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周波数分析装置

国内特許コード P05A007958
整理番号 2015
掲載日 2005年12月2日
出願番号 特願2001-191398
公開番号 特開2003-004779
登録番号 特許第3642569号
出願日 平成13年6月25日(2001.6.25)
公開日 平成15年1月8日(2003.1.8)
登録日 平成17年2月4日(2005.2.4)
発明者
  • 鈴木 英樹
  • 大久保 裕
出願人
  • 三菱電機株式会社
  • 防衛装備庁長官
発明の名称 周波数分析装置
発明の概要 【課題】 受信した信号の周波数分析の分解能を高くし、ダイナミックレンジを広くして周波数を高速に分析できる周波数分析方法及びその装置を提供する。
【解決手段】 被測定信号と時間に従って周波数が変化するチャープ信号との差信号の周波数成分を有する信号を求め、これを周波数成分に従った遅延量で遅延させて圧縮させた間欠波にし、間欠波を検波し標本化関数を求め、標本化関数曲線のメインローブの出現する時間を周波数-時間テーブルから変換し、入力周波数を決定する周波数分析方法において、標本化関数曲線に現れる不要なサイドローブの抑圧、標本化関数の補正、及びアップチャープ信号とダウンチャープ信号の組み合わせのいずれかによりメインローブの検出を容易にかつ正確にすることを特徴とする。
従来技術、競合技術の概要


図26は従来のコンプレシーブ受信機における周波数分析の構成を示すブロック図であり、図において、1は受信器、2は混合器、3は連続掃引局部発振器、4は帯域フィルタ、5は圧縮器、6は検波器、7は最大レベル位置検出器である。また図27は、図26の各部で出力される信号の時系列波形を示す。



次に動作について説明する。受信器1は、高周波の被測定信号を中間周波数に下げ、後段の混合器2で不要波が生じないよう雑音を除去し、信号処理しやすい中間周波数に下げて出力Aする。連続掃引局部発振器3は、高い周波数から低い周波数(以下、ダウンチャープ信号)を連続掃引して発振Bする(ここでは、ダウンチャープ信号の掃引周波数範囲は、中間周波数より常に低い範囲にある状態により説明を行う)。



混合器2は、受信器1の出力Aと連続掃引局部発振器3の出力Bを混合し(図27の(a)(b)参照)、両出力、これらの和、差及びこれらの整数倍の周波数成分を有する信号を出力する。帯域フィルタ4は、混合器2の出力のうち差信号の周波数成分を有する信号を出力する(ここでは、差信号の周波数成分を有する信号により説明を行う)。この場合の出力信号は、低い周波数から高い周波数(以下、アップチャープ信号)の信号Cが出力される(図27の(c)参照)。



圧縮器5は、低い周波数成分になるに従って遅延量が大きく、それぞれの周波数成分の信号を加算することができる遅延線である。この遅延線には、予め各諸元を設定されている表面弾性波素子、圧電素子等の材料が用いられている。この機能によりアップチャープ信号が入力されると各周波数成分の遅延量と合致した時に圧縮された間欠波が出力される。このように、アップチャープ信号の周波数成分全体が被測定信号の周波数成分に比例したオフセット周波数を受けているため、圧縮器5にアップチャープ信号を入力すると遅延量と合致した時、即ち、入力波の周波数成分に反比例した遅延量の位置に間欠波Dが発生する(図27の(d)参照)。



検波器6は、間欠波を検波し標本化関数曲線Eを出力する(図27の(e)参照)。最大レベル位置検出器7は、標本化関数曲線のメインローブの出現する時間を周波数-時間テーブルから変換し、入力周波数を決定して測定する(図27の(f)参照)。

産業上の利用分野


この発明は、受信機において信号の周波数成分を分析する周波数分析装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
受信時に周波数が特定できずかつ周波数が高速で変化する高周波の被測定信号を雑音除去のために周波数を中間周波数に下げると共にディジタル信号に変換し、ディジタル信号処理により、上記被測定信号と時間に従って周波数が変化するチャープ信号との差信号の周波数成分を有する信号を求め、これを周波数成分に従った遅延量で遅延させて圧縮させた間欠波にし、間欠波を検波し標本化関数を求め、標本化関数曲線のメインローブの出現する時間を周波数-時間テーブルから変換し、入力周波数を決定する周波数分析装置であって、
標本化関数曲線に現れる不要なサイドローブの抑圧、標本化関数の補正、及びアップチャープ信号とダウンチャープ信号の組み合わせのいずれかによりメインローブの検出を容易にかつ正確し、測定対象周波数、帯域幅、周波数分析能及びダイナミックレンジを使用素子を変更することなく任意に選択変更するために
位相変調したチャープ信号と同じタイミングをとりながら移動して演算しながらサイドローブとメインローブの差が拡大されるように相関圧縮処理を行う手段、
振幅変調したチャープ信号と同じタイミングをとりながら移動して演算しながらサイドローブとメインローブの差が拡大されるように重み付け圧縮処理を行う手段、
振幅変調したチャープ信号についてサイドローブとメインローブの差が拡大されるように固定演算された重み付け圧縮処理を行う手段、
圧縮した後の検波波形についてメインローブのみを直線の値で補間する手段、
圧縮した後の検波波形についてメインローブのみを標本化関数曲線の近似曲線の値で補間する手段、
圧縮した後の検波波形についてメインローブのみを予め測定した校正の曲線による値で補間する手段、
被測定信号より同一の信号を2つに分配し同時に発生するアップチャープ信号及びダウンチャープ信号を同期させ圧縮した後の検波波形について加算演算する手段、および
被測定信号より同一の信号を2つに分配し同時に発生するアップチャープ信号及びダウンチャープ信号を同期させ圧縮した後の検波波形について乗算演算する手段、
をソフトウェアとして含み、ソフトウェア処理によりこれらのいずれかの手段を使用して周波数分析を行うディジタル信号処理器と、
このディジタル信号処理器に周波数分析に必要な各周波数の遅延量、重み付け、位相を含む各測定諸元をダウンロード出力するソフトウェアダウンロード器と、
を備えたことを特徴とする周波数分析装置。
国際特許分類(IPC)
画像

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出願権利状態 登録
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