受信
機の構成図であり、図において１は入力端、２は分配
器、１３ａ，１３ｂはそれぞれ異なる周波数特性をもつ
イコライザ線路、１４ａ，１４ｂは検波器である。１５
ａ，１５ｂは電圧計であり、分配手段１５０を構成す
る。

【００１６】次に動作を説明する。この発明による周波
数分析受信機では入力端１から入力された信号は２種類
の異なる周波数特性を持つイコライザ線路１３ａ，１３
ｂに分配器２を介して分配して入力される。図２のＥＱ
１，ＥＱ２は各イコライザ線路１３ａ，１３ｂの周波数
特性を示す。同図において、入力周波数をｆｉとしたと
き、各イコライザ線路１３ａ，１３ｂから出力される電
力はそれぞれＰ_１，Ｐ_２となる。本実施の形態１では説
明を容易にするためイコライザ線路１３ａの特性ＥＱ１
を平坦な周波数特性であるとし、イコライザ線路１３ｂ
の特性ＥＱ２を傾斜した周波数特性であるとしている。
本実施の形態１では、イコライザ線路１３ａが無い場合
でもイコライザ線路１３ｂは周波数特性に対して比例関
係であるため、入力される信号のレベルが周波数によら
ず一定であれば、その周波数はイコライザ線路１３ｂ出
力レベルを検波し、その値より周波数を導くことが可能
である。しかるに、入力される信号のレベルが周波数に
よって一定でない場合には、その入力された周波数の分
析は不可能である。従って、イコライザ線路１３ａは入
力された信号の電力変化による周波数測定への影響を取
り除くものであり、イコライザ線路１３ｂに対し基準と
なる電力を出力するものである。イコライザ線路１３ａ
に対するイコライザ線路１３ｂの出力電力の差分をもっ
て周波数を算出する場合には入力信号のレベル変動はキ
ャンセルされることになる。

【００１７】検波器１４ａ，１４ｂはそのようにして各
イコライザ線路１３ａ，１３ｂから出力される電力を処
理が容易なように検波器１４ａ，１４ｂで電圧に変換
し、既知であるイコライザ通路１３ａ，１３ｂの特性及
び検波器１４ａ，１４ｂの特性から分析手段１５０の分
析により周波数を導出する。

【００１８】また、従来のチャネライズド受信機の場合
では、パルス波を入力するとフィルタのスカート部の遅
延時間とパルス立ち上がり部とのかねあいで、フィルタ
通過後のパルスは元の波形からくずれてしまう。本実施
の形態１ではフィルタを用いていないため（イコライザ
線路１３ａ，１３ｂによるフィルタ状の通過特性の形成
に近いが、上記フィルタのような遅延特性が無い）、こ
のような問題は生じない。つまり、減衰のある領域の周
波数も、減衰の無い（少ない）領域の周波数も等しい遅
延時間をもってパルス信号を通過させることができる。
ラビットイヤーによる振幅の問題はこのようにして解消
される。

【００１９】このように、本実施の形態１では入力周波
数に対して出力レベルが比例関係で変化する素子を複数
用い、各イコライザ線路１３ａ，１３ｂの出力レベルの
差分もしくは各イコライザ線路１３ａ，１３ｂの信号の
大小の比較を検波器１４ａ，１４ｂを介して電圧で行う
ことにより、周波数分析に用いる素子としてイコライザ
特性を作れば済むため容易な設計、又、安価な部品で小
型化が可能である。また、ラビットイヤーの発生が無く
なる。

【００２０】ここで、出力電圧の差分（Ｐ_１−Ｐ_２）
で、周波数を算出する場合、入力信号レベル変動がキャ
ンセルされる理由は次の通りである。すなわち、イコラ
イザ線路が１つしかない場合は、図３（ａ）に示す如く
入力レベルより、周波数ｆを求めると考えた時、このま
までは入力レベルが変化する度に直（曲）線の位置が上
下にずれるため、周波数ｆに対し一意性がない。しかる
に、イコライザ線路を２つ設けた場合、図３（ｂ）に示
すように入力レベルが変化すると、２線路のレベルは共
に同様に変化する。このため図３（ｂ）に示す記号を定
めるとＰ_１Ａ−Ｐ_２Ａ＝α Ｐ_１Ｂ−Ｐ_２Ｂ＝α （α：定数）となり、レベル変動があってもαは一定となる。つま
り、図３（ｃ）に示すようになる。ところで、図２で示
す特性を有する場合は、周波数が高くなればこの差分
（Ｐ _１−Ｐ_２）は小さくなるが、図４（ａ），（ｂ），
（ｃ）に示すように、逆特性の直線などと組み合わせれ
ば問題は無い。以上の説明において本発明であるレベル
差分抽出型である周波数分析受信機の基本的な原理を説
明した。

【００２１】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２を示すものであり、実施の形態１における電圧計１
５をＡ／Ｄコンバータ１６及び信号処理器１７に置き換
えて、分析手段１５０を構成したものである。検波器１
４ａ，１４ｂの出力電力の差をＡ／Ｄコンバータ１６で
読み取り、Ａ／Ｄコンバータ１６からの量子化出力を信
号処理器１７にて処理し、周波数を算出する。

【００２２】この実施の形態２によれば、Ａ／Ｄコンバ
ータ１６を設けたことで、出力される電圧レベルをデジ
タルで処理できるようになる。また、信号処理器１７を
設けることで、求められた（出力されたＡ／Ｄのデジタ
ル出力）ものに対し、その演算（差分計算）を自動で行
うことにより、周波数ｆを直接算出できる。図５では差
分のみが結果とされるので、差分値を人が実際の周波数
ｆに読みかえることとする。周波数ｆに読みかられない
場合は、その値がそのまま使える。なお、信号処理器１
７の処理としては、イコライザ線路が２つしかないの
で、単純に、（線路１３ａのＡ／Ｄ出力値）−（線路１３ｂのＡ／Ｄ
出力値）の演算しか行わない。

【００２３】実施の形態３．図６（ａ），（ｂ）はこの
発明の実施の形態３を示すブロック図及び特性図を示す
ものであり、図６（ｂ）の特性図から明らかなように、
イコライザ線路１３ａ〜１３ｎの各特性ＥＱ１〜ＥＱｎ
を互いに異なるように固定したものであり、イコライザ
の特性を周波数軸に対し平行移動させた形のものであ
り、これにより、広帯域の周波数分析を行うものであ
る。

【００２４】本実施の形態３では、Ｄ_１，Ｄ_２…Ｄ
_ｎ−１（差分）を得ることで次のようにして周波数分析
を行う。特性ＥＱ１を基準として、Ｄ_１＝Ｐ_２−Ｐ_１Ｄ_２＝Ｐ_３−Ｐ_１Ｄ_ｎ−１＝Ｐ_ｎ−Ｐ_１のｎ−１個の差分を求める（ｎ−１個の解が得られ
る）。このｎ個の値を、Ｄ_１→ｆ_１Ｄ_２→ｆ_２Ｄ_ｎ−１→ｆ_ｎ−１と対応させて処理し（図７参照）、として、入力された周波数を求める。

【００２５】実施の形態４．図８（ａ），（ｂ）に発明
の実施の形態４を示す。これは図８（ａ）におけるイコ
ライザ線路１３ａ〜１３ｎの特性ＥＱ１，ＥＱ２…を図
８（ｂ）に示すように固定アッテネータ８ａ〜８ｎをも
って周波数軸に対し垂直に移動させたものであり、イコ
ライザ線路１３ａ〜１３ｎを通ってレベル差がつけられ
た信号は実施の形態２と同様、デジタル信号に変換され
て周波数分析される。このことにより、分析対象外の周
波数を検波器１４ａ〜１４ｎの検出感度以下に下げ、不
要な信号の抑圧を行うことができる。

【００２６】この場合、上記固定アッテネータ８ａ，８
ｂにより、つけられるレベル差の好ましい値は、実験的
に決める必要があると考えられる。策としてはノイズレ
ベルＮＬ（図９），アッテネータの値ＡＴＴを小さくし
たもの（ＡＴＴ＝０）のレベル範囲に、均等にばらつか
せるような形ということが挙げられる。この時は、ダイ
ナミックレンジの範囲を有効に使い切る、という形で誤
差等も平均的になると考えられる（図９参照）。（但
し、特定の周波数に対し、優位とは言い難い。）

【００２７】実施の形態５．この実施の形態５は、実施
の形態３及び実施の形態４の内容を併せ持った形のもの
である。ここで、図６（ａ），（ｂ）（実施の形態３）
と図８（ａ），（ｂ）（実施の形態４）とを併せ持つ形
とは、次のことである。すなわち、複数あるイコライザ
線路の特性の中で傾きの同じもの（図６（ｂ））と複数
あるイコライザ線路の特性の中で傾きの異なるもの（図
８（ｂ））とを加味した上で、アッテネータによる調整
という考え方であり、傾きが同じものは１つの線路でア
ッテネータのＡＴＴ値を変化させて代用できるようにし
たものである（図１０参照）。周波数の算出方法は実施
の形態２と同様であるが、当該実施の形態５では、実施
の形態３及び４の特徴である広帯域の周波数分析、広ダ
イナミックレンジすなわち、広い範囲の周波数分析可能
入力レベルが確保できる。

【００２８】実施の形態６．図１１はこの発明の実施の
形態６を示すものであり、実施の形態５の回路に可変ア
ッテネータ９ａ〜９ｎを追加し、イコライザを可変制御
可能として、可変イコライザ線路１０ａ〜１０ｂとした
ものである。可変アッテネータ９ａ〜９ｎを制御するこ
とで、分析する周波数に対するダイナミックレンジを優
位にし、又、可変イコライザ線路１０ａ〜１０ｎにより
広帯域あるいは分析可能周波数内の精測が可能である。
また、イコライザ線路１０ａ〜１０ｎの特性を可変とす
ることでイコライザの特性を適切にする事により、可変
型のイコライザ線路１０ａ〜１０ｎの数が固定型のイコ
ライザを用いる場合に比べて少なくすることができる。

【００２９】この場合、イコライザ線路１０ａ〜１０ｎ
と可変アッテネータ９ａ〜９ｎとの関係は次の通りであ
る。すなわち、イコライザ線路の特性ＥＱ１，ＥＱ２の
傾きがきついものとゆるいものを図１２に示すように織
り交ぜる形となる。特性ＥＱ１と特性ＥＱ２を比べる
と、特性ＥＱ１は傾きが急なので、ｆ_１⇔ｆ_２間でのＰ
の差Δ_２が大きく、特性ＥＱ２は傾きがゆるいので、ｆ
_１⇔ｆ_２間でのＰの差Δ _１が小さいものとなる。この場
合、特性ＥＱ１の方が小さいｆ変化に対して出力Ｐが大
きく変化する。但し、傾きが急なため、詳しく見える領
域は特性ＥＱ１の方が特性ＥＱ２に比して狭い。（特性
ＥＱ１の方が細かく見るのに適する。）但し、特性ＥＱ
１の方がエラーも大きいので、補正をかける必要があ
る。その補正を特性ＥＱ２のような変化のゆるやかなも
ので行う。これにより精測が可能となる。

【００３０】実施の形態７．図１３はこの発明の実施の
形態７を示すものであり、実施の形態５のイコライザ線
路及び、可変イコライザ線路の特性が周波数に対して比
例するものと反比例するものが存在するような構成であ
り、周波数の精測に適する。この場合、イコライザ線路
でフィルタを形成したような形となる。本実施の形態７
では、実施の形態１のような比例直線（上記他の実施の
形態の場合も同様）だけの構成に比して、反比例直線を
混ぜることで、周波数的に不要波の抑圧が、ターゲット
領域の低／高で行える。

【００３１】実施の形態８．図１４は本発明の実施の形
態８を示すブロック図であり、この場合、図１１の回路
におけるアッテネータ９ａ〜９ｎ及びイコライザ線路１
０ａ〜１０ｎ，検波器１４ａ〜１４ｎの特性をＲＯＭも
しくはＲＡＭのような記憶媒体１１に格納し、求められ
る分析対象周波数範囲に応じてアッテネータ、イコライ
ザ線路の設定を任意に呼び出す、もしくは書き込むこと
ができるものである。すなわち、記憶媒体１１にあらか
じめ格納されたプログラムで信号処理器１７，アッテネ
ータ９ａ〜９ｎがイコライザ線路１０ａ〜１０ｎを選択
して、自動的に調整する。これにより、事前に調べてお
いた各ＥＱの特性、設定されたターゲット周波数から適
当とされたＥＱとＡＴＴの組み合わせ（＝格納されたプ
ログラム）により自動で調整できるものである。

【００３２】以上述べたように、本発明によれば、周波
数の分析には、設けられたそれぞれ異なった特性を持つ
イコライザ線路を用い、任意に選んだ基準特性の線路
と、他のイコライザ線路との入力信号に対応する出力電
圧レベルを比較することをもって行われる。また、イコ
ライザ線路の特性を変化させることで分析可能な周波数
帯域を変更することが可能であること、また、イコライ
ザ線路の特性に加え、イコライザ線路全体の線路の減衰
量を変化させることにより、入力端よりたとえば増幅器
の高調波などのように実際には測定したくないようなス
プリアス、ハーモヒクスなどが含まれている場合には、
測定対象外周波数の信号を抑圧するフィルタ効果を得る
ことができる。また、このフィルタ効果はイコライザ線
路による吸収型の周波数特性を持ったアッテネータであ
るため、パルス変調がかけられた信号などが入力された
際にも従来のチャネライズド受信機が生じるようなラビ
ットイヤー現象が生じないという利点がある。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、周波数特性を有する複数のイコライザ線路
と、このイコライザ線路各々に対し接続されている検波
器と、これ等検波器の出力レベルを分析することにより
周波数を算出する分析手段とを備えたので、フィルタを
用いないで周波数分析が行えるため、装置規模を大きく
せずに、回路設計が容易でかつ安価な部品を用いて回路
を構成でき、しかもラビットイヤーの発生を抑えること
ができる。

【００３４】請求項２によれば、信号の分析手段は、検
波器の出力レベルをＡ／Ｄコンバータを用いて、デジタ
ル信号に変換して量子化して分析するようにしたので、
デジタル処理が可能で、かつ測定される周波数精度の向
上が図れる。

【００３５】請求項３によれば、複数のイコライザ線路
の特性が等しい傾きを有しかつ、互いに、周波数領域が
異なるよう周波数軸に対して平行移動させた形であるの
で、広帯域の周波数分析が、設計が容易で小型化のもと
で可能となる。

【００３６】請求項４によれば、複数のイコライザ線路
の互いの特性が周波数軸に対し垂直に移動させた関係に
なっているので、不要な信号の抑圧を行うことができ
る。

【００３７】請求項５によれば、請求項３記載のイコラ
イザ線路特性と請求項４記載のイコライザ線路特性の両
方を併せ持つように構成したので、広い範囲の周波数分
析可能入力レベルが確保できる。

【００３８】請求項６によれば、複数のイコライザ線路
の動作領域を任意に可変としたので、イコライザ線路の
数を少なくできる。

【００３９】請求項７によれば、イコライザ線路の特性
が周波数に対して固定の傾きの比例直線及び反比例直線
となるものを併せ持つことを特徴とするので、分析対象
周波数を局部的に絞って構築できる。

【００４０】請求項８によれば、イコライザ線路の特性
及び検波器の特性をＲＯＭやＲＡＭなどの記憶媒体に格
納して、この格納データに基づき上記イコライザ線路の
特性あるいは検波器の特性を設定可能としたので、測定
対象の周波数に応じたイコライザ特性を構築できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１の一例を示すブロッ
ク図である。

【図２】この発明の実施の形態１の動作を説明するた
めの図である。

【図３】この発明の実施の形態１の動作を説明するた
めの図である。

【図４】この発明の実施の形態１の動作を説明するた
めの特性図である。

【図５】この発明の実施の形態２の一例を示すブロッ
ク図である。

【図６】この発明の実施の形態３の一例を示すブロッ
ク図及び特性図である。

【図７】この発明の実施の形態３の動作を説明するた
めの特性図である。

【図８】この発明の実施の形態４の一例を示すブロッ
ク図及び特性図である。

【図９】この発明の実施の形態４の動作を説明するた
めの特性図である。

【図１０】この発明の実施の形態４の動作を説明する
ための特性図である。

【図１１】この発明の実施の形態５の一例を示すブロ
ック図である。

【図１２】この発明の実施の形態５の動作を説明する
ための特性図である。

【図１３】この発明の実施の形態６の動作を説明する
ための特性図である。

【図１４】この発明の実施の形態７の一例を示すブロ
ック図である。

【図１５】従来の周波数分析受信機の一例を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

３，１３ａ〜１３ｎイコライザ線路、５，１５ａ，１
５ｂ電圧計、６，１６Ａ／Ｄコンバータ、１７信
号処理機、８ａ〜８ｎ固定アッテネータ、９ａ〜９ｎ
可変アッテネータ、１０ａ〜１０ｎ可変イコライ
ザ、１１記憶媒体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周波数特性を有する複数のイコライザ線
路と、このイコライザ線路各々に対し接続されている検
波器と、これ等検波器の出力レベルを分析することによ
り周波数を算出する分析手段とを備えたことを特徴とす
る周波数分析受信機。
【請求項２】上記分析手段を、検波器の出力レベルを
Ａ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換して量子化して
分析するように構成した請求項１に記載の周波数分析受
信機。
【請求項３】複数のイコライザ線路の特性が等しい傾
きを有し、かつ互いに、周波数領域が異なるよう周波数
軸に対して平行移動させた関係であることを特徴とする
請求項１ないし３のいずれかに記載の周波数分析受信
機。
【請求項４】複数のイコライザ線路の互いの特性が周
波数軸に対し垂直に移動させた関係になっていることを
特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の周波数
分析受信機。
【請求項５】上記請求項３記載のイコライザ線路特性
と上記請求項４記載のイコライザ線路特性の両方を併せ
持つように構成した周波数分析受信機。
【請求項６】複数のイコライザ線路の動作領域を任意
に可変としたことを特徴とする請求項５に記載の周波数
分析受信機。
【請求項７】イコライザ線路の特性が周波数に対して
固定の傾きの比例直線及び反比例直線となるものを併せ
持つことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記
載の周波数分析受信機。
【請求項８】イコライザ線路の特性及び検波器の特性
をＲＯＭ，ＲＡＭなどの記憶媒体に格納して、この格納
データに基づき上記イコライザ線路の特性あるいは検波
器の特性を設定可能としたことを特徴とする請求項１な
いし７のいずれかに記載の周波数分析受信機。