JP2004040168A

JP2004040168A - Radio station direction estimating/radio wave emitting apparatus

Info

Publication number: JP2004040168A
Application number: JP2002190380A
Authority: JP
Inventors: Itsuhito Akazawa; 赤澤　逸人; Eiji Kobayashi; 小林　英治; Norikazu Takatori; 鷹取　範一; Kazutaka Iwase; 岩瀬　和尊
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2004-02-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio station direction estimating/radio wave emitting apparatus for searching the direction of arrival of an emission source of radio waves, and electronically forming transmission directivity for the direction of arrival of the emission source of radio wave, in order to emit radio waves. <P>SOLUTION: The apparatus is provided with a reception array antenna 1 for receiving a target radio wave, frequency-searching means 2 for searching the frequency of the target radio wave from an output of the antenna 1, radio wave arrival direction estimating means 3 for estimating the direction of arrival of the radio waves from an output of the means 2, beam forming 4 for electronically forming the directivity on the direction of the emission source of the radio waves from an output of the means 3, transmission radio wave emitting means 5, and transmission array antenna 6 for transmitting prescribed radio waves to the target emission source of radio waves. In this way, for example, illegal radio waves can be captured and a warning radio wave can be emitted to the emission source of the unauthorized radio waves. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所望局の電波に対してアレーアンテナ技術を用いて受信した所望の電波の到来方向を推定し、該推定方向に向かって所望の電波を放射している電波源（局）に対して、所定の信号を送るために、所定の電波に指向性を持たせるために送信ビームフォーミングを行なうことによって、所望
（目的）の電波源に送信する電波の指向性を電子的に制御することができる無線局方向推定・電波発射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電波の利用状況は著しく増加し、平成１４年２月末現在において国内の無線局数は７千７百万以上が運用されている。特に、携帯電話等に見られる移動体通信事業者の無線局はそのうち７千３百万以上存在している。携帯電話の大多数は８００ＭＨｚ帯に存在し、一部周波数における利用状況が非常に混雑したものとなっている。この周波数帯にパーソナル無線機を改造した不法無線局が出現し、合法無線局の運用を妨げている。このような不法無線局に対して、電波の到来方向を検出する方向探知装置の基本的なものとして、八木アンテナのような指向性空中線を用いて電波の到来方向を探知するものがある。また、特許第２６１９１４４号公報に開示された方向探知装置のように無指向性空中線及び指向性空中線を利用して方向探知を行なうものもある。このような従来の方位探知装置は、空中線の指向性を用いて方位角を推定する方式である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方位探知装置は、以上のように構成されているので、その探知精度は、指向性空中線の半値角（ビーム幅）により最大受信電力の方位精度が±１０〜２０°に制限され、低減ができない。そのため、高い精度の探知ができなかった。さらに、八木アンテナのような指向性空中線では物理的に指向性空中線を回転させる必要があり、装置も複雑なものになった。
【０００４】
一方、たとえ上述の技術で不法無線局を発見することができたとしても、不法無線局を直接排除することはできない。したがって、込み入った周波数帯で合法局の運用を妨げることなく不法無線局を排除する必要がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、不法無線局等の発見したい希望局の（所望の）電波に対してアレーアンテナ技術を用いて受信した所望の電波の到来方向を推定し、推定方向に対して送信ビームフォーミングを行なうことによって、希望局の電波源に対し送信電波の指向性を電子的に制御し、相手に信号を送ることのできる無線局方向推定・電波発射装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、不法無線局だけでなく、ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｏｌｌ　Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）システムに見られるような近接距離での合法無線局の運用に対して、合法局同士の干渉、混信等の影響を抑えるための無線局推定・電波発射装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所望の電波を受信する受信アレーアンテナと、受信アレーアンテナの出力から前記所望の電波の周波数を探知する周波数探知手段と、周波数探知手段の出力結果から電波到来方向を推定する電波到来方向推定手段と、電波到来方向推定手段の出力結果から所望の電波発射の方向に指向性を電子的に形成するビームフォーミングと、送信電波発射手段と、所望の電波に対して所定の電波を発射する送信アレーアンテナとを備えた無線局方向推定・電波発射装置である。
【０００８】
これにより、利用状況が非常に混雑した周波数帯の中で高精度の電波方向の探知が可能となり、アレーアンテナで検出された電波到来方向の推定情報から電波発射源の到来方向を推定し、その推定方向に対して効率よく電波を発射することができる。
【０００９】
また、本発明は、所望の電波に含まれる電波源を特定するための識別信号を解析する無線識別信号解析手段と、送信する電波に前記無線識別信号を重畳するため、前記無線識別信号を生成するための無線識別信号生成手段を備えている無線局方向推定・電波発射装置である。
【００１０】
これにより、無線識別信号からの不法無線局及び合法無線局の特定、及びその不法無線局及び合法無線局に対して、識別信号の通知をすることができる。
【００１１】
また、本発明は、受信アレーアンテナと、周波数探知手段と、電波到来方向推定手段と、無線識別信号解析手段とを有する受信回路、および送信ビームフォーミングと、無線識別信号生成手段と、送信電波発射手段と、送信アレーアンテナとを有する送信回路の間に、受信回路の出力結果を伝送する回線の制御を行なう第１の回線制御手段と、第１の回線制御手段の出力である回線制御情報を遠隔場所において管理・制御する遠隔制御手段と、遠隔制御手段の出力結果を伝送する回線の制御を行なう第２の回線制御手段とを備えていることを特徴とする無線局方向推定・電波発射装置である。
【００１２】
これにより、受信回路と送信回路を同一場所または別々の場所に設置し、遠隔制御を行なうことができる。
【００１３】
さらに、本発明は、複数の前記受信回路と、複数の前記送信回路を備えことを特徴とする無線局方向推定・電波発射装置である。
【００１４】
これにより、複数の受信回路と複数の送信回路を同一場所または別々の場所に設置し、単一または同時に遠隔制御を行ない、複数ある送信回路の一つもしくは複数から送信することによって、所望の電波発見後の処理を迅速に行なうことうことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の無線局方向推定・電波発射装置について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置のブロック図である。
【００１７】
この無線局方向推定・電波発射装置は、受信アレーアンテナ１と、周波数探知手段２と、電波到来方向推定手段３と、送信ビームフォーミング手段４と、送信電波発射手段５と、送信アレーアンテナ６とを備えている。
【００１８】
受信アレーアンテナ１、周波数探知手段２及び電波到来方向推定手段３からなる受信回路の動作を図２を用いて説明する。受信アレーアンテナ１は、複数の無指向性アンテナ素子から構成されており、各々のアンテナ素子は同一の利得、指向性を有している。所望の電波（不法無線局等の発見したい電波源（局）や、合法局の中の当面の目標となっている電波源等の電波）を受信アレーアンテナ１で受信すると、各アンテナ素子ごとに受信電力が誘起されるが、その際、電波発射源から各アンテナ素子までの行路差が異なることからそれぞれのアンテナ素子に振幅、位相、遅延時間が異なって受信される。周波数探知手段２は、この受信アレーアンテナ１で受信した電波の周波数を掃引して所望の電波を発見する。
【００１９】
次いで、周波数探知手段２の出力を電波到来方向推定手段３に入力して、到来電波の方向を推定する。電波到来方向推定手段３は、処理の流れとして、Ａ／Ｄコンバータでディジタル信号として取出すＡ／Ｄ取り込み３１を行ない、振幅、位相、遅延時間３２を求め、素子間の相関計算３３、固有値分解３４、Ｓ／Ｎ分離３５、スペクトル計算３６を行ない、その後ピーク検出３７をした後、到来方向推定演算３８を行なって、電波の到来方向の推定をする。
【００２０】
電波到来方向推定の演算方法として有名なものにＭＵＳＩＣ法やＣａｐｏｎ法を挙げることができる。受信アレーアンテナ１及び電波到来方向推定手段３を用いることで電波の到来方向の推定が可能になるが、上記ＭＵＳＩＣ方を用いた電波到来方向の推定は、例えば９００ＭＨｚ帯において６〜８素子数のアレーアンテナで推定精度１〜２度を得ることができる。
【００２１】
また、受信アレーアンテナ１は、各アンテナ素子を一列に並べる直線アレー方式と、各アンテナ素子を円周上に等間隔に並べる円形アレー方式がある。直線アレー方式では、各アンテナ素子の素子間結合は隣接しているアンテナだけを考えればよく、素子間の相関は円形アレー方式より解析精度があり良好である。直線アレー方式では、素子を並べた面がアンテナ開口となるので、アンテナ開口面に対して９０°の角度方向（アンテナ開口面に対して垂直方向）から電波が到来するとき、推定精度は向上する。しかし、この開口面に対して９０°より小さい（または大きい）角度方向から電波が到来すると、角度が小さい（大きい）ほど開口面が狭くなるので（電波が受信しにくくなるので）、電波到来方向の推定精度が劣化する。そのため、直線アレー方式はその開口面が電波の到来方向に向くように設置するのが良い。
【００２２】
一方、円形アレー方式は、各アンテナ素子の素子間結合が直線アレー方式に比べて強くなり、各アンテナ素子間の相関はアンテナ相互の距離が近くなるので直線アレー方式に比べて劣る。しかし、アンテナ開口面が３６０°の全方向に向いているので、円形アレー方式はビル等の高層建築物の屋上に設置して平面上の全方向における電波到来の推定を行なうのに適している。
【００２３】
本発明は、受信アレーアンテナ１、周波数探知手段２及び電波到来方向推定手段３で構成された受信回路から得られた電波到来方向推定結果をもとに、送信ビームのフォーミングを行なう送信ビームフォーミング４で送信すべき電波の指向性を求め、その指向性を有する電波を送信アレーアンテナ６で発射する。この動作は、図２で示した電波到来方向推定手段３の演算処理と同様に、位相、振幅、遅延時間等の異なる信号を各アンテナ素子に与え、その合成された電波の指向性が送信すべき電波の指向性となるようにする。この結果、八木アンテナのような指向性空中線を用いなくても指向性の制御を行なうことが可能となる。送信ビームフォーミング４で電子的に形成された電波の指向性を送信アレーアンテナ６から発射するように、送信信号発生手段５から、周波数探知手段２によって得られた周波数の送信信号を送り所望の目的方向に発射する。
【００２４】
以上の説明は、受信アレーアンテナ１及び送信アレーアンテナ６を別箇に構成した無線局方向推定・電波発射装置について説明したが、受信アレーアンテナ１と送信アレーアンテナ６を共用して、１つの送受信アレーアンテナで受信及び送信を行なっても良い。この場合、送受信アレーアンテナで受けた受信信号が受信回路に送られ、また送信回路からの送信信号が送受信アレーアンテナから発射できるるように信号を効率よく分離する手段を設ける必要がある。
【００２５】
また、無線信号は通常対向局との通信であり、同時に２局以上の周波数の異なる電波が発射されることがある。アレーアンテナ技術では、受信アレーアンテナ１の素子数から１を引いた値まで同時に受信した無線局の電波到来方向を推定することが可能である。例えば、８素子の受信アレーアンテナの場合、８から１を引いた値の７つの電波まで同時に到来方向の推定を行なうことが可能である。複数波の受信結果をもとにして、複数波の送信ビームフォーミングを行なって送信することも可能である。
【００２６】
以上のように、利用状況が非常に混雑した周波数帯の中で高精度の電波方向の探知が可能となり、アレーアンテナで検出された電波到来方向の推定情報から電波発射源の方向を推定し、その推定した方向に対して効率よく電波を発射することができる。
【００２７】
図６は、本発明の第１の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置による自動車等に搭載された不法無線局を発見するための一つの実施例である。図６（ａ）は道路および無線設備積載車両を上から見下した図であり、図６（ｂ）は道路および無線設備積載車両を側面から見た図である。対象となる道路に対して所望の電波を受信する受信アレーアンテナ１を設置する。この受信アレーアンテナ１を道路に設置する場合、車両は道路に沿って一次元方向に進むことから直線アレーアンテナを道路進行方向に平行に設置するのが望ましい。いま、不法無線局（例えば、不法パーソナル無線運用車両）から不法電波が発射されているものとする。受信アレーアンテナ１が受信した電波の出力から周波数探知手段２及び電波到来方向推定手段３を用いて、不法無線局から発射された電波の周波数および到来方向の推定を行なう。その不法無線局に対して、当該通信を止めるように警告電波（規正電波）を出す際に、上記の推定を行なった結果を用いて、受信回路とは異なる場所において、受信した周波数と同一の周波数を用いて、送信ビームフォーミング４で不法無線局へ指向性を向けるように、電波到来方向推定手段３において、位相、振幅、遅延時間を演算し、送信電波発射手段５および送信アレーアンテナ６とによって規正電波を発射する。
【００２８】
図６に示した実施例では、受信回路と送信回路は別箇の場所に設置した例を示しているが、受信回路と送信回路を同一場所に設置しても良いことは勿論である。特に、従来から知られた送受信共用手段を用いて、受信アレーアンテナ１及び送信アレーアンテナ６を共用することも可能である。
【００２９】
また、図７は、本発明の第１の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置による自動車等に搭載された不法無線局を発見するための他の実施例である。図７は、本発明の無線局方向推定・電波発射装置が高速道路などの料金所に設置された場合を示す。高速道路でのＥＴＣシステムや鉄道会社の無線を用いた自動改札システムでは、近接した距離での無線通信が行なわれる。しかし、近接距離での電波の分離は単純な無指向性空中線で行なうのが困難である。指向性空中線を用いた場合は、空中線自体の物理的な大きさが大きいため現場の設置は難しい。特に、車線や改札ごとに設置した無線機同士の干渉を防がなければならない。
【００３０】
このため、本発明の受信アレーアンテナ１および送信アレーアンテナを料金所の屋上に設置する。受信アレーアンテナ１で受信した電波は、到来方向推定手段３によって到来方向の推定が可能になる。この推定結果から、不法パーソナル無線運用車両の進行方向の車線の特定が可能となり、送信ビームフォーミング４で指向性が電子的に定められて、送信アレーアンテナより特定した車線に送信電波を発射することが可能となる。
【００３１】
これにより、接近した距離での無線通信が可能になり、さらに、車線ごとに料金収受用の無線機を設置することが不要になり、車線ごとに設置した無線機同士の干渉が軽減され、ＥＴＣシステムの導入費用が低減できる。
【００３２】
次に、図３は、本発明の第２の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置のブロック図である。
【００３３】
本発明の第２の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置は、図１に示す本発明の第１の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置において、周波数探知手段２と送信電波発射手段５との間にあって、周波数探知手段２に接続され、所望の電波信号に含まれている識別信号を解析するための無線識別信号解析手段７と、この無線識別信号解析手段７に接続され、その出力が送信電波発射手段５に接続される、送信する電波に重畳するための無線識別信号生成手段８を備えた無線局方向推定・電波発射装置である。
【００３４】
無線通信のアナログ通信およびディジタル通信においては、送信電波に何らかの形で自局の識別信号を重畳している。アナログの場合、音声情報自体に自局の識別信号（コールサイン）等を呼称する方法がある。また、通信開始及び通信終了もしくは通信中に、主となる伝送情報のほかに別途識別信号を重畳することがある。識別信号としては、通信中、音声帯域以下に低周波の正弦波を重畳させて、その正弦波の存在を用いて識別を行なうＣＴＣＳＳ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｔｏｎｅ　Ｃｏｄｅ　Ｓｑｕｅｌｃｈ　Ｓｙｓｔｅｍ）、上記低周波正弦波をディジタル変調して識別信号を送出するＤＣＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃｏｄｅ　Ｓｑｕｅｌｃｈ　ｓｙｓｔｅｍ）、通信開始時に音声帯域に二種類の正弦波の組合せで識別を行なうＤＴＭＦ（Ｄｕａｌ　Ｔｏｎｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、通信開始および通信中に無線局の免許情報や周波数情報を統合した情報を無線機から自動的に送出するＡＴＩＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）等がある。
【００３５】
また、ディジタル通信においては、データフレームのフレーム先頭や論理チャネルの伝送情報に識別信号を載せて送信を行なっている。
【００３６】
また、識別信号は、自局の識別のための情報の送出のほかに識別信号を用いて特定（グループ）の局間との通信を行なう（グルーピング）ことにも利用される。利用状況が混雑した周波数帯では、受信時に複数の局を受信することがある。その際に、特定の局のみを聞き出したいときには、前述のＣＴＣＳＳやＤＣＳ等の識別信号を用いて、お互いに合致した識別信号の時のみ受信可能とする機能（スケルチ機能）を有する。
【００３７】
本発明の第２の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置では、無線識別信号解析手段７を用いて、これらの所望の電波信号に含まれている識別信号の特定を行なう。一方、所望の電波を発射している局に対して、無線識別信号生成手段８により無線識別信号を生成して、送信電波発射手段５において送信する電波に重畳して、送信アレーアンテナ６から電波を発射する。
【００３８】
その結果、識別信号からの不法無線局及び合法無線局の特定、及びその不法無線局及び合法無線局に対して、識別信号の通知をすることができる（例えば、グループへの割り込みができる）。さらに、所望の無線局が他の無線局とスケルチ機能を用いて通信を行なっている場合、識別信号を生成して、送信する電波に重畳することによって、所望の無線局に送信アレーアンテナ６から送信した電波を（グループの電波に割り込んで）受信させることが可能となる。
【００３９】
次に、図８は、本発明の第２の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置による自動車等に搭載された不法無線局を発見するための実施例である。
【００４０】
この実施例は、周波数探知手段２と送信電波発射手段５との間に、所望の電波信号に含まれている無線識別信号を解析するための無線識別信号解析手段７と、この無線識別信号解析手段７に接続され、送信する電波に重畳するための無線識別信号生成手段８を備えた無線局方向推定・電波発射装置である。この実施例の無線局方向推定・電波発射装置は、無線識別信号解析手段７を用いて不法無線局の識別信号の特定を行なう。そして、不法電波を発射している不法無線局（例えば、不法パーソナル無線運用車両）に対して、無線識別信号生成手段により無線識別信号を生成し、この生成した識別信号を送信する電波に重畳して、無線識別信号を送出する。
【００４１】
これにより、不法無線局が他の無線局との交信に無線識別信号を用いている場合、更には、スケルチ機能を用いて通信を行なっている場合、その無線識別信号を解析して、無線識別信号を生成し、この無線識別信号を送信する電波に重畳して不法無線局に送信することにより、送信アレーアンテナ６から送信された電波を不法無線局に受信させることができるので、不法電波の発射を停止させることができる。
【００４２】
次に、図４は、本発明の第３の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置のブロック図である。
【００４３】
本発明の第３の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置は、第２の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置において、受信回路と送信回路を分離して設置することができるように、受信回路の電波到来方向推定手段３と無線識別信号解析手段７、および送信回路の送信ビームフォーミング４と無線識別信号生成手段８の間に、上記受信回路の出力結果を伝送する電話等の回線制御を行なう第１の回線制御手段９と、この回線制御情報を遠隔場所にて管理、制御する遠隔制御手段１０と、その出力結果を伝送する電話等の回線制御を行なう第２の回線制御手段１１を備えていることを特徴としている。
【００４４】
このように、本発明の第３の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置は、遠隔制御機能を有することによって、受信回路と送信回路を必ずしも同一場所に設置する必要はなく、別々の場所に設置して遠隔制御することができるものである。
【００４５】
図９は、本発明の第３の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置による自動車等に搭載された不法無線局を発見し、警告電波を発射するための実施例である。
【００４６】
本発明の第３の実施例の無線局方向推定・電波発射装置は、受信アレーアンテナ１と、周波数探知手段２と、電波到来方向推定手段３と、無線識別信号解析手段７から構成される受信回路と、送信ビームフォーミング４と、無線識別信号生成手段８と、送信電波発射手段５と、送信アレーアンテナ６から構成される送信回路を分離して設置することが可能なように、この受信回路の出力結果を伝送する電話等の回線制御を行なう第１の回線制御手段９と、回線制御情報を遠隔場所において管理、制御する遠隔制御手段１０と、その出力結果を伝送する電話等の回線制御を行なう第２の回線制御手段１１を備えている。
【００４７】
いま、不法無線局（例えば、不法パーソナル無線運用車両）から不法電波が発射されているものとする。この不法電波を受信アレーアンテナ１が受信し、その出力から周波数探知手段２及び電波到来方向推定手段３を用いて、不法無線局から発射された電波の周波数と到来方向の推定を行なう。その不法無線局に対して、当該通信を止めるように警告電波（規正電波）を出す際に、受信回路の電波到来方向の推定結果を、受信回路とは異なる場所にある送信回路へ、第１の回線制御手段９と、遠隔制御手段１０と、第２の回線制御手段１１を介して送り、送信回路における送信ビームフォーミング４で不法無線局へ指向性を向けるようし、送信電波発射手段５および送信アレーアンテナ６とによって規正電波を発射することができる。
【００４８】
このように、第１の回線制御手段９と、遠隔制御手段１０と、第２の回線制御手段１１とを備えることにより、受信回路と送信回路を別々の場所に設置することが可能になる。また、電波を監視する際に、遠隔制御手段１０を用いて、受信回路と送信回路を山頂やビルの屋上等に設置して、事務所等の遠隔地から電波の情報や収集や規正電波を発射することができる。さらに、不法無線局は、出現場所及び出現時間が乱数的（不規則、不定期）であるので、本発明の遠隔制御できるシステムは不確定な不法無線局発見のための電波監視人員を削減できる利点がある。
【００４９】
次に、図５は、本発明の第４の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置のブロック図である。
【００５０】
本発明の第４の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置は、受信アレーアンテナ１と、周波数探知手段２と、電波到来方向推定手段３と、無線識別信号解析手段７とで構成される第１の受信回路と、受信アレーアンテナ１２と、周波数探知手段１３と、電波到来方向推定手段１４と、無線識別信号解析手段１８とで構成される第２の受信回路と、以下、同様の構成を有する複数の受信回路と、送信ビームフォーミング４と、無線識別信号生成手段８と、送信電波発射手段５と、送信アレーアンテナ６とで構成される第１の送信回路と、送信ビームフォーミング１５と、無線識別信号生成手段１９と、送信電波発射手段１６と、送信アレーアンテナ１７とで構成される第２の送信回路と、以下、同様の構成を有する複数の送信回路を有することを特徴とする。そして、受信回路と送信回路を分離して設置することを可能にするため、上記複数の受信回路と上記複数の送信回路の間に、上記受信回路の出力結果を伝送する電話等の回線制御を行なう第１の回線制御手段９と、この回線制御情報を遠隔場所にて管理、制御する遠隔制御手段１０と、その出力結果を伝送する電話等の回線制御を行なう第２の回線制御手段１１を備えていることは、第３の実施の形態と同様である。なお、第１の回線制御手段９と第２の回線制御手段１１とは複数の受信回路、送信回路それぞれに設置してもよい。
【００５１】
このように、本発明の第４の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置は、複数箇所に設置した電波到来方向の推定を行なう受信回路において、所望の電波を発見した場合、発見した電波方向推定情報を関係者（装置の管理者など）や遠隔地等に自動連絡し、さらに、複数ある送信回路の１つもしくは複数箇所から送信を行なうことによって、所望の電波発見後の処理（局を特定し、警告や民事的、刑事的制裁のための処理など）を迅速に行うことが可能である。
【００５２】
図１０は、本発明の第４の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置による自動車等に搭載された不法無線局を発見し、警告電波を発射するための実施例である。
【００５３】
図１０に示すように、本発明の第４の実施例の無線局方向推定・電波発射装置は、受信アレーアンテナ１と、周波数探知手段２と、電波到来方向推定手段３と、無線識別信号解析手段７とで構成される第１の受信回路と、受信アレーアンテナ１２と、周波数探知手段１３と、電波到来方向推定手段１４と、無線識別信号解析手段１８とで構成される第２の受信回路と、送信ビームフォーミング４と、無線識別信号生成手段８と、送信電波発射手段５と、送信アレーアンテナ６とで構成される第１の送信回路と、送信ビームフォーミング１５と、無線識別信号生成手段１９と、送信電波発射手段１６と、送信アレーアンテナ１７とで構成される第２の送信回路を、それぞれ分離して設置することを可能にするため、上記複数の受信回路と上記複数の送信回路の間に、上記受信回路の出力結果を伝送する電話等の回線制御を行なう第１の回線制御手段９と、回線制御情報を遠隔場所にて管理、制御する遠隔制御手段１０と、その出力結果を伝送する電話等の回線制御を行なう第２の回線制御手段１１を備えている。なお、第１の回線制御手段９と第２の回線制御手段１１とは複数の受信回路、送信回路それぞれに設置してもよい。
【００５４】
いま、不法無線局（例えば、不法パーソナル無線運用車両）から不法電波が発射されているものとする。この不法電波を複数の受信アレーアンテナ１と１２が受信し、それぞれの出力から周波数探知手段２と１３及び電波到来方向推定手段３と１４を用いて、不法無線局から発射された電波到来方向の推定を行なう。その不法無線局に対して、当該通信を止めるように警告電波（規正電波）を出す際に、受信回路の電波到来方向推定結果を、受信回路とは異なる場所にある送信回路へ、第１の回線制御手段９と、遠隔制御手段１０と、第２の回線制御手段１１を介して送り、複数の送信回路における送信ビームフォーミング４と１５で不法無線局へ送信電波の指向性を向けるようし、送信電波発射手段５と１６および送信アレーアンテナ６と１７とによって規正電波を発射することができる。この場合、必ずしも複数の受信回路で処理し、送信回路から不法無線局へ電波を発射する必要はなく、１つの受信回路で電波を受け、１つの送信回路から電波を発射しても良い。
【００５５】
このように、複数の受信回路及び複数の送信回路を設けることにより、所望の無線局の発見、およびその後の処理が迅速に行なえる。また、この実施例の場合も、前述のように、不法無線局は、出現場所及び出現時間が乱数的であるので、遠隔制御できるシステムは不確定な不法無線局発見のための電波監視人員を削減できる利点がある。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、所望の電波を受信する受信アレーアンテナと、受信アレーアンテナの出力から所望の電波の周波数を探知する周波数探知手段と、周波数探知手段の出力結果から電波到来方向を推定する電波到来方向推定手段と、電波到来方向推定手段の出力結果から所望の電波発射の方向に指向性を電子的に形成するビームフォーミングと、送信電波発射手段と、所望の電波に対して所定の電波を発射する送信アレーアンテナとを備えたことにより、利用状況が非常に混雑した周波数帯の中で高精度の電波方向の探知が可能となり、アレーアンテナで検出された電波到来方向の推定情報から電波発射源の到来方向を推定し、その推定方向に対して効率よく電波を発射することができる無線局方向推定・電波発射装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置のブロック図
【図２】本発明のアンテナ、周波数探知手段及び電波到来方向推定手段の動作説明図
【図３】本発明の第２の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置のブロック図
【図４】本発明の第３の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置のブロック図
【図５】本発明の第４の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置のブロック図
【図６】本発明の第１の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置の実施例の説明図で、図６（ａ）は道路および無線設備積載車両を上から見下した図、図６（ｂ）は道路および無線設備積載車両を側面から見た図
【図７】本発明の第１の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置の他の実施例の説明図
【図８】本発明の第２の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置の実施例の説明図
【図９】本発明の第３の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置の実施例の説明図
【図１０】本発明の第４の実施の形態の無線局方向推定・電波発射装置の実施例の説明図
【符号の説明】
１、１２　受信アレーアンテナ
２、１３　周波数探知手段
３、１４　電波到来方向推定手段
４、１５　送信ビームフォーミング
５、１６　送信電波発射手段
６、１７　送信アレーアンテナ
７、１８　無線識別信号解析手段
８、１９　無線識別信号生成手段
９　第１の回線制御手段
１０　遠隔制御手段
１１　第２の回線制御手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention estimates an arrival direction of a desired radio wave received by using an array antenna technology with respect to a radio wave of a desired station, and sends a signal to a radio source (station) emitting the desired radio wave in the estimated direction. In order to transmit a predetermined signal, transmission beam forming is performed to give a predetermined radio wave directivity,
(Purpose) The present invention relates to a radio station direction estimating / radiating device capable of electronically controlling the directivity of a radio wave transmitted to a radio wave source.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the use of radio waves has increased remarkably, and as of the end of February 2002, more than 77 million wireless stations in Japan are in operation. In particular, there are more than 73 million wireless stations of mobile communication carriers found in mobile phones and the like. The majority of mobile phones exist in the 800 MHz band, and the usage status at some frequencies is very congested. In this frequency band, illegal radio stations with modified personal radios have appeared, hindering the operation of legal radio stations. As a basic direction detecting device for detecting the direction of arrival of radio waves for such an illegal radio station, there is a device for detecting the direction of arrival of radio waves using a directional antenna such as a Yagi antenna. Also, there is a direction detection device using a non-directional antenna and a directional antenna, such as a direction detection device disclosed in Japanese Patent No. 2619144. Such a conventional azimuth detecting device is a method of estimating an azimuth angle using the directivity of an antenna.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional azimuth detecting device is configured as described above, the directional accuracy of the maximum received power is limited to ± 10 to 20 ° due to the half value angle (beam width) of the directional antenna, and the detection accuracy is reduced. Can not. Therefore, high-precision detection was not possible. Further, in a directional antenna such as a Yagi antenna, it is necessary to physically rotate the directional antenna, and the device becomes complicated.
[0004]
On the other hand, even if an illegal radio station can be found by the above-described technique, the illegal radio station cannot be directly excluded. Therefore, it is necessary to eliminate illegal radio stations without hindering the operation of legal stations in complicated frequency bands.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and it is an object of the present invention to arrive at a desired radio wave received by using an array antenna technique with respect to a (desired) radio wave of a desired station such as an illegal radio station. By estimating the direction and performing transmit beamforming on the estimated direction, the directivity of the transmitted radio wave to the radio source of the desired station is electronically controlled, and the direction of the radio station can be estimated and transmitted to the other party. An object is to provide a radio wave emitting device.
[0006]
Further, the present invention suppresses the influence of interference between the legal stations, interference, and the like on the operation of the legal radio stations not only in the illegal radio station but also in a close distance as seen in an ETC (Electronic Toll Collection) system. It is an object of the present invention to provide a radio station estimation and radio wave emission device for the purpose.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a receiving array antenna for receiving a desired radio wave, frequency detecting means for detecting a frequency of the desired radio wave from an output of the receiving array antenna, and a radio wave arriving for estimating a radio wave arrival direction from an output result of the frequency detecting means. Direction estimating means, beam forming for electronically forming directivity in the direction of desired radio wave emission from the output result of the radio wave arrival direction estimating means, transmitting radio wave emitting means, and emitting predetermined radio waves for desired radio waves And a radio station direction estimating / radiating device having a transmitting array antenna.
[0008]
This makes it possible to detect the direction of the radio wave with high accuracy in a frequency band where the usage situation is extremely congested, and estimates the arrival direction of the radio wave emission source from the estimation information of the radio wave arrival direction detected by the array antenna. Radio waves can be emitted efficiently in the estimation direction.
[0009]
Also, the present invention provides a radio identification signal analyzing means for analyzing an identification signal for specifying a radio wave source included in a desired radio wave, and generating the radio identification signal for superimposing the radio identification signal on a radio wave to be transmitted. This is a radio station direction estimating / radio wave emitting device provided with a radio identification signal generating means for performing the operation.
[0010]
Thereby, the illegal radio station and the legal radio station can be specified from the radio identification signal, and the illegal radio station and the legal radio station can be notified of the identification signal.
[0011]
Also, the present invention provides a receiving circuit having a receiving array antenna, a frequency detecting means, a radio wave arrival direction estimating means, and a radio identification signal analyzing means, a transmission beam forming, a radio identification signal generating means, a transmission radio emission Means and a transmission circuit having a transmission array antenna, a first line control means for controlling a line for transmitting an output result of the reception circuit, and line control information which is an output of the first line control means. A radio station direction estimating / radiating device comprising: a remote control means for managing and controlling at a remote place; and a second line control means for controlling a line for transmitting an output result of the remote control means. It is.
[0012]
Thereby, the receiving circuit and the transmitting circuit can be installed in the same place or different places, and remote control can be performed.
[0013]
Further, the present invention is a radio station direction estimating / radiating device comprising a plurality of the receiving circuits and a plurality of the transmitting circuits.
[0014]
Thus, by installing a plurality of receiving circuits and a plurality of transmitting circuits in the same place or separate places, performing remote control singly or simultaneously, and transmitting from one or more of the plurality of transmitting circuits, a desired radio wave can be obtained. Processing after discovery can be performed quickly.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A radio station direction estimating and radio wave emitting device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a block diagram of a radio station direction estimating / radiating device according to a first embodiment of the present invention.
[0017]
The radio station direction estimating / radiating device includes a receiving array antenna 1, a frequency detecting unit 2, a radio wave arrival direction estimating unit 3, a transmitting beam forming unit 4, a transmitting radio wave emitting unit 5, a transmitting array antenna 6, It has.
[0018]
The operation of the receiving circuit including the receiving array antenna 1, the frequency detecting means 2, and the radio wave arrival direction estimating means 3 will be described with reference to FIG. The receiving array antenna 1 is composed of a plurality of omnidirectional antenna elements, and each antenna element has the same gain and directivity. When a desired radio wave (a radio source (station) to be discovered by an illegal radio station or the like, or a radio wave source that is the current target in a legal station) is received by the receiving array antenna 1, each antenna element receives The received power is induced. At this time, since the path difference from the radio wave emission source to each antenna element is different, the amplitude, phase and delay time are received by each antenna element differently. The frequency detecting means 2 sweeps the frequency of the radio wave received by the receiving array antenna 1 to find a desired radio wave.
[0019]
Next, the output of the frequency detecting means 2 is input to the radio wave arrival direction estimating means 3 to estimate the direction of the incoming radio wave. The radio wave arrival direction estimating means 3 performs an A / D capture 31 for extracting a digital signal by an A / D converter as a processing flow, obtains an amplitude, a phase, and a delay time 32, calculates a correlation 33 between elements, eigenvalue decomposition 34. , S / N separation 35, and spectrum calculation 36, and thereafter, after peak detection 37, an arrival direction estimation calculation 38 is performed to estimate the arrival direction of the radio wave.
[0020]
The MUSIC method and the Capon method can be cited as well-known methods for calculating the radio wave arrival direction. The use of the receiving array antenna 1 and the radio wave arrival direction estimating means 3 makes it possible to estimate the radio wave arrival direction. However, the above-mentioned estimation of the radio wave arrival direction using the MUSIC method is performed, for example, in a 900 MHz band with 6 to 8 elements. An estimation accuracy of 1 to 2 degrees can be obtained with an array antenna.
[0021]
The receiving array antenna 1 includes a linear array system in which the antenna elements are arranged in a line and a circular array system in which the antenna elements are arranged at equal intervals on the circumference. In the linear array system, only the adjacent antennas need to be considered for the coupling between the antenna elements, and the correlation between the elements has better analysis accuracy than the circular array system. In the linear array system, since the surface on which the elements are arranged becomes the antenna aperture, when radio waves arrive from an angle direction of 90 ° with respect to the antenna aperture (perpendicular to the antenna aperture), the estimation accuracy is improved. . However, when a radio wave arrives at an angle smaller than (or larger than) 90 ° with respect to the aperture surface, the smaller the angle (larger), the narrower the aperture surface (because it becomes difficult to receive the radio wave). The estimation accuracy of is degraded. For this reason, it is preferable that the linear array system be installed so that its aperture face faces the direction in which radio waves arrive.
[0022]
On the other hand, in the circular array system, the coupling between the antenna elements is stronger than in the linear array system, and the correlation between the antenna elements is inferior to that in the linear array system because the distance between the antennas is short. However, since the antenna aperture faces in all directions of 360 °, the circular array method is suitable for installing on the roof of a high-rise building such as a building and estimating the arrival of radio waves in all directions on a plane. .
[0023]
The present invention relates to a transmission beamforming unit 4 for forming a transmission beam based on a radio wave arrival direction estimation result obtained from a reception circuit constituted by a reception array antenna 1, a frequency detection unit 2, and a radio wave arrival direction estimation unit 3. , The directivity of the radio wave to be transmitted is obtained, and the radio wave having the directivity is emitted by the transmission array antenna 6. In this operation, signals having different phases, amplitudes, delay times, and the like are given to the respective antenna elements, and the directivity of the synthesized radio wave is transmitted, similarly to the arithmetic processing of the radio wave arrival direction estimating means 3 shown in FIG. It should be the directivity of the radio wave that should be. As a result, directivity can be controlled without using a directional antenna such as a Yagi antenna. A transmission signal of the frequency obtained by the frequency detection means 2 is transmitted from the transmission signal generation means 5 so that the directivity of the radio wave formed electronically by the transmission beam forming 4 is emitted from the transmission array antenna 6 for a desired purpose. Fire in direction.
[0024]
In the above description, the radio station direction estimating / radiating device in which the receiving array antenna 1 and the transmitting array antenna 6 are separately configured has been described. Reception and transmission may be performed by an array antenna. In this case, it is necessary to provide a means for efficiently separating the signals so that the reception signal received by the transmission / reception array antenna is transmitted to the reception circuit and the transmission signal from the transmission circuit can be emitted from the transmission / reception array antenna.
[0025]
A radio signal is usually a communication with an opposite station, and radio waves having different frequencies may be emitted from two or more stations at the same time. In the array antenna technology, it is possible to estimate the direction of arrival of radio waves of wireless stations that have received simultaneously up to a value obtained by subtracting 1 from the number of elements of the receiving array antenna 1. For example, in the case of an eight-element receiving array antenna, it is possible to simultaneously estimate the direction of arrival up to seven radio waves having a value obtained by subtracting one from eight. It is also possible to perform transmission beamforming on a plurality of waves based on the reception results of the plurality of waves and transmit the resulting signals.
[0026]
As described above, it is possible to detect the direction of the radio wave with high accuracy in the frequency band where the use situation is extremely crowded, and estimate the direction of the radio wave emission source from the estimation information of the radio wave arrival direction detected by the array antenna, Radio waves can be efficiently emitted in the estimated direction.
[0027]
FIG. 6 is an example for finding an illegal radio station mounted on an automobile or the like by the radio station direction estimation / radio wave emitting device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6A is a diagram in which the road and the vehicle with the wireless equipment are viewed from above, and FIG. 6B is a diagram in which the road and the vehicle with the wireless equipment are viewed from the side. A receiving array antenna 1 for receiving a desired radio wave is installed on a target road. When the receiving array antenna 1 is installed on a road, it is desirable to install a linear array antenna parallel to the direction of travel of the road since the vehicle travels in one dimension along the road. Now, it is assumed that an illegal radio station (for example, an illegal personal radio operation vehicle) emits an illegal radio wave. From the output of the radio wave received by the receiving array antenna 1, the frequency detecting means 2 and the radio wave arrival direction estimating means 3 are used to estimate the frequency and the direction of arrival of the radio wave emitted from the illegal radio station. When issuing a warning radio wave (standard radio wave) to the illegal radio station so as to stop the communication, the same frequency as the received frequency is used in a place different from the receiving circuit by using the result of the above estimation. The radio wave arrival direction estimating means 3 calculates the phase, amplitude and delay time so that the directivity is directed to the illegal radio station by the transmitting beam forming 4 using the frequency, and the transmitting radio wave emitting means 5 and the transmitting array antenna 6 A standard radio wave is fired.
[0028]
Although the embodiment shown in FIG. 6 shows an example in which the receiving circuit and the transmitting circuit are installed in different places, it goes without saying that the receiving circuit and the transmitting circuit may be installed in the same place. In particular, it is possible to share the receiving array antenna 1 and the transmitting array antenna 6 by using a transmission / reception sharing means that is conventionally known.
[0029]
FIG. 7 shows another example for finding an illegal radio station mounted on an automobile or the like by using the radio station direction estimating / radiating device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 shows a case where the radio station direction estimating and radio wave emitting device of the present invention is installed at a tollgate such as an expressway. In an ETC system on an expressway or an automatic ticket gate system using radio of a railway company, wireless communication is performed at a close distance. However, it is difficult to separate radio waves at close distances using a simple omnidirectional antenna. When a directional antenna is used, it is difficult to install the site because the antenna itself has a large physical size. In particular, it is necessary to prevent interference between wireless devices installed for each lane or ticket gate.
[0030]
Therefore, the receiving array antenna 1 and the transmitting array antenna of the present invention are installed on the roof of a tollgate. The direction of arrival of the radio wave received by the receiving array antenna 1 can be estimated by the direction-of-arrival estimation means 3. From this estimation result, it is possible to specify the lane in the traveling direction of the illegally operated personal wireless operation vehicle. The directivity is electronically determined by the transmission beam forming 4, and the transmission radio wave is emitted from the transmission array antenna to the specified lane. Becomes possible.
[0031]
As a result, wireless communication can be performed at close distances, and it is not necessary to install a wireless device for toll collection in each lane, interference between wireless devices installed in each lane is reduced, and ETC is reduced. System installation costs can be reduced.
[0032]
Next, FIG. 3 is a block diagram of a radio station direction estimating and radio wave emitting device according to a second embodiment of the present invention.
[0033]
The radio station direction estimating / radiating device according to the second embodiment of the present invention is the same as the radio station direction estimating / radiating device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. A radio identification signal analyzing means 7 for analyzing an identification signal included in a desired radio signal, which is connected to the frequency detecting means 2 between the radio wave emitting means 5 and the radio identification signal analyzing means 7 This is a radio station direction estimating / radiating device having a radio identification signal generating means 8 for superimposing on a radio wave to be transmitted, the output of which is connected to a transmitting radio wave emitting means 5.
[0034]
In analog communication and digital communication of wireless communication, an identification signal of the own station is superimposed on a transmission radio wave in some form. In the case of analog, there is a method of calling the identification signal (call sign) of the own station in the voice information itself. In addition, an identification signal may be separately superimposed in addition to main transmission information at the start and end of communication or during communication. As an identification signal, during communication, a low frequency sine wave is superimposed below a voice band, and a continuous tone code squelch system (CTCSS) for performing identification using the presence of the sine wave is digitally modulated. (Digital Code Squelch system) for transmitting an identification signal to the mobile station, DTMF (Dual Tone Modulation Frequency) for performing identification using a combination of two kinds of sine waves in a voice band at the start of communication, and license of a wireless station during communication start and communication. There is ATIS (Automatic Transmitter Identification System) for automatically transmitting information obtained by integrating information and frequency information from a wireless device.
[0035]
In digital communication, an identification signal is transmitted at the beginning of a data frame or on transmission information of a logical channel.
[0036]
The identification signal is used not only for transmitting information for identifying the own station, but also for performing communication (grouping) with a specific (group) station using the identification signal. In a frequency band where the usage status is congested, a plurality of stations may be received at the time of reception. At this time, when it is desired to hear only a specific station, a function (squelch function) that enables reception only when the identification signals match each other using the identification signals such as the above-described CTCSS and DCS is provided.
[0037]
In the radio station direction estimating / radio emission device according to the second embodiment of the present invention, the identification signal contained in these desired radio signals is specified by using the radio identification signal analyzing means 7. On the other hand, for a station emitting a desired radio wave, a radio identification signal is generated by the radio identification signal generation means 8, superimposed on the radio wave transmitted by the transmission radio wave emission means 5, and transmitted from the transmission array antenna 6. Fire.
[0038]
As a result, the illegal radio station and the legal radio station can be specified from the identification signal, and the identification signal can be notified to the illegal radio station and the legal radio station (for example, the group can be interrupted). Further, when a desired wireless station is communicating with another wireless station using the squelch function, an identification signal is generated and superimposed on a radio wave to be transmitted, whereby the desired wireless station is transmitted from the transmission array antenna 6 to the desired wireless station. The transmitted radio wave can be received (interrupted by the group radio wave).
[0039]
Next, FIG. 8 is an example for finding an illegal radio station mounted on an automobile or the like by the radio station direction estimation / radio wave emitting device according to the second embodiment of the present invention.
[0040]
In this embodiment, a radio identification signal analyzing means 7 for analyzing a radio identification signal included in a desired radio signal is provided between the frequency detecting means 2 and the transmission radio wave emitting means 5; The radio station direction estimating / radiating device includes a radio identification signal generating means 8 connected to the means 7 and superimposed on a radio wave to be transmitted. The radio station direction estimating / radiating device of this embodiment uses the radio identification signal analyzing means 7 to specify the identification signal of the illegal radio station. Then, a radio identification signal is generated by a radio identification signal generation means for an illegal radio station emitting an illegal radio wave (for example, an illegal personal radio operation vehicle), and the generated identification signal is superimposed on a radio wave to be transmitted. And transmits a radio identification signal.
[0041]
Thus, when an illegal radio station uses a radio identification signal for communication with another radio station, and furthermore, when communicating using the squelch function, the radio identification signal is analyzed and the radio identification signal is analyzed. By generating a signal and superimposing the radio identification signal on the radio wave to be transmitted and transmitting the signal to the illegal radio station, the radio wave transmitted from the transmission array antenna 6 can be received by the illegal radio station. Fire can be stopped.
[0042]
Next, FIG. 4 is a block diagram of a radio station direction estimating and radio wave emitting device according to a third embodiment of the present invention.
[0043]
The radio station direction estimating / radio emitting device according to the third embodiment of the present invention is different from the radio station direction estimating / radio emitting device according to the second embodiment in that a receiving circuit and a transmitting circuit are separately installed. A telephone for transmitting the output result of the receiving circuit between the radio wave arrival direction estimating means 3 and the wireless identification signal analyzing means 7 of the receiving circuit and the transmitting beam forming 4 and the wireless identifying signal generating means 8 of the transmitting circuit so as to be able to perform the processing. A first line control means 9 for performing line control such as a telephone control, a remote control means 10 for managing and controlling this line control information at a remote place, and a second line control for performing a line control of a telephone or the like for transmitting the output result. It is characterized by having line control means 11.
[0044]
As described above, the radio station direction estimating / radiating device according to the third embodiment of the present invention has a remote control function, so that the receiving circuit and the transmitting circuit do not always need to be installed in the same place, and are separately provided. It can be installed at a location and remotely controlled.
[0045]
FIG. 9 is an example for detecting an illegal radio station mounted on an automobile or the like by the radio station direction estimating / radiating device according to the third embodiment of the present invention and emitting a warning radio wave.
[0046]
The radio station direction estimating / radiating device according to the third embodiment of the present invention comprises a receiving array antenna 1, a frequency detecting unit 2, a radio wave arrival direction estimating unit 3, and a radio identification signal analyzing unit 7. This receiving circuit is provided so that a transmitting circuit formed of a circuit, a transmitting beam forming unit 4, a radio identification signal generating unit 8, a transmitting radio wave emitting unit 5, and a transmitting array antenna 6 can be separately installed. First line control means 9 for performing line control of a telephone or the like transmitting an output result of the same, remote control means 10 for managing and controlling line control information at a remote place, and line control of a telephone or the like transmitting the output result And a second line control means 11 for performing the following.
[0047]
Now, it is assumed that an illegal radio station (for example, an illegal personal radio operation vehicle) emits an illegal radio wave. The receiving array antenna 1 receives the illegal radio wave, and estimates the frequency and the arrival direction of the radio wave emitted from the illegal radio station by using the frequency detecting means 2 and the radio wave arrival direction estimating means 3 from the output. When issuing a warning radio wave (regular radio wave) to the illegal radio station so as to stop the communication, the estimation result of the radio wave arrival direction of the receiving circuit is transmitted to the transmitting circuit located in a different place from the receiving circuit. Via the line control means 9, the remote control means 10, and the second line control means 11 so as to direct the directivity to the illegal radio station by the transmission beam forming 4 in the transmission circuit. A standard radio wave can be emitted by the transmission array antenna 6.
[0048]
Thus, the provision of the first line control means 9, the remote control means 10, and the second line control means 11 makes it possible to install the receiving circuit and the transmitting circuit in different places. When monitoring radio waves, the remote control means 10 is used to set up a receiving circuit and a transmitting circuit on the top of a mountain or on the roof of a building, etc., and to transmit or collect radio wave information and regulatory waves from a remote place such as an office. Can fire. Furthermore, since an illegal radio station appears and its appearance time is random (irregular and irregular), the remote control system of the present invention can reduce the number of radio monitoring personnel for finding an illegal radio station. There are advantages.
[0049]
Next, FIG. 5 is a block diagram of a radio station direction estimating / radiating device according to a fourth embodiment of the present invention.
[0050]
The radio station direction estimating / radiating device according to the fourth embodiment of the present invention includes a receiving array antenna 1, a frequency detecting unit 2, a radio wave arrival direction estimating unit 3, and a radio identification signal analyzing unit 7. A second receiving circuit comprising a first receiving circuit, a receiving array antenna 12, a frequency detecting means 13, a radio wave arrival direction estimating means 14, and a radio identification signal analyzing means 18, A first transmitting circuit including a plurality of receiving circuits having a configuration, a transmitting beam forming unit 4, a radio identification signal generating unit 8, a transmitting radio wave emitting unit 5, a transmitting array antenna 6, and a transmitting beam forming unit 15; And a second transmission circuit including a radio identification signal generation unit 19, a transmission radio wave emission unit 16, and a transmission array antenna 17, and a plurality of transmission circuits having the same configuration. And wherein the door. Then, in order to enable the receiving circuit and the transmitting circuit to be installed separately, line control of a telephone or the like for transmitting the output result of the receiving circuit is performed between the plurality of receiving circuits and the plurality of transmitting circuits. The first line control means 9 for performing the control, the remote control means 10 for managing and controlling the line control information at a remote place, and the second line control means 11 for performing the line control of a telephone or the like for transmitting the output result. What is provided is the same as in the third embodiment. The first line control means 9 and the second line control means 11 may be provided in each of a plurality of receiving circuits and transmitting circuits.
[0051]
As described above, the radio station direction estimating / radio emission device according to the fourth embodiment of the present invention, when a desired radio wave is found in a receiving circuit installed at a plurality of locations and for estimating the direction of arrival of a radio wave, is detected. The radio wave direction estimation information is automatically communicated to a related person (e.g., an administrator of the device) or a remote place, and is transmitted from one or a plurality of locations of a plurality of transmission circuits. Bureaus can be identified and warnings and actions taken for civil and criminal sanctions) can be performed promptly.
[0052]
FIG. 10 is an example for detecting an illegal radio station mounted on an automobile or the like by the radio station direction estimating / radiating device according to the fourth embodiment of the present invention and emitting a warning radio wave.
[0053]
As shown in FIG. 10, a radio station direction estimating / radiating device according to a fourth embodiment of the present invention includes a receiving array antenna 1, a frequency detecting unit 2, a radio wave arrival direction estimating unit 3, a radio identification signal analyzing unit, A second receiving circuit comprising a first receiving circuit composed of the means 7, a receiving array antenna 12, a frequency detecting means 13, a radio wave arrival direction estimating means 14, and a radio identification signal analyzing means 18. A first transmission circuit including transmission beamforming 4, radio identification signal generation means 8, transmission radio wave emission means 5, and transmission array antenna 6, transmission beamforming 15, radio identification signal generation means 19, a transmitting radio wave emitting means 16, and a transmitting array antenna 17 so that the second transmitting circuit can be separately installed. A first line control means 9 for performing line control of a telephone or the like transmitting an output result of the receiving circuit, a remote control means 10 for managing and controlling line control information at a remote place, There is provided second line control means 11 for performing line control of a telephone or the like for transmitting the output result. The first line control means 9 and the second line control means 11 may be provided in each of a plurality of receiving circuits and transmitting circuits.
[0054]
Now, it is assumed that an illegal radio station (for example, an illegal personal radio operation vehicle) emits an illegal radio wave. The illegal radio waves are received by a plurality of receiving array antennas 1 and 12, and from the respective outputs, the frequency detecting means 2 and 13 and the radio wave arrival direction estimating means 3 and 14 are used to determine the direction of arrival of the radio wave emitted from the illegal radio station. Make an estimate. When issuing a warning radio wave (regular radio wave) to the illegal radio station so as to stop the communication, the radio wave arrival direction estimation result of the receiving circuit is transmitted to the transmitting circuit located at a different place from the receiving circuit to the first. The transmission is performed via the line control means 9, the remote control means 10, and the second line control means 11, and the directivity of the transmission radio wave is directed to the illegal radio station by the transmission beam forming 4 and 15 in the plurality of transmission circuits. A standard radio wave can be emitted by the transmission radio wave emitting means 5 and 16 and the transmission array antennas 6 and 17. In this case, the processing is not necessarily performed by a plurality of receiving circuits, and it is not necessary to emit a radio wave from the transmitting circuit to the illegal radio station. The radio wave may be received by one receiving circuit and the radio wave may be emitted from one transmitting circuit.
[0055]
By providing a plurality of receiving circuits and a plurality of transmitting circuits in this way, a desired wireless station can be found and the subsequent processing can be performed quickly. Also, in the case of this embodiment, as described above, since the illegal radio station has a random appearance location and appearance time, a system capable of remote control requires a radio wave monitoring person to find an uncertain illegal radio station. There is an advantage that can be reduced.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides a receiving array antenna for receiving a desired radio wave, a frequency detecting means for detecting a frequency of a desired radio wave from an output of the receiving array antenna, and a radio wave arrival direction based on an output result of the frequency detecting means. A radio wave arrival direction estimating means for estimating, a beam forming for electronically forming a directivity in a direction of a desired radio wave emission from an output result of the radio wave arrival direction estimating means, a transmission radio wave emitting means, Equipped with a transmission array antenna that emits a predetermined radio wave, it is possible to detect the radio wave direction with high accuracy in a frequency band where usage is extremely congested, and estimate the direction of arrival of the radio wave detected by the array antenna Provide a radio station direction estimation / radio emission device capable of estimating the arrival direction of a radio wave emission source from information and efficiently emitting radio waves in the estimated direction. It is what it is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a radio station direction estimation / radio emission device according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the antenna, frequency detecting means and radio wave arrival direction estimating means of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of a radio station direction estimating / radiating device according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a block diagram of a radio station direction estimating / radiating device according to a third embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a block diagram of a radio station direction estimating / radiating device according to a fourth embodiment of the present invention;
FIG. 6 is an explanatory view of an example of the radio station direction estimating / radio emission device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 (a) is a diagram in which a road and a vehicle loaded with radio equipment are viewed from above. 6 (b) is a side view of a road and a vehicle equipped with wireless equipment.
FIG. 7 is an explanatory diagram of another example of the radio station direction estimating / radiating device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of an example of a radio station direction estimating and radio wave emitting device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram of an example of a radio station direction estimating / radio wave emitting device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram of an example of a radio station direction estimation / radio emission device according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,12 receiving array antenna
2,13 Frequency detection means
3,14 Radio wave arrival direction estimating means
4, 15 Transmit beamforming
5, 16 transmission radio wave emitting means
6, 17 transmitting array antenna
7, 18 Radio identification signal analysis means
8, 19 Radio identification signal generating means
9 First line control means
10 Remote control means
11 Second line control means

Claims

A receiving array antenna for receiving a desired radio wave, frequency detecting means for detecting a frequency of the desired radio wave from an output of the receiving array antenna, and a radio wave arrival direction estimating a radio wave arrival direction from an output result of the frequency detecting means Means, beam forming for electronically forming a directivity in a direction of a desired radio wave emission from an output result of the radio wave arrival direction estimating means, transmission radio wave emission means, and emitting a predetermined radio wave with respect to the desired radio wave A radio station direction estimating / radiating device, comprising:

A radio identification signal analyzing means for analyzing a radio identification signal for specifying a radio wave source included in the desired radio wave; and a radio for generating the radio identification signal for superimposing the radio identification signal on a radio wave to be transmitted. 2. The radio station direction estimating / radiating device according to claim 1, further comprising identification signal generating means.

A receiving circuit having the receiving array antenna, the frequency detecting means, the radio wave arrival direction estimating means, and the radio identification signal analyzing means; and the transmission beam forming; the radio identification signal generating means; First line control means for controlling a line for transmitting an output result of the reception circuit between a transmission circuit having a transmission means and the transmission array antenna, and a line which is an output of the first line control means 2. A remote control means for managing and controlling control information at a remote place, and a second line control means for controlling a line for transmitting an output result of the remote control means. 3. The radio station direction estimating / radiating device according to claim 2.

The radio station direction estimating / radiating device according to claim 3, comprising a plurality of the receiving circuits and a plurality of the transmitting circuits.