JP2002071777A - 電波放射源の位置特定方法および位置特定システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 未知の不正電波を放射する電波放射源の位置
を簡単かつ高精度で特定できる電波放射源の位置特定方
法および位置特定システムを提供する。 【解決手段】 特定空間領域１で電波を放射する電波放
射源の位置を特定するシステムであって、特定空間領域
１に設置した少なくとも二つの受信アンテナ２−１〜２
−５と、各受信アンテナに接続した受信手段１１と、各
受信手段に接続され、受信電波スペクトルを演算するス
ペクトル演算手段１３と、各スペクトル演算手段から得
られるほぼ同時刻の受信電波スペクトルにおける同一周
波数の受信出力、受信アンテナ間の距離、および特定空
間領域１において予め実験により求めた当該周波数にお
ける補正値に基づいて、当該周波数の電波を放射した電
波放射源の位置を演算する位置演算手段６とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば妨害電波、
盗聴電波等の未知の不正電波を発生する電波放射源の位
置特定方法、およびこれを実施する位置特定システムに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、パソコンやマイコン等のＩＣ制御
回路を搭載した各種の電子機器が多用されている。通
常、これらの電子機器には、周辺機器からの電磁ノイズ
による誤動作や、取り扱う情報、例えば個人情報、金銭
的情報、制御情報、著作権情報等の破壊を防止するた
め、電磁ノイズレベルの未知電波に対する電磁波シール
ド対策が施されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電子機
器の近傍で故意に妨害電波等の不正電波が放射された場
合には、電磁波シールドレベルの対策では、その電波を
有効にシールドすることができず、これがため誤動作が
生じたり、情報の破壊が生じることがある。

【０００４】また、近年では、無線による盗聴も増加の
一途をたどり、大きな社会問題となっている。

【０００５】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
で、その第１の目的は、未知の不正電波を放射する電波
放射源の位置を簡単かつ高精度で特定できる電波放射源
の位置特定方法を提供することにある。

【０００６】さらに、本発明の第２の目的は、上記の位
置特定方法によって電波放射源の位置を迅速に特定でき
る位置特定システムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
る請求項１に記載の電波放射源の位置特定方法は、特定
空間領域で電波を放射する電波放射源の位置を特定する
にあたり、前記特定空間領域の少なくとも二つの受信点
におけるほぼ同時刻の受信電波スペクトルを検出し、こ
れら受信電波スペクトルにおける同一周波数の受信出
力、前記受信点間の距離、および前記特定空間領域にお
いて予め実験により求めた当該周波数における補正値に
基づいて、当該周波数の電波を放射した電波放射源の位
置を特定することを特徴とするものである。

【０００８】請求項１の発明によると、少なくとも二つ
の受信点におけるほぼ同時刻の受信電波スペクトルを検
出して、これら受信電波スペクトルにおける同一周波数
の受信出力、受信点間の距離、および特定空間領域にお
いて予め実験により求めた当該周波数における補正値に
基づいて、当該周波数の電波を放射した電波放射源の位
置を特定するので、未知の不正電波を放射する電波放射
源の位置を簡単かつ高精度で特定することが可能とな
る。

【０００９】周知のように、電波放射源から放射される
電波の強度は、距離に反比例して単純減衰する。したが
って、距離Ｌを隔てて第１の受信アンテナおよび第２の
受信アンテナを設置し、これら受信アンテナ間の任意の
位置で電波を放射したときの第１の受信アンテナにおけ
る電波強度をＡ、第２の受信アンテナにおける電波強度
をＢとすると、第１の受信アンテナから電波放射源まで
の距離Ｄは、下記の（１）式で表わされる。

【００１０】

【数１】

【００１１】しかしながら、室内のように閉鎖された特
定空間領域では、内壁や内部構造物等による電波の反射
等により、上記（１）式から求まる距離Ｄと実際の距離
とが正確に一致しない。そこで、本発明では、特定空間
領域において各周波数における補正値を予め実験により
求めて、各受信アンテナで受信した受信電波スペクトル
における同一周波数の受信出力、受信アンテナ間の距
離、および当該周波数における補正値に基づいて、当該
周波数の電波を放射した電波放射源の位置を特定する。

【００１２】ここで、補正値は、本発明者らの実験によ
ると、例えば特定空間領域における波長定数Δおよび反
射増減係数ｇをそれぞれ実験から算出し、これら波長定
数Δおよび反射増減係数ｇと電波の波長λとから、ｇ・
sin（Δπ／λ）により求めることができる。そして、
この補正値を用いて下記の（２）式を演算することで、
第１の受信アンテナから電波放射源までの距離Ｄを正確
に求められることが確認できた。

【００１３】

【数２】

【００１４】したがって、上記（２）式を第１の受信ア
ンテナおよび第２の受信アンテナに適用することで、一
次元における電波放射位置の特定が可能となる。また、
第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとを結ぶ直線
に直交する線上の任意の位置に第３の受信アンテナを設
置することで、二次元の電波放射位置の特定が可能とな
り、さらに第１の受信アンテナ、第２の受信アンテナお
よび第３の受信アンテナがなす平面に垂直な線上の任意
の位置に第４の受信アンテナを設置することで、三次元
の電波放射位置を特定することが可能となる。

【００１５】さらに、請求項２に係る本発明の電波放射
源の位置特定方法の発明は、特定空間領域で電波を放射
する電波放射源の位置を特定するにあたり、前記特定空
間領域の複数箇所に受信アンテナを設置し、前記特定空
間領域の予め設定した複数の位置の各々から電波を放射
して、これら各位置から放射される電波を前記受信アン
テナで受信して各位置毎の受信強度パターンを予め求め
ておき、前記特定空間領域の未知の位置から電波が放射
されたときに前記受信アンテナから得られる受信強度パ
ターンを、前記予め求めた受信強度パターンと照合し
て、当該電波を放射した電波放射源の位置を特定するこ
とを特徴とするものである。

【００１６】請求項２の発明によると、特定空間領域の
各位置で電波を放射したときの受信強度パターンを予め
求めておき、特定空間領域の未知の位置から電波が放射
されたときの受信強度パターンを、予め求めた受信強度
パターンと照合して、電波放射源の位置を特定するの
で、距離の演算等を行なうことなく、電波放射源の位置
を特定することが可能となる。

【００１７】また、上記第２の目的を達成する請求項３
に記載の発明は、特定空間領域で電波を放射する電波放
射源の位置を特定するシステムであって、前記特定空間
領域に設置した少なくとも二つの受信アンテナと、各受
信アンテナに接続した受信手段と、各受信手段に接続さ
れ、受信電波スペクトルを演算するスペクトル演算手段
と、各スペクトル演算手段から得られるほぼ同時刻の受
信電波スペクトルにおける同一周波数の受信出力、前記
受信アンテナ間の距離、および前記特定空間領域におい
て予め実験により求めた当該周波数における補正値に基
づいて、当該周波数の電波を放射した電波放射源の位置
を演算する位置演算手段とを有することを特徴とするも
のである。

【００１８】請求項３の発明によると、少なくとも二つ
の受信アンテナにそれぞれ対応するスペクトル演算手段
から得られるほぼ同時刻の受信電波スペクトルにおける
同一周波数の受信出力、受信アンテナ間の距離、および
特定空間領域において予め実験により求めた当該周波数
における補正値に基づいて、位置演算手段により当該周
波数の電波を放射した電波放射源の位置が演算されるの
で、未知の不正電波を放射する電波放射源の位置を迅速
に特定することが可能となる。

【００１９】請求項４に記載の発明は、請求項３の電波
放射源の位置特定システムにおいて、前記位置演算手段
は、前記特定空間領域が正常な電波状態にあるときに、
前記各スペクトル演算手段から得られる受信電波スペク
トルを閾値スペクトルとして予め格納する記憶部を有
し、電波放射源の位置演算にあたって前記各スペクトル
演算手段からの受信電波スペクトルと前記記憶部に格納
されている当該スペクトル演算手段に対応する閾値スペ
クトルとを比較して、電波放射源の位置演算に供する受
信電波スペクトルを検出することを特徴とするものであ
る。

【００２０】請求項４の発明によると、正常な電波状態
で発生する閾値スペクトル強度の各周波数の電波放射源
の位置特定は行わず、閾値スペクトルに存在しない周波
数の電波、および閾値スペクトル強度を超える周波数の
電波を発生する電波放射源のみの位置特定を行なうこと
がでるので、未知の不正電波を効率的に検出してその電
波放射源の位置を迅速に特定することが可能となる。

【００２１】請求項５に記載の発明は、請求項３または
４の電波放射源の位置特定システムにおいて、前記位置
演算手段での演算結果に基づいて電波放射源の位置を通
知する通知手段を有することを特徴とするものである。

【００２２】請求項５の発明によると、位置演算手段で
演算された電波放射源の位置をモニタ、ランプ、音声等
の通知手段で通知できるので、オペレータ等においてそ
の位置を認識でき、したがって電波放射源を容易に発見
でき、迅速に対処することが可能となる。

【００２３】請求項６に記載の発明は、請求項３，４ま
たは５の電波放射源の位置特定システムにおいて、前記
位置演算手段での演算結果に基づいて前記特定空間領域
内を撮像する撮像手段を有することを特徴とするもので
ある。

【００２４】請求項６の発明によると、位置演算手段で
の演算結果に基づいて特定空間領域内が撮像手段で撮像
されるので、その撮像した画像を表示することで、オペ
レータ等において電波放射源の位置を視覚的に容易に認
識でき、したがって電波放射源をより容易に発見でき、
迅速に対処することが可能となる。また、例えば、撮像
手段としてビデオカメラを用い、位置演算手段での演算
結果に基づいて撮像したビデオ信号をビデオテープレコ
ーダ（ＶＴＲ）に記録することで、有効なセキュリティ
システムを構築することも可能となる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１および図２は、本発
明による電波放射源の位置特定システムの一実施の形態
を示すもので、図１は受信アンテナおよびビデオカメラ
の設置状態を示す図、図２はシステム全体の概略構成を
示すブロック図である。本実施の形態では、店舗（例え
ば、パチンコ店）等の特定空間領域１の天井の四隅およ
び床面の中央部に、それぞれ受信アンテナ２−１〜２−
５を設置する。各受信アンテナは、図示しない同軸ケー
ブルを介して対応する受信機３−１〜３−５に接続し、
これら受信機を例えばＲＳ−２３２Ｃケーブル４−１〜
４−５を介してパソコンから成る位置演算手段５に接続
して制御すると共に、この位置演算手段５での演算結果
をディスプレイ６に表示するようにする。また、特定空
間領域１には、適宜の個所、例えば天井近傍の四隅にビ
デオカメラ７−１〜７−４を設置し、これらのビデオカ
メラを位置演算手段５での演算結果に基づいてカメラコ
ントローラ８を介して制御して、それらのビデオ信号を
例えばモニタ９に画面分割して表示すると共に、ＶＴＲ
１０に記録するようにする。

【００２６】受信機３−１〜３−５の各々には、受信部
１１、Ａ／Ｄ変換部１２およびスペクトル演算処理部１
３を設け、受信部１１からの受信出力を、Ａ／Ｄ変換部
１２で例えば１／１００（ｓｅｃ）でサンプリングして
デジタル信号に変換し、そのデジタル信号をスペクトル
演算処理部１３に供給して受信電波スペクトルを演算
し、その受信電波スペクトルを位置演算手段５に供給す
るようにする。なお、図２では、受信機３−２〜３−５
については、受信部１１、Ａ／Ｄ変換部１２およびスペ
クトル演算処理部１３の図示を省略してある。

【００２７】位置演算手段５には、シリアルポート１
５、位置演算部１６および記憶部１７を設け、受信機３
−１〜３−５からの受信電波スペクトルをシリアルポー
ト１５を介して位置演算部１６に供給する。また、記憶
部１７には、例えば中央部の受信アンテナ２−５を原点
とする受信アンテナ２−１〜２−５の位置情報を予め格
納しておくと共に、上記（２）式に示した波長定数Δお
よび反射増減係数ｇを予め実験により求めて格納してお
き、さらに特定空間領域１が正常な電波状態にあるとき
に、各受信機からの受信電波スペクトルを閾値スペクト
ルとして予め格納しておく。

【００２８】このようにして、位置演算部１６で受信機
３−１〜３−５からのほぼ同時刻の受信電波スペクトル
から未知の電波放射源の位置を演算するにあたって、各
受信機からの受信電波スペクトルと記憶部１７に格納さ
れている当該受信機に対応する閾値スペクトルとを比較
して、電波放射源の位置演算に供する受信電波スペクト
ルを検出し、その検出した各受信機の受信電波スペクト
ルにおける同一周波数の受信出力と、記憶部１７に予め
格納した受信アンテナ２−１〜２−５の位置情報と、特
定空間領域１において予め実験により求めた波長定数Δ
および反射増減係数ｇと、当該周波数の波長とに基づい
て、上述した（２）式を用いて三次元空間での位置特定
演算を行ない、当該周波数の電波を放射した電波放射源
の位置を特定する。

【００２９】図３は、本実施の形態の動作を説明するた
めのフローチャートである。先ず、ステップＳ１で受信
アンテナ２−１〜２−５の設置位置、すなわち受信点の
位置情報を入力して記憶部１７に格納した後、ステップ
Ｓ２で閾値スペクトルの設定処理を行なって、特定空間
領域１が正常な電波状態にあるときに、受信機３−１〜
３−５の各々から出力される受信電波スペクトルを閾値
スペクトルとして記憶部１７に格納する。

【００３０】ここで、特定空間領域１の正常な電波状態
とは、不正電波が存在しない状態を意味するが、通常、
このような状態であっても、種々の電磁ノイズや通信電
波、放送電波が存在している。したがって、不正電波を
迅速かつ効率的に検出するためには、正常状態でも存在
する電波と不正電波とを区別する必要がある。そこで、
本実施の形態では、正常状態において受信機３−１〜３
−５の各々から出力される受信電波スペクトルを閾値ス
ペクトルとして記憶部１７に格納する。なお、正常状態
でも存在する未知の電磁ノイズや電波は、周囲の環境、
気象条件、一日の人々の生活パターン等に支配される傾
向があるので、長期間、例えば一週間以上に亘って閾値
スペクトルを求め、それらを統計処理して記憶部１７に
記憶するのが好ましい。

【００３１】その後、図３では図示を省略しているが、
実際の不正電波の位置特定処理に先立って、波長定数Δ
および反射増減係数ｇを実験により求めて記憶部１７に
格納する。この実験では、例えば特定空間領域１の複数
の位置の各々から異なる周波数の電波を順次放射し、そ
の各周波数の放射電波を受信アンテナ２−１〜２−５で
受信して、その受信出力と受信アンテナ２−１〜２−５
の位置情報とに基づいて上記（１）式を用いて放射位置
を算出し、その算出した放射位置と実際の位置との誤差
に基づいて波長定数Δおよび反射増減係数ｇを算出す
る。

【００３２】以上の初期設定動作が終了したら、実際の
不正電波を検出してその電波発生源の位置を特定する処
理を行なう。この処理では、先ず、各受信機からほぼ同
時刻の受信電波スペクトルを取り込む（ステップＳ
３）。次に、取り込んだ受信電波スペクトルと記憶部１
７に格納されている対応する受信機の閾値スペクトルと
を比較して（ステップＳ４）、各受信機毎に閾値スペク
トルに存在しない周波数の電波、および閾値スペクトル
強度を超える周波数の電波、すなわち不正電波の有無を
判定する（ステップＳ５）。

【００３３】ここで、不正電波が検出された場合には、
各受信機における当該周波数のスペクトル強度（受信出
力）と、記憶部１７に予め格納した受信アンテナ２−１
〜２−５の位置情報、波長定数Δおよび反射増減係数ｇ
と、当該周波数の波長とに基づいて、当該周波数の電波
を放射した電波放射源の位置を演算し（ステップＳ
６）、その演算結果をディスプレイ６に表示すると共
に、演算結果に基づいてカメラコントローラ８を介して
ビデオカメラ７−１〜７−４、モニタ９およびＶＴＲ１
０を制御して、ビデオカメラ７−１〜７−４からのビデ
オ信号をモニタ９に表示すると共に、ＶＴＲ１０に記録
する。以上のステップＳ３からステップＳ７の動作を繰
り返し行なって、各種の不正電波の放射源位置をリアル
タイムで検出する。

【００３４】本実施の形態において、受信機３−１〜３
−５の各々は、電波として定義されている周波数３ＫＨ
ｚ〜３ＴＨｚの受信周波数帯を有するものであれば十分
であるが、これに制限されるものではなく、例えばアマ
チュア無線で使用されている１．９ＭＨｚ〜２．４ＧＨ
ｚの受信周波数帯を有する受信機を用いることができ
る。勿論、不正電波の周波数が予測される場合には、そ
の周波数バンドの受信機を用いれば良い。

【００３５】なお、本発明は、上述した実施の形態にの
み限定されるものではなく、幾多の変更または変形が可
能である。例えば、上述した実施の形態では、受信機と
してスペクトル演算機能を有するものを用いたが、受信
機とは別体のスペクトラムアナライザを用いて受信電波
スペクトルを求めることもできる。また、電波放射源の
位置演算結果は、ディスプレイ６に表示するの代えて、
あるいは表示とともにプリンタからプリントアウトする
ようにすることもできる。さらに、ビデオカメラ等の撮
像手段は、必要に応じて設ければよい。また、受信アン
テナ数は、電波放射源の位置を特定する特定空間領域の
形状や構造、受信アンテナの指向特性等に応じて、任意
の複数本に設定することができる。

【００３６】また、上記実施の形態では、受信アンテナ
での同一周波数の受信出力、受信アンテナ間の距離、お
よび特定空間領域において予め実験により求めた当該周
波数における補正値に基づいて、電波放射源の位置を演
算して求めるようにしたが、複数の受信アンテナによる
受信強度パターンのパターン認識によって電波放射源の
位置を特定することもできる。すなわち、図１および図
２において、特定空間領域１の各位置で電波を放射した
ときの受信アンテナ２−１〜２−５による受信強度パタ
ーンを各位置情報に対応させて予め記憶部１７に格納し
ておき、特定空間領域１の未知の位置から電波が放射さ
れたときの受信強度パターンを、記憶部１７に格納され
ている受信強度パターンと照合して、一致した受信強度
パターンの位置情報から電波放射源の位置を特定する。
このように、パターン認識によって電波放射源の位置を
特定するようにすれば、距離の演算等を行なう必要がな
いので処理が簡単になる利点がある。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、請求項１に係る電波放射
源の位置特定方法によれば、特定空間領域の少なくとも
二つの受信点におけるほぼ同時刻の受信電波スペクトル
を検出し、これら受信電波スペクトルにおける同一周波
数の受信出力、受信点間の距離、および特定空間領域に
おいて予め実験により求めた当該周波数における補正値
に基づいて、当該周波数の電波を放射した電波放射源の
位置を特定するので、未知の電波放射源の位置を簡単か
つ高精度で特定することができる。

【００３８】また、請求項２に係る電波放射源の位置特
定方法によれば、特定空間領域の各位置で電波を放射し
たときの受信強度パターンを予め求めておき、特定空間
領域の未知の位置から電波が放射されたときの受信強度
パターンを、予め求めた受信強度パターンと照合するパ
ターン認識により電波放射源の位置を特定するので、距
離の演算等を行なうことなく、簡単な処理で電波放射源
の位置を特定することができる。

【００３９】さらに、請求項３に係る電波放射源の位置
特定システムによれば、少なくとも二つの受信アンテナ
にそれぞれ対応するスペクトル演算手段から得られるほ
ぼ同時刻の受信電波スペクトルにおける同一周波数の受
信出力と受信アンテナ間の距離とに基づいて、位置演算
手段により当該周波数の電波を放射した電波放射源の位
置を演算するようにしたので、未知の電波放射源の位置
を迅速に特定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による電波放射源の位置特定システム
の一実施の形態を示す受信アンテナおよびビデオカメラ
の設置状態を示す図である。

【図２】 同じく、システム全体の概略構成を示すブロ
ック図である。

【図３】 同じく、動作を説明するためのフローチャー
トである。

【符号の説明】

１ 特定空間領域 ２−１〜２−５ 受信アンテナ ３−１〜３−５ 受信機 ４−１〜４−５ ＲＳ−２３２Ｃケーブル ５ 位置演算手段 ６ ディスプレイ ７−１〜７−４ ビデオカメラ ８ カメラコントローラ ９ モニタ １０ ＶＴＲ １１ 受信部 １２ Ａ／Ｄ変換部 １３ スペクトル演算処理部 １５ シリアルポート １６ 位置演算部 １７ 記憶部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特定空間領域で電波を放射する電波放射
   源の位置を特定するにあたり、 前記特定空間領域の少なくとも二つの受信点におけるほ
   ぼ同時刻の受信電波スペクトルを検出し、これら受信電
   波スペクトルにおける同一周波数の受信出力、前記受信
   点間の距離、および前記特定空間領域において予め実験
   により求めた当該周波数における補正値に基づいて、当
   該周波数の電波を放射した電波放射源の位置を特定する
   ことを特徴とする電波放射源の位置特定方法。
2. 【請求項２】 特定空間領域で電波を放射する電波放射
   源の位置を特定するにあたり、 前記特定空間領域の複数箇所に受信アンテナを設置し、
   前記特定空間領域の予め設定した複数の位置の各々から
   電波を放射して、これら各位置から放射される電波を前
   記受信アンテナで受信して各位置毎の受信強度パターン
   を予め求めておき、 前記特定空間領域の未知の位置から電波が放射されたと
   きに前記受信アンテナから得られる受信強度パターン
   を、前記予め求めた受信強度パターンと照合して、当該
   電波を放射した電波放射源の位置を特定することを特徴
   とする電波放射源の位置特定方法。
3. 【請求項３】 特定空間領域で電波を放射する電波放射
   源の位置を特定するシステムであって、 前記特定空間領域に設置した少なくとも二つの受信アン
   テナと、 各受信アンテナに接続した受信手段と、 各受信手段に接続され、受信電波スペクトルを演算する
   スペクトル演算手段と、 各スペクトル演算手段から得られるほぼ同時刻の受信電
   波スペクトルにおける同一周波数の受信出力、前記受信
   アンテナ間の距離、および前記特定空間領域において予
   め実験により求めた当該周波数における補正値に基づい
   て、当該周波数の電波を放射した電波放射源の位置を演
   算する位置演算手段とを有することを特徴とする電波放
   射源の位置特定システム。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の電波放射源の位置特定
   システムにおいて、前記位置演算手段は、前記特定空間
   領域が正常な電波状態にあるときに、前記各スペクトル
   演算手段から得られる受信電波スペクトルを閾値スペク
   トルとして予め格納する記憶部を有し、電波放射源の位
   置演算にあたって前記各スペクトル演算手段からの受信
   電波スペクトルと前記記憶部に格納されている当該スペ
   クトル演算手段に対応する閾値スペクトルとを比較し
   て、電波放射源の位置演算に供する受信電波スペクトル
   を検出することを特徴とする電波放射源の位置特定シス
   テム。
5. 【請求項５】 請求項３または４に記載の電波放射源の
   位置特定システムにおいて、 前記位置演算手段での演算結果に基づいて電波放射源の
   位置を通知する通知手段を有することを特徴とする電波
   放射源の位置特定システム。
6. 【請求項６】 請求項３，４または５に記載の電波放射
   源の位置特定システムにおいて、 前記位置演算手段での演算結果に基づいて前記特定空間
   領域内を撮像する撮像手段を有することを特徴とする電
   波放射源の位置特定システム。