JP2003098249A - パルス信号受信装置 - Google Patents

パルス信号受信装置

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JP2003098249A
JP2003098249A JP2001293619A JP2001293619A JP2003098249A JP 2003098249 A JP2003098249 A JP 2003098249A JP 2001293619 A JP2001293619 A JP 2001293619A JP 2001293619 A JP2001293619 A JP 2001293619A JP 2003098249 A JP2003098249 A JP 2003098249A
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signal
pulse
band
band limiting
limiting filter
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Hideki Takai
英樹 高井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 信号対雑音電力比を容易に最適化し、さらに
はパルス内変調方式に応じた所望の帯域制限を行えるよ
うにする。 【解決手段】 受信したパルス信号のIF信号を2系統
に分配し、一方を遅延回路17を介して帯域制限用フィ
ルタ処理回路15に供給し、他方を周波数特性測定回路
18に供給する。周波数特性測定回路18にて周波数ス
ペクトラム特性を測定し、パルス内変調方式判定回路1
9にて周波数スペクトラム特性を基にパルス内変調の有
無、変調方式の種類を判定し、帯域制限用フィルタ制御
回路20にてパルス内変調方式判定結果を基に最適な周
波数通過帯域を求め、帯域制限用フィルタ処理回路15
のフィルタ特性を適応化する。これにより、受信装置に
おける信号対雑音電力比を最適化、パルス内変調方式に
応じた所望の帯域制限を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレーダ等の
電波源から到来するパルス信号に対して、主に受信感度
の向上を目的とした適応化機能の付加を図ったパルス信
号受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、レーダ受信機等に用いられるパル
ス信号受信装置は、図4に示すように、アンテナ11で
受信したパルス信号を高周波増幅回路12で増幅し、ミ
キサ131及び局部発振器132からなるチューナ13
にて所定の中間周波数帯域に変換する。そして、中間周
波数信号を中間周波増幅回路14で増幅した後、帯域制
限用フィルタ処理回路15に通して主要な周波数スペク
トラム成分を抽出し、これをもとに復調処理回路16で
変調成分を復調する。
【0003】ここで、帯域制限用フィルタ処理回路15
の通過帯域の設定は、受信信号の信号対雑音電力比と密
接な関係がある。パルス信号の信号対雑音電力比を最適
化するためには、パルス幅と帯域制限用フィルタ処理回
路15の通過帯域幅との積を1.0〜1.3程度にとる必要が
ある。
【0004】そこで、到来信号に対して適応的に通過帯
域幅を制御し、信号対雑音電力比を最適な状態とするた
めに、図4に示す受信装置では、帯域制限用フィルタ処
理回路15に、予め互いに通過帯域幅の異なる複数個の
帯域制限用フィルタ1511〜151nを用意し、スイ
ッチ152,153でいずれかのフィルタ1511〜1
51nを選択的に接続可能となっている。このとき、フ
ィルタの選択制御は、手動か、または到来信号のパルス
幅を測定し、パルス幅の逆数と1.0〜1.3の積を算出し
て、適切なフィルタを自動的に選定するようにスイッチ
152,153を切替制御する方法をとっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、フィルタの
制御を手動で行う場合、常に受信信号の信号対雑音電力
比を最適とする通過帯域幅を決定することは難しいた
め、本来の受信装置の性能が十分に発揮されない。
【0006】また、実際の到来信号には、パルス内変調
処理が施されたパルス信号もみられる。この場合、信号
対雑音電力比が最適となるパルス幅と通過帯域幅の間に
上記の関係が成り立たない。またパルス内変調が施され
たパルス信号に対しては、受信後にパルス圧縮等の処理
が行われるために、信号対雑音電力比の最大化ではな
く、変調周波数成分を残すような通過帯域を設定する場
合が多い。
【0007】このような場合、パルス内変調処理が施さ
れたパルス信号に対してパルス幅の測定による自動制御
手法を適用することはできない。つまり、パルス内の変
調方式に応じた帯域制限フィルタの制御手法が必要とな
る。
【0008】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたもので、信号対雑音電力比を容易に最適化すること
ができ、さらにはパルス内変調方式に応じた所望の帯域
制限を行うことのできるパルス信号受信装置を提供する
ことを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明に係るパルス信号受信装置は、受信したパル
ス信号を2系統に分配する信号分配手段と、この手段で
分配された一方の受信信号を帯域制限し、その通過帯域
を任意に制御可能な可変帯域制限フィルタ手段と、前記
信号分配手段で分配された他方の受信信号を入力し、波
形別にスペクトラムに関係する諸元について信号特性と
して測定する信号特性測定手段と、この手段で測定され
た信号特性を基に前記可変帯域制限フィルタ手段の通過
帯域を制御するフィルタ制御手段とを具備して構成され
る。
【0010】具体的には、前記信号特性測定手段は、前
記受信信号について周波数スペクトラムを測定する周波
数特性測定回路であることを特徴とする。
【0011】前記フィルタ制御手段は、前記信号特性測
定手段の測定結果から信号対雑音電力比が最大となる制
御値に応じて所望の制御値を算出し、その制御値に基づ
いて前記可変帯域制限フィルタ手段の通過帯域を制御す
ることを特徴とする。
【0012】さらに、前記信号特性測定手段の測定結果
に基づいて前記受信信号中のパルス内変調の有無、その
書類を判定するパルス内変調方式判定手段を備え、この
場合は、前記フィルタ制御手段は、前記パルス内変調方
式判定手段の判定結果に応じて所望の制御値を算出し、
その制御値に基づいて前記可変帯域制限フィルタ手段の
通過帯域を制御することを特徴とする。
【0013】前記信号分配手段で分配された一方の受信
信号を前記可変帯域制限フィルタ手段の帯域制御に要す
る時間だけ遅延して前記可変帯域制限フィルタ手段に入
力する遅延手段を備えることを特徴とする。
【0014】すなわち、本発明は、中間周波数帯域フィ
ルタの通過帯域を求めるための情報として、受信信号の
周波数スペクトラムデータを利用し、パルス内変調にも
対応可能な適応化処理である。つまり、まず受信信号に
対して最適な周波数通過帯域幅を設定するために、受信
信号の周波数スペクトラムを測定する。そして測定した
周波数スペクトラムの最大値を基準とした特定の減衰量
未満となる帯域幅を求め、これを基に中間周波数帯域制
限フィルタの通過帯域幅を動的に変更する。ここで減衰
量、および減衰量未満の帯域幅から中間周波数帯域制限
フィルタの通過帯域幅への変換は、受信信号のパルス内
変調方式に応じて設定可能とする。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を実
施の形態を詳細に説明する。
【0016】図1は本発明に係るパルス信号受信装置の
構成を示すブロック図である。但し、図1において、図
4と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは重複
する説明を省略する。
【0017】図1に示すパルス信号受信装置では、中間
周波増幅回路14の出力は2系統に分配され、一方は遅
延回路17を介して帯域制限用フィルタ処理回路15に
供給され、他方は周波数特性測定回路18に供給され
る。
【0018】周波数特性測定回路18は、中間周波数信
号の周波数スペクトラム特性を測定するもので、その測
定結果はパルス内変調方式判定回路19に送られる。こ
のパルス内変調方式判定回路19は、周波数特性測定回
路18で得られた周波数スペクトラム特性を基にパルス
内変調の有無、変調方式の種類を判定するもので、その
判定結果は帯域制限用フィルタ制御回路20に送られ
る。この帯域制限用フィルタ制御回路20は、パルス内
変調方式判定回路19の判定結果を基に最適な周波数通
過帯域を求め、帯域制限用フィルタ処理回路15のフィ
ルタ特性を適応化するものである。
【0019】一方、遅延回路17は、上記周波数測定回
路18、パルス内変調方式判定回路19及び帯域制限用
フィルタ制御回路20の処理に要する時間だけ中間周波
数信号を遅延することで、帯域制限用フィルタ処理回路
15のフィルタ切替制御のタイミングを調整するための
ものである。帯域制限用フィルタ処理回路15は、図4
に示したような、互いに通過帯域幅の異なる複数の帯域
制限用フィルタを用いて切替制御可能とする構成でもよ
いが、通過帯域幅を制御信号に応じて可変する適応型フ
ィルタを用いてもよい。
【0020】上記構成において、以下、図2及び図3を
参照して、その処理動作を説明する。
【0021】まず、周波数測定回路18において、受信
された中間周波数信号の周波数スペクトラムを測定す
る。そして、パルス内変調方式判定回路19において、
受信信号のパルス内変調方式を判定する。
【0022】ここで、パルス内変調方式判定回路19
は、受信した信号の検波回路を備え、この検波回路によ
って、パルス内変調が施された信号を検波し、検波結果
から変調パラメータの算出を行う。そして、得られたパ
ラメータの値に基づき、変調方式の有無、その種類を判
定する。判定内容としては、コンスタント(パルス内変
調なし)、チャープ(直線状周波数変調、非直線状周波
数変調)、バーカー(位相変調)が想定される。
【0023】最後に、帯域制限用フィルタ制御回路20
において、パルス内変調方式に応じて、周波数スペクト
ラムの最大値を基準とした特定の減衰量未満の帯域幅
と、中心周波数を求める。ここで求めた帯域幅と中心周
波数を、帯域制限用フィルタ処理回路15の周波数通過
帯域幅と通過帯域の中心周波数に変換して、中間周波数
信号に対して帯域制限を行う。
【0024】図2と図3に、周波数スペクトラムと、そ
のスペクトラムから求めた減衰量6[dB]帯域幅を示
す。
【0025】図2はパルス信号のパワースペクトラム特
性例である。この例からわかるように、減衰量が6[d
B]となる帯域幅と、上記の信号対雑音電力比が最適と
なる帯域幅はほぼ等しい。このことから、パルス信号の
周波数スペクトラムをもとに帯域制限用フィルタの通過
帯域幅の設定が可能であることがわかる。
【0026】図3は、パルス内変調方式として、直線状
周波数変調が施された信号のパワースペクトラム特性例
である。直線状周波数変調された信号に対しては、一般
的に帯域制限用フィルタの通過帯域が周波数変調幅と等
しくなるように設計される。図4より、減衰量が6[d
B]未満となる帯域を求めることにより、帯域制限用フ
ィルタの一般的な通過帯域幅の算出が可能となることが
わかる。
【0027】したがって、上記構成によるパルス信号受
信装置では、受信信号の周波数スペクトラムの測定、お
よびパルス内変調方式の判定を行い、スペクトラム測定
結果、パルス内変調方式の判定結果をもとに、帯域制限
用フィルタの通過帯域を適応的に変化させるようにして
いるので、受信装置における信号対雑音電力比を最適
化、パルス内変調方式に応じた所望の帯域制限を行うこ
とができる。
【0028】なお、上記実施形態ではアナログ処理の場
合について説明したが、デジタル処理によっても実現可
能である。
【0029】また、上記実施形態では、パルス内変調判
定回路を備える構成としたが、予めパルス内変調の有
無、その種類が既知である場合は、必ずしも必要ではな
く、帯域制限用フィルタ制御回路にて既知の変調内容に
応じた設定を行うことで対応することができる。
【0030】また、上記実施形態では、周波数スペクト
ラムを測定するようにしたが、波形別にスペクトラムに
関連する諸元について信号特性として測定するようにし
てもよい。
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、到来信
号周波数スペクトラムデータをもとに、適応的に信号対
雑音電力比の最大化が可能となる周波数帯域制限を行
い、これによって最適な受信を行うことのできるパルス
信号受信装置を提供することができる。さらに、従来の
方法で対応できなかったパルス内変調処理された信号に
対する適応的な周波数通過帯域の制御が可能なパルス信
号受信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係るパルス信号受信装置
の構成を示すブロック図。
【図2】 パルス信号のパワースペクトラム特性例を示
す周波数特性図。
【図3】 パルス内変調(直線状周波数変調)された信
号のパワースペクトラム特性例を示す周波数特性図。
【図4】 従来のパルス信号受信装置の構成を示すブロ
ック図。
【符号の説明】
11…アンテナ 12…高周波増幅回路 13…チューナ 131…ミキサ 132…局部発振器 14…中間周波増幅回路 15…帯域制限用フィルタ処理回路 1511〜151n…帯域制限用フィルタ 152,153…スイッチ 16…復調処理回路 17…遅延回路 18…周波数特性測定回路 19…パルス内変調方式判定回路 20…帯域制限用フィルタ制御回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】受信したパルス信号を2系統に分配する信
    号分配手段と、 この手段で分配された一方の受信信号を帯域制限し、そ
    の通過帯域を任意に制御可能な可変帯域制限フィルタ手
    段と、 前記信号分配手段で分配された他方の受信信号を入力
    し、波形別にスペクトラムに関係する諸元について信号
    特性として測定する信号特性測定手段と、 この手段で測定された信号特性を基に前記可変帯域制限
    フィルタ手段の通過帯域を制御するフィルタ制御手段と
    を具備することを特徴とするパルス信号受信装置。
  2. 【請求項2】前記信号特性測定手段は、前記受信信号に
    ついて周波数スペクトラムを測定する周波数特性測定回
    路であることを特徴とする請求項1記載のパルス信号受
    信装置。
  3. 【請求項3】前記フィルタ制御手段は、前記信号特性測
    定手段の測定結果から信号対雑音電力比が最大となる制
    御値に応じて所望の制御値を算出し、その制御値に基づ
    いて前記可変帯域制限フィルタ手段の通過帯域を制御す
    ることを特徴とする請求項1記載のパルス信号受信装
    置。
  4. 【請求項4】さらに、前記信号特性測定手段の測定結果
    に基づいて前記受信信号中のパルス内変調の有無、その
    書類を判定するパルス内変調方式判定手段を備え、 前記フィルタ制御手段は、前記パルス内変調方式判定手
    段の判定結果に応じて所望の制御値を算出し、その制御
    値に基づいて前記可変帯域制限フィルタ手段の通過帯域
    を制御することを特徴とする請求項1記載のパルス信号
    受信装置。
  5. 【請求項5】前記信号分配手段で分配された一方の受信
    信号を前記可変帯域制限フィルタ手段の帯域制御に要す
    る時間だけ遅延して前記可変帯域制限フィルタ手段に入
    力する遅延手段を備えることを特徴とする請求項1記載
    のパルス信号受信装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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