JP2005175521A - Receiving apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主にレーダ、EW(Electronic Warfare=電子戦)等の受信装置に関する。 The present invention mainly relates to a receiving apparatus such as a radar or an EW (Electronic Warfare = electronic warfare).
無線信号を受信する受信装置において、電波周波数とその帯域幅、及び変調形式がわかることがよりよい受信状態を得る上で重要である。このうち周波数は受信と同時に測定が可能であり、また変調形式も受信信号の簡単な解析によって容易に判明する場合が多い。
より微弱な信号を受信するためには、信号通信相手があらかじめわかっている相手であるとか、ある約束事(規格)にもとづく電波諸元の信号を発信していることが明らかな場合には、受信する側では、受信帯域幅を所定の帯域幅に絞り込むことで無用な雑音信号をカットして、S/Nを向上させることによって、より受信感度を増大させることができる。しかし場合によっては、受信する信号の帯域幅がわからない場合もある。例えば発信元が明らかでない不信な電波を傍受する場合などがこれにあたる。
In a receiving apparatus that receives a radio signal, it is important to obtain a better reception state to know the radio frequency, its bandwidth, and modulation format. Of these, the frequency can be measured at the same time as reception, and the modulation format is often easily determined by simple analysis of the received signal.
In order to receive a weaker signal, if the signal communication partner is known in advance, or if it is clear that a signal of radio wave specifications based on a certain convention (standard) is transmitted, it is received On the receiving side, by reducing the reception bandwidth to a predetermined bandwidth, unnecessary noise signals are cut and the S / N is improved, so that the reception sensitivity can be further increased. However, in some cases, the bandwidth of the received signal may not be known. For example, this is the case when an untrusted radio wave whose source is unknown is intercepted.
従来の電波受信装置においては、帯域幅を可変できるもの、あるいは複数の帯域を装備して切替使用するものがある。いずれにおいてもその帯域の選択は、受信した電波を分析した結果によって行われている。なぜなら、変調信号のパルス幅や周波数によってその信号の受信に適した帯域幅が異なるためである。信号分析にはある程度の時間がかかるため、最適な帯域を選択するまでにある程度の処理時間を必要とする。通常、受信装置は、最初に装備している一番広い帯域を選択し、信号を検出した後、これを分析してから帯域を狭くして感度を増大させる。この時、広帯域選択中にレベルの低い信号が入力した場合、狭帯域であれば検出できたはずの信号が検出できないことがある。 Some conventional radio wave receivers have a variable bandwidth, or have a plurality of bands for switching. In any case, the band is selected based on the result of analyzing the received radio wave. This is because the bandwidth suitable for receiving the signal differs depending on the pulse width and frequency of the modulation signal. Since signal analysis takes a certain amount of time, a certain amount of processing time is required until an optimal band is selected. Usually, the receiving apparatus selects the widest band equipped first, detects the signal, analyzes this, and then narrows the band to increase the sensitivity. At this time, if a low level signal is input during the wide band selection, the signal that could have been detected in the narrow band may not be detected.
特許文献1に開示された発明は、同じ内容の送信信号を互いに異なる複数の周波数で送信し、各周波数での受信/復調の結果を互いに比較して、最適の復調結果を得られる周波数の信号を選択するというものであり、本願発明の参考となるものである。
電波受信装置において、帯域幅を可変設定または選択可能な受信回路を装備している場合、その帯域幅の設定/選択は受信した電波を分析した結果によって行われている。なぜなら、パルス幅や周波数によってその信号に適した帯域幅が異なるためである。信号分析には時間がかかるため、最適な帯域幅を選択するまでにある程度の処理時間を必要とする。通常、最初に多くの信号に適用可能な広帯域受信を行い、信号を検出、分析してから狭帯域を選択する。しかし、広帯域受信では当然、ノイズレベルが高くなり受信感度が上げられないという問題がある。従って、広帯域選択中にレベルの低い信号が入力した場合、狭帯域であれば検出できたはずの信号が検出できないことがあるという課題があった。 When the radio wave receiving apparatus is equipped with a receiving circuit capable of variably setting or selecting the bandwidth, the setting / selection of the bandwidth is performed based on the result of analyzing the received radio wave. This is because the bandwidth suitable for the signal differs depending on the pulse width and frequency. Since signal analysis takes time, a certain amount of processing time is required to select an optimal bandwidth. In general, first, wideband reception applicable to many signals is performed, and the narrowband is selected after the signals are detected and analyzed. However, wideband reception naturally has a problem that the noise level becomes high and the reception sensitivity cannot be increased. Therefore, when a low-level signal is input during the selection of a wide band, there is a problem that a signal that should have been detected in a narrow band may not be detected.
この発明の受信装置は、入力信号を分配する分配器と、この分配器に接続され互いに異なる帯域幅を持つ複数のフィルタと、前記複数のフィルタの出力端子にそれぞれ接続された複数の検波器と、前記複数の検波器の出力信号のS/N比を互いに比較するS/N比判定回路と、前記S/N比判定回路の判定結果にもとづき前記複数のフィルタの出力信号中から1つの信号を選択するスイッチを備えたものである。 The receiving device of the present invention includes a distributor for distributing an input signal, a plurality of filters connected to the distributor and having different bandwidths, and a plurality of detectors respectively connected to output terminals of the plurality of filters. An S / N ratio determination circuit for comparing S / N ratios of output signals of the plurality of detectors with each other, and one signal out of output signals of the plurality of filters based on a determination result of the S / N ratio determination circuit A switch for selecting is provided.
瞬時に最適な受信帯域幅を選択できるため、受信漏れが少なく受信信号の質が上がる。
そのシステムの受信性能を最大限に活用することができる。
Since the optimal reception bandwidth can be selected instantaneously, reception quality is improved with less reception leakage.
The reception performance of the system can be utilized to the maximum.
実施の形態1.
図1は、本発明の受信装置で、最適受信帯域を瞬時に選択することができるものである。図において、入力信号を複数回路に分配する分配器1と、分配器1の出力端子の各系(本例では3系統)に接続されたそれぞれ異なる周波数帯域幅(以後帯域幅または帯域という)を持つフィルタ2,3,4と、各系毎で信号をカップリングするカップラ5と、各系のカップリングされた信号を検波する検波器6と、検波された信号をA/D変換するA/D変換器7と、各系のS/N比を比較する判定回路8と、各系から1系統を選択するスイッチ9とを有している。フィルタ2、3、4の中心周波数は対象とする信号の変調形式によりそれぞれ同一の中心周波数を持たせる場合(例えば信号が振幅変調波であるとき)と、互いに異なる周波数を持たせる場合(例えば信号が単側波変調波であるとき)とがあるが、いずれにしても必要とする信号の帯域を包含しやすいように選択する。
FIG. 1 shows a receiving apparatus according to the present invention that can instantly select an optimum receiving band. In the figure, different frequency bandwidths (hereinafter referred to as bandwidths or bands) connected to each system (three systems in this example) of the
動作について説明する前に、帯域幅とS/N比との関係について図2により説明する。
図2の横軸は受信装置の有するフィルタの帯域幅を示している。帯域幅を変化させたときに受信信号または検波信号に対するノイズ成分21はほぼ帯域幅に比例して増大する。一方信号成分22は信号の種類、あるいは変調方式によって一概には言えないものの最適帯域幅f0までは単調に増加するものの、帯域幅がf0より大きくなっても信号成分22は増えない。従ってフィルタの帯域幅変化に対するS/N比23は帯域幅がf0の時、最大となり、帯域幅がこれより大きくても小さくてもS/N比は低下する。
Before describing the operation, the relationship between the bandwidth and the S / N ratio will be described with reference to FIG.
The horizontal axis in FIG. 2 indicates the bandwidth of the filter that the receiving apparatus has. When the bandwidth is changed, the noise component 21 with respect to the received signal or the detection signal increases almost in proportion to the bandwidth. On the other hand, although the
次に動作について説明する。まず、入力信号を分配器1で分配(図では3つに分配)し、異なる帯域(中心周波数は同じ)の3つのフィルタ2,3,4に同時に入力する。入力信号の周波数やパルス幅などによって定まる帯域幅に対して、3つのフィルタの内、最も適した通過帯域をもつフィルタからは一番S/N比の高い信号が得られる。各系毎にカップラ5で入力信号を同時刻に抜き出し、それぞれを検波器6で同時刻に検波したものを各々A/D変換器7でA/D変換する。A/D変換された信号はS/N比判定回路8で各系毎のS/N比を比較する。
以上のように、S/N比判定回路8は3つの信号のS/N比を同時に測定し比較する。
ノイズレベルNは無信号時に事前に判定回路に覚えこませておいてもよい。S/N比の一番高い系が最適帯域であるため、その系を選択するようにスイッチ9を制御する。
Next, the operation will be described. First, the input signal is distributed by the distributor 1 (divided into three in the figure), and is simultaneously input to the three
As described above, the S / N
The noise level N may be stored in advance in the determination circuit when there is no signal. Since the system with the highest S / N ratio is the optimum band, the
なお、S/N比判定回路8の判定結果が出力されるまでの間、スイッチ9はなにも選択しないようにしても良いし、あるいは、予め定めた任意のフィルタ、例えば3つのフィルタの内、最も帯域幅が広い(又は狭い)フィルタの出力を選択するようにしても良い。また、図1においてカップラ5は単なる分岐回路でもよい。検波器6は受信した信号の変調形式に応じた種類のものを切り替えてもよい。A/D変換器7はS/N比判定回路8がディジタル処理するものである場合に必要となるのであるから、S/N比判定回路8がアナログ処理するものである場合には必ずしも必要ではない。図1では分配回路数を3として説明したが2以上であればよい。
なお、複数のフィルタに代えて1個の帯域幅可変フィルタを用いると、異なる帯域幅ごとのS/N比の分析を時間的にシリーズに実施しなければならなくなって解析に要する時間が長くなるほか、異なる帯域幅ごとのS/N比の比較を同じ信号を用いて行うことができなくなるなどの不具合が生じる。
もちろん、多少の動作の遅延を許すのであれば、例えば複数の検波器6の出力にそれぞれメモリを設置し、全ての検波器からの出力信号を同時に記憶した後、互いの信号を時間的に順次比較してS/N比が最大のものを求めるようにしてもよい。
Note that the
If one bandwidth variable filter is used instead of a plurality of filters, the analysis of the S / N ratio for each different bandwidth must be performed in series in time, and the time required for the analysis becomes longer. In addition, there is a problem that the S / N ratio cannot be compared using the same signal for each different bandwidth.
Of course, if a slight delay in operation is allowed, for example, a memory is provided for each of the outputs of the plurality of
実施の形態2.
本実施の形態の受信装置の構成を図3に示す。実施の形態1の構成では、S/N比判定回路8の判定結果が出力されるまでの間は、すくなくとも最適なフィルタが選択されていないのであるからこの間に受信した信号は有用なものとはならない恐れがある。そこで、図2に示すように、S/N比判定回路8で判定するのにかかる時間よりも長い時間、信号を遅延させる遅延線10をフィルタとスイッチ9の間に挿入し、S/N比判定回路8が判定結果を出力しスイッチ9が系を選択した後に信号が通過するようにする。
動作について図4により説明する。図4の横軸は時間軸である。図3の回路において分配器1の出力信号31から時間T1の後に、S/N比判定回路8の判定結果出力32が出力される。また時間T2の後に遅延線10の出力信号33が出力される。判定結果出力32の前には選択前の任意のフィルタ35が選択されており(なにも選択されていない状態でもよい)、判定結果出力32の後には最適フィルタ36が選択されている。得られた信号34は最適フィルタが選択された後に出力されているので、最適の帯域幅で受信した良好な信号となっている。
FIG. 3 shows the configuration of the receiving apparatus of this embodiment. In the configuration of the first embodiment, at least the optimum filter is not selected until the determination result of the S / N
The operation will be described with reference to FIG. The horizontal axis in FIG. 4 is the time axis. In the circuit of FIG. 3, the determination result output 32 of the S / N
実施の形態3.
図5は実施の形態3のブロック図である。実施の形態1または2において、分配器1への入力信号の周波数は未知あるいは変動することがあるため、必ずしも用意したフィルタ2、3、4の帯域幅内に入るとは限らない。そこで、常に入力信号がフィルタ2、3、4の帯域幅の中に入っているように(信号の変調形式により帯域幅の中心であることが好ましい場合と、帯域幅の端にあることが好ましい場合とある)以下に説明する回路を設ける。即ち、受信信号を周波数変換するミキサ11の出力をカップラ12で抜き出し、F/V変換器13に入力する。F/V変換器からは周波数に応じて変化する電圧が出力され、この電圧によつてローカル用オシレータ13の出力周波数が制御される。そしてミキサ11の出力周波数(受信周波数と区別するため中間周波数という)が用意したフィルタ2,3,4の帯域幅の中にくるように周波数制御する。
FIG. 5 is a block diagram of the third embodiment. In the first or second embodiment, since the frequency of the input signal to the
実施の形態4.
図6は、本発明の実施の形態4の受信装置で、受信信号の周波数を中間周波数に変換するミキサ11と、周波数変換された入力信号をカップリングするカップラ12と、カップラ12でカップリングされた信号をF/V変換するF/V変換回路13と、F/V変換器の出力電圧で制御されるローカル用オシレータ14と、ミキサ11の出力する中間周波数の入力信号を複数回路に分配する分配器1と、分配器1の出力の各系(本例では3)に接続されたそれぞれ異なる帯域幅(中心周波数は実施の形態1で説明したとおり)を持つフィルタ2,3,4と、各系毎で信号をカップリングするカップラ5と、各系のカップリングされた信号を検波する検波器6と、検波された信号をA/D変換するA/D変換器7と、各系のS/N比を比較する判定回路8と、カップラ5の通過系毎に信号を遅延させる遅延線10と、この遅延線10の後に設けられ各系から1系統を選択するスイッチ9とを有している。
FIG. 6 shows a receiving apparatus according to
次に動作について説明する。まず、受信信号がフィルタの帯域幅の中心になるよう周波数変換するミキサ11の出力をカップラ12で抜き出し、F/V変換器13に入力する。F/V変換器からは周波数の変化に応じて出力される電圧が変化し、ミキサ11のローカル用オシレータ13が用意したフィルタ2,3,4の中心にくるようにその発信周波数を制御する。ミキサ11の出力信号を分配器1で分配(図では3つに分配)し、異なる帯域(中心周波数は同じ)の3つのフィルタ2,3,4に入力する。入力信号の周波数やパルス幅などによって定まる帯域幅に対して、3つのフィルタの内、最も適した通過帯域をもつフィルタからは一番S/N比の高い信号が得られる。各系毎にカップラ5で入力信号を抜き出し、それぞれを検波器6で検波したものを各々A/D変換器7でA/D変換する。A/D変換された信号はS/N比判定回路8で各系毎のS/N比を比較する。ノイズレベルは無信号時に事前に判定回路に覚えこませておくものとする。S/N比の一番高い系が最適帯域であるため、その系を選択するようにスイッチ9を制御する。
このとき、S/N比判定回路8で判定している最中にも入力信号は通過してしまうので、S/N比判定回路8で判定するのにかかる時間分だけ各系を遅延させる遅延線10を挿入し、スイッチ9が系選択した後に信号が通過するようにしている。
Next, the operation will be described. First, the output of the
At this time, since the input signal passes even during the determination by the S / N
実施の形態5.
以上の説明では、S/N比の比較動作は、受信開始の前にのみ実施するかのように説明した。しかし、S/N比が最大となる帯域幅は一度決定すれば不変であるというわけではない。たとえば、帯域幅の端のほうに通信を妨害する他の信号が現れた場合には帯域幅を狭くして妨害波を除去した方がS/N比が向上する。
したがって、一旦決定した帯域幅で受信を継続しつつ、S/N比を所定のタイミングで繰り返し監視して、S/N比があらかじめ定めた限度以下に低下するか、あるいは他の帯域幅のS/N比が現選択中の帯域幅のS/N比よりも高くなったとき、あるいはあらかじめ定めた所定の繰り返し時間ごとに、実施の形態1以下において説明した帯域幅選択操作をやり直すようにしてもよい。あらかじめ定めた所定の繰り返し時間ごとに、S/N比判定回路8に指令して実施の形態1以下において説明した帯域幅選択操作をやり直させる回路を繰り返し指令回路という。
In the above description, the S / N ratio comparison operation has been described as if it was performed only before the start of reception. However, the bandwidth with the maximum S / N ratio is not invariant once determined. For example, when another signal that interferes with communication appears near the end of the bandwidth, the S / N ratio is improved by reducing the bandwidth and removing the interference wave.
Therefore, while continuing reception with the determined bandwidth, the S / N ratio is repeatedly monitored at a predetermined timing, and the S / N ratio falls below a predetermined limit, or S of other bandwidths When the / N ratio becomes higher than the S / N ratio of the currently selected bandwidth, or every predetermined repetition time, the bandwidth selection operation described in the first and subsequent embodiments is performed again. Also good. A circuit for instructing the S / N
この発明の受信装置は、レーダ装置、EW用の受信装置のほか、帯域幅の異なる種々の電波信号を切替受信する受信機一般に利用することができる。 The receiving apparatus according to the present invention can be used in general receivers that switch and receive various radio signals having different bandwidths, as well as radar apparatuses and EW receiving apparatuses.
1 分配器、 2 フィルタ1、 3 フィルタ2、 4 フィルタ3、
5 カップラ、 6 検波器、 7 A/D変換器、
8 S/N比判定回路、 9 スイッチ、 10 遅延線、 11 ミキサ、
12 カップラ、 13 F/V変換器、 14 ローカルオシレータ、
21 ノイズレベル、 22信号レベル、 23 S/N比、
31 受信信号、 32 判定結果出力、 33 遅延信号、
34 スイッチの出力信号、 35 選択前のフィルタ、
36 選択後のフィルタ。
1 Distributor, 2
5 coupler, 6 detector, 7 A / D converter,
8 S / N ratio judgment circuit, 9 switch, 10 delay line, 11 mixer,
12 couplers, 13 F / V converters, 14 local oscillators,
21 noise level, 22 signal level, 23 S / N ratio,
31 received signal, 32 judgment result output, 33 delayed signal,
34 Switch output signal, 35 Filter before selection,
36 Filter after selection.
Claims (6)
前記複数の出力端子のそれぞれに接続され互いに異なる帯域幅を持つ複数のフィルタ、
前記複数のフィルタの出力端子のそれぞれに接続された複数の検波器、
前記複数の検波器の出力信号のS/N比を互いに比較するS/N比判定回路、
前記S/N比判定回路の判定結果にもとづき前記複数のフィルタの出力信号中から1つの信号を選択するスイッチを備えたことを特徴とする受信装置。 A distributor for distributing an input signal to a plurality of output terminals;
A plurality of filters connected to each of the plurality of output terminals and having different bandwidths;
A plurality of detectors connected to each of the output terminals of the plurality of filters;
An S / N ratio determination circuit for comparing S / N ratios of output signals of the plurality of detectors with each other;
A receiving apparatus comprising: a switch for selecting one signal from output signals of the plurality of filters based on a determination result of the S / N ratio determination circuit.
前記入力信号の周波数変化に応じて発振周波数をコントロールし前記中間周波数を常に所定の範囲に制御するローカルオシレータを備えたことを特徴とする請求項1に記載の受信装置。 A mixer that frequency-converts a received signal to a predetermined intermediate frequency and inputs it as the input signal;
The receiving apparatus according to claim 1, further comprising a local oscillator that controls an oscillation frequency in accordance with a frequency change of the input signal and constantly controls the intermediate frequency within a predetermined range.
Priority Applications (1)
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JP2003407998A JP2005175521A (en) | 2003-12-05 | 2003-12-05 | Receiving apparatus |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010066199A (en) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Denso Corp | Object detecting apparatus |
KR101912530B1 (en) * | 2017-06-15 | 2018-12-31 | 국방과학연구소 | Non-sweep analog wideband receiver for real-time receiving |
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2003
- 2003-12-05 JP JP2003407998A patent/JP2005175521A/en active Pending
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KR101912530B1 (en) * | 2017-06-15 | 2018-12-31 | 국방과학연구소 | Non-sweep analog wideband receiver for real-time receiving |
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