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FREQUENCY ANALYSIS DEVICE

Patent code P10A015400
Posted date Apr 23, 2010
Application number P2004-333622
Publication number P2005-091373A
Patent number P4209834
Date of filing Nov 17, 2004
Date of publication of application Apr 7, 2005
Date of registration Oct 31, 2008
Inventor
  • (In Japanese)鈴木 英樹
  • (In Japanese)大久保 裕
Applicant
  • (In Japanese)防衛装備庁長官
Title FREQUENCY ANALYSIS DEVICE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a frequency analysis device capable of analyzing frequency at high speed by enhancing the resolution of frequency analysis of a received signal and extending the dynamic range.
SOLUTION: This device includes a code n phase modulation means 13 for phase-modulating a down-chirp signal with a code with low correlation; a means 2 for mixing a measuring signal reduced to an intermediate frequency with the down-chirp signal after code n phase modulation; a band filter means 4 for obtaining an up-chirp signal having frequency components of the difference signal of the mixing means; a means 14 for delaying the up-chirp signal so that the lower frequency component has the larger delay quantity, adding signals of each frequency component, and correlating them by moving the code at the same timing of input of the up-chirp signal with the same code as the code n phase modulation to obtain a compressed intermittent wave when the up-chirp signal is inputted and the code and the delay quantity are matched; and means 6 and 7 for detecting the intermittent wave to determine a sampling function, and transforming the time of the main lobe of the curve by a frequency-time table to obtain an input frequency.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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)。



なおこの種の周波数分析を開示したものとして下記特許文献1がある。



【特許文献1】
特開昭54-42184号公報

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
高周波の被測定信号を受信して周波数を中間周波数に下げる受信手段と、
時間に従って周波数が下がるダウンチャープ信号を相互相関の低い符号で位相変調する符号n相位相変調手段と、
上記中間周波数に下げられた被測定信号と上記符号n相位相変調されたダウンチャープ信号とを混合して双方の和、差およびこれらの整数倍の周波数成分を有する信号を得るための混合手段と、
上記混合手段で得られた信号のうちの差信号の周波数成分を有する時間に従って周波数が上がるアップチャープ信号を得るための帯域フィルタ手段と、
上記アップチャープ信号を低い周波数成分になるに従って遅延量が大きくなるように遅延しそれぞれの周波数成分の信号を加算し、かつ上記符号n相位相変調と同じ符号を用いて上記アップチャープ信号が入力する同じタイミングで符号を移動させながら相関し、上記アップチャープ信号が入力され上記符号と遅延量の両者が一致した時の圧縮された間欠波を得るための移動相関圧縮処理手段と、
上記間欠波を検波して標本化関数を求めてその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、入力周波数を測定する手段と、
を備えたことを特徴とする周波数分析装置。

【請求項2】
 
高周波の被測定信号を受信して周波数を中間周波数に下げる受信手段と、
上記中間周波数に下げられた被測定信号と時間に従って周波数が下がるダウンチャープ信号とを混合して双方の和、差およびこれらの整数倍の周波数成分を有する信号を得るための混合手段と、
上記混合手段で得られた信号のうちの差信号の周波数成分を有する時間に従って周波数が上がるアップチャープ信号を得るための帯域フィルタ手段と、
上記アップチャープ信号を低い周波数成分になるに従って遅延量が大きくなるように遅延しそれぞれの周波数成分の信号を加算するようにして、上記アップチャープ信号が入力され各周波数成分の遅延量と合致した時の圧縮された間欠波を得るための圧縮手段と、
上記間欠波を検波して標本化関数曲線を求める検波手段と、
上記標本化関数曲線の信号のメインローブにおいて最大と思われる検出位置及びその前後の検出位置の3点を直線で補間する直線補間手段と、
上記直線補間結果に従った予め定められた補正量を基に演算して入力周波数を測定する周波数位置検出手段と、
を備えたことを特徴とする周波数分析装置。

【請求項3】
 
高周波の被測定信号を受信して周波数を中間周波数に下げる受信手段と、
上記中間周波数に下げられた被測定信号を増幅して2つに分配する分配増幅手段と、
それぞれ時間に従って周波数が下がる、上記中間周波数より常に低い範囲にある下側のダウンチャープ信号およびこれと連動した上記中間周波数より常に高い範囲にある上側のダウンチャープ信号を発生する連続掃引局部発振手段と、
上記分配増幅手段で得られた被測定信号の分配された一方と上記下側のダウンチャープ信号とを混合して双方の和、差およびこれらの整数倍の周波数成分を有する信号を得るための第1の混合手段と、
上記分配増幅手段で得られた被測定信号の分配された他方と上記上側のダウンチャープ信号とを混合して双方の和、差およびこれらの整数倍の周波数成分を有する信号を得るための第2の混合手段と、
上記第1の混合手段で得られた信号のうちの差信号の周波数成分を有する時間に従って周波数が上がるアップチャープ信号を得るための第1の帯域フィルタ手段と、
上記第2の混合手段で得られた信号のうちの差信号の周波数成分を有する時間に従って周波数が下がるダウンチャープ信号を得るための第2の帯域フィルタ手段と、
上記第1の帯域フィルタ手段で得られたアップチャープ信号を低い周波数成分になるに従って遅延量が大きくなるように遅延しそれぞれの周波数成分の信号を加算するようにして、上記アップチャープ信号が入力され各周波数成分の遅延量と合致した時の圧縮された間欠波を得るための圧縮手段と、
上記第2の帯域フィルタ手段で得られたダウンチャープ信号を高い周波数成分になるに従って遅延量が大きくなるように遅延しそれぞれの周波数成分の信号を加算するようにして、上記ダウンチャープ信号が入力され各周波数成分の遅延量と合致した時の圧縮された間欠波を得るための逆圧縮手段と、
上記圧縮手段と逆圧縮手段で得られた同期した間欠波を加算し加算演算信号を得る加算手段と、
上記加算演算信号を検波して標本化関数を求めてその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、入力周波数を測定する手段と、
を備えたことを特徴とする周波数分析装置。

【請求項4】
 
高周波の被測定信号を受信して周波数を中間周波数に下げる受信手段と、
上記中間周波数に下げられた被測定信号を増幅して2つに分配する分配増幅手段と、
それぞれ時間に従って周波数が下がる、上記中間周波数より常に低い範囲にある下側のダウンチャープ信号およびこれと同期した上記中間周波数より常に高い範囲にある上側のダウンチャープ信号を発生する連続掃引局部発振手段と、
上記分配増幅手段で得られた被測定信号の分配された一方と上記下側のダウンチャープ信号とを混合して双方の和、差およびこれらの整数倍の周波数成分を有する信号を得るための第1の混合手段と、
上記分配増幅手段で得られた被測定信号の分配された他方と上記上側のダウンチャープ信号とを混合して双方の和、差およびこれらの整数倍の周波数成分を有する信号を得るための第2の混合手段と、
上記第1の混合手段で得られた信号のうちの差信号の周波数成分を有する時間に従って周波数が上がるアップチャープ信号を得るための第1の帯域フィルタ手段と、
上記第2の混合手段で得られた信号のうちの差信号の周波数成分を有する時間に従って周波数が下がるダウンチャープ信号を得るための第2の帯域フィルタ手段と、
上記第1の帯域フィルタ手段で得られたアップチャープ信号を低い周波数成分になるに従って遅延量が大きくなるように遅延しそれぞれの周波数成分の信号を加算するようにして、上記アップチャープ信号が入力され各周波数成分の遅延量と合致した時の圧縮された間欠波を得るための圧縮手段と、
上記第2の帯域フィルタ手段で得られたダウンプチャープ信号を高い周波数成分になるに従って遅延量が大きくなるように遅延しそれぞれの周波数成分の信号を加算するようにして、上記ダウンチャープ信号が入力され各周波数成分の遅延量と合致した時の圧縮された間欠波を得るための逆圧縮手段と、
上記圧縮手段と逆圧縮手段で得られた同期した間欠波を乗算し乗算演算信号を得る乗算手段と、
上記乗算演算信号を検波して標本化関数を求めてその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、入力周波数を測定する手段と、
を備えたことを特徴とする周波数分析装置。

【請求項5】
 
高周波の被測定信号を受信して周波数を中間周波数に下げる受信手段と、
上記中間周波数に下げられた被測定信号を増幅して2つに分配する分配増幅手段と、
それぞれ時間に従って周波数が下がる、上記中間周波数より常に低い範囲にある下側のダウンチャープ信号およびこれと同期した上記中間周波数より常に高い範囲にある上側のダウンチャープ信号を発生する連続掃引局部発振手段と、
上記分配増幅手段で得られた被測定信号の分配された一方と上記下側のダウンチャープ信号とを混合して双方の和、差およびこれらの整数倍の周波数成分を有する信号を得るための第1の混合手段と、
上記分配増幅手段で得られた被測定信号の分配された他方と上記上側のダウンチャープ信号とを混合して双方の和、差およびこれらの整数倍の周波数成分を有する信号を得るための第2の混合手段と、
上記第1の混合手段で得られた信号のうちの差信号の周波数成分を有する時間に従って周波数が上がるアップチャープ信号を得るための第1の帯域フィルタ手段と、
上記第2の混合手段で得られた信号のうちの差信号の周波数成分を有する時間に従って周波数が下がるダウンチャープ信号を得るための第2の帯域フィルタ手段と、
上記第1の帯域フィルタ手段で得られたアップチャープ信号および第2の帯域フィルタ手段で得られたダウンチャープ信号を同時にそれぞれに、低い周波数成分になるに従って遅延量が大きくなるように遅延しそれぞれの周波数成分の信号を加算、および高い周波数成分になるに従って遅延量が大きくなるように遅延しそれぞれの周波数成分の信号を加算するようにし、これらの双方の圧縮された信号を加算した加算信号を得るための同時の圧縮手段と、
上記加算信号を検波して標本化関数を求めてその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、入力周波数を測定する手段と、
を備えたことを特徴とする周波数分析装置。
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2004333622thum.jpg
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