JP2006270542A

JP2006270542A - 電波監視システム

Info

Publication number: JP2006270542A
Application number: JP2005086079A
Authority: JP
Inventors: Shingo Inoue; 真吾井上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2006-10-05

Abstract

【課題】複数の受信空中線を有する受信装置を離れた地点に配置する場合等においても受信した電波信号の到来方位を高精度に測定する。
【解決手段】到来した電波信号を受信する受信空中線、その受信した電波信号を受信処理する受信部、この受信部から出力された受信信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部及びこのＡ／Ｄ変換部から出力されたデジタル受信信号に信号検出処理を施して出力する信号処理部からそれぞれ構成される複数の受信装置と、これら複数の受信装置の処理結果から前記受信した電波信号の到来方位を測定する電波測定部と、ＧＰＳ衛星から供給される時刻信号を捕捉して１ＰＰＳ信号を生成するＧＰＳ受信機と、このＧＰＳ受信機の１ＰＰＳ信号に基づきトリガ信号を生成し、このトリガ信号により前記複数の受信装置の各信号処理部に信号検出処理を開始させるトリガ信号生成部とを備えた
【選択図】図１

Description

この発明は、通信装置等の電波発信源（以下、電波源という。）から放射された電波を受信して当該到来電波の電波諸元、当該到来電波の発信源が存在する方位等を測定／分析する電波監視システムに関する。

空間には各種の電波信号が放射されている。これらの電波信号の中には、正規の無線局等から放射されたものの他、不法な無線設備から放射されたもの、正規の無線局から放射されたものであっても他の無線通信に影響を与えるような品質低下を来しているもの等がある。従来の電波監視装置では、そのような電波信号の電波諸元を解析してその発信源を特定したり品質を測定する等の各種監視を行っている。

このような電波信号の到来方位を測定等する場合、一般的には複数の受信空中線を設け、これら複数の受信空中線により電波信号を受信して電波信号の到来方位等を算出する。また、受信した電波信号をデジタル化してメモリに一旦蓄積し、デジタル的に信号処理することも提案されている。

特開平１０−２２４３１２（第３頁、図２）

特開２００３−１３４０５９（第４頁、図１）

しかし、従来の電波監視装置は以上のように構成されているので、例えば、受信した電波信号をデジタル処理するものの場合、複数のアンテナで電波の入感時刻の差分から位相差を算出し電波の到来方位を導出するため多チャンネルのＡ／Ｄ信号を使用してディジタル信号処理を並列に行っており、各チャンネル間のタイミングの差異が方位測定精度に大きく影響し、これらのタイミングの同期を高精度に維持するため許容測定誤差の範囲で決まる物理的な範囲（例えば、実装ラックのバス）内に同期すべきチャンネルをまとめなければならず、装置規模が拡大するような場合には各受信装置間のタイミング同期の実現が困難であるという問題点があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、複数の受信装置を離れた地点に配置する場合等、装置規模が拡大するような場合においても各受信装置間における信号処理の開始タイミングを同期させることができ、受信した電波信号の到来方位を高精度に測定することができる新規な電波監視システムを提供することを目的とする。

この発明に係る電波監視システムは、到来した電波信号を受信する受信空中線、その受信した電波信号を受信処理する受信部、この受信部から出力された受信信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部及びこのＡ／Ｄ変換部から出力されたデジタル受信信号に信号検出処理を施して出力する信号処理部からそれぞれ構成される複数の受信装置と、これら複数の受信装置の処理結果から前記受信した電波信号の到来方位を測定する電波測定部と、ＧＰＳ衛星から供給される時刻信号を捕捉して１ＰＰＳ信号を生成するＧＰＳ受信機と、このＧＰＳ受信機の１ＰＰＳ信号に基づきトリガ信号を生成し、このトリガ信号により前記複数の受信装置の各信号処理部に信号検出処理を開始させるトリガ信号生成部とを備えたものである。

この発明によれば、複数の受信装置を離れた地点に配置する場合等、装置規模が拡大するような場合においても各受信装置間の信号処理のタイミングを同期させることができ、受信した電波信号の到来方位を高精度に測定することができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図１及び図２を用いて説明する。図１は実施の形態１による電波監視システムを示すシステム構成図である。図１において、１ａ〜１ｎはそれぞれ受信空中線を有する受信部、２ａ〜２ｎは受信部１ａ〜１ｎから出力された受信信号をそれぞれデジテル変換するＡ／Ｄ変換部、３ａ〜３ｎはＡ／Ｄ変換部２ａ〜２ｎから出力されたデジタル受信信号についてＦＦＴ解析等の信号検出処理を施す信号処理部、４は信号処理部３ａ〜３ｎの処理結果に基づいて受信部１ａ〜１ｎにより受信した電波信号５の到来方位を測定する電波測定部である。実施の形態１による電波監視システムでは、受信部１ａ、Ａ／Ｄ変換部２ａ及び信号処理部３ａにより受信装置ａ、受信部１ｂ、Ａ／Ｄ変換部２ｂ及び信号処理部３ｂにより受信装置ｂ、受信部１ｎ、Ａ／Ｄ変換部２ｎ及び信号処理部３ｎにより受信装置ｎをそれぞれ構成しており、グループＡに受信装置ａ及び受信装置ｂ、グループＢに受信装置ｎがそれぞれ配置されている。

また、６Ａ及び６Ｂは各グループ毎に設けられ、各グループ内の信号処理部３ａ〜３ｎに対して制御を行う制御部、７はインターネット等のネットワーク、８はネットワーク７に接続されたＮＴＰ（ＮｅｔｗｏｒｋＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌ）サーバ装置（以下、ＮＴＰサーバという。）、９はＮＴＰサーバ８から供給される時刻データ、１０は全世界的な位置測位システムであるＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）を利用して世界協定時（ＵＴＣ）に同期した１秒パルス（１ＰＰＳ）信号及びこの１ＰＰＳ信号に同期した時刻データを供給するＧＰＳ受信機、１１はＧＰＳ受信機１０から供給される１ＰＰＳ信号に基づいてＡ／Ｄ変換器２ａ〜２ｎのサンプリングクロック１２を生成するクロック生成部、１３は同様にＧＰＳ受信機１０から供給される１ＰＰＳ信号に基づいて信号処理部３ａ〜３ｎのトリガ信号１４を生成するトリガ生成部である。ＮＴＰサーバ８は参照時間としてＵＴＣ（協定世界時）を使用しており、ＮＴＰサーバ８にもＧＰＳ受信機１０からの１ＰＰＳ信号が供給されている。図１に示すように、制御部６Ａ及び６Ｂはネットワーク７を介してＮＴＰサーバ８に接続されており、グループＡの受信装置ａ及びｂの時刻とグループＢの受信装置ｎの時刻とはＮＴＰサーバ８に基づく時刻合せを行っている。

次に動作について説明する。空間に放射された各種の電波信号５は、受信部１ａ〜１ｎの受信空中線によりそれぞれ受信される。受信部１ａ〜１ｎは受信空中線により受信した電波信号５を受信処理して出力する。Ａ／Ｄ変換部２ａ〜２ｎは受信部１ａ〜１ｎから出力された受信信号を所定のサンプリングタイミングにてデジタル受信信号に変換する。ここで、Ａ／Ｄ変換部２ａ〜２ｎのサンプリングタイミングはクロック生成部１１により生成されたサンプリングクロック１２によって制御されるものであり、使用するＡ／Ｄ変換部の処理速度等に応じた所望のサンプリングクロックをクロック生成部１１から供給する必要があるが、クロック生成部１１はＧＰＳ受信機１０により生成された１ＰＰＳ信号に基づいてサンプリングクロック１２を生成しており、所望かつ高精度のサンプリングクロックを生成することができる。Ａ／Ｄ変換部２ａ〜２ｎによりデジタル変換されたデジタル受信信号は信号処理部３ａ〜３ｎにそれぞれ出力される。

信号処理部３ａ〜３ｎは、トリガ信号生成部１５から供給されたトリガ信号に基づいてＡ／Ｄ変換部２ａ〜２ｎから出力されたデジタル受信信号に対してフーリエ変換処理等の信号検出処理を施す。トリガ信号生成部１３はＧＰＳ受信機１０により生成された１ＰＰＳ信号に基づいてトリガ信号１４を生成しており、所望かつ高精度の開始トリガ信号を生成することができる。このように、信号処理部３ａ〜３ｎはトリガ信号生成部１３により生成された共通のトリガ信号１４に基づいてそれぞれ信号処理を開始するので、たとえ受信装置ａの時刻と受信装置ｎ等の時刻との間に図２に示すようなネットワーク７の負荷等による時刻差分（ΔＴ）が生じていたとしても、このような時刻差分（ΔＴ）を補正して同期した信号処理を行うことができる。信号処理部３ａ〜３ｎの処理結果は電波測定部４にそれぞれ出力される。電波測定部４は信号処理部３ａ〜３ｎの処理結果に基づいて受信部１ａ〜１ｎにより受信した電波信号５の到来方位等を測定する。

図２は図１に示す電波監視システムの動作タイミング等について説明するための信号波形図である。図２において、ＣＬＫはクロック生成部１１から出力されたサンプリングクロック信号１２、ＴＲＩＧはトリガ生成部１３から出力されたトリガ信号１４、ＤＡＴＡは信号処理部３ａ〜３ｎから出力された出力データであり、Ａ地点に配置されたグループＡの受信装置ａとｎ地点に配置されたグループＢの受信装置ｎとの間においてΔＴの時刻差分が生じている様子を示している。上述したとおり、グループＡの受信装置ａの時刻とグループＢの受信装置ｎの時刻とはＮＴＰサーバ１０による時刻合せを行っているが、実際にはネットワーク７の負荷等により時刻差分（ΔＴ）が生じている。また、この時刻差分（ΔＴ）は固定値ではなく、ネットワーク９の負荷状況等により毎回変動するものである。

従って、この時刻差分（ΔＴ）を何ら補償しなければグループＡの受信装置ａの時刻とグループＢの受信装置ｎの時刻とは同期しておらず、各信号処理部３ａ〜３ｎの処理開始時間にずれが生じて電波測定部５における方位測定精度が劣化する等の問題が生じるが、実施の形態１による電波監視システムでは、上述したとおり、ＧＰＳ受信機１０により生成された１ＰＰＳ信号に基づいて信号処理部３ａ〜３ｎのトリガ信号１４をそれぞれ生成しており、このような共通のトリガ信号１４に基づき各信号処理部３ａ〜３ｎがそれぞれ信号処理を開始するので、ネットワーク７の負荷等により発生した時刻差分（ΔＴ）にかかわらず受信した電波信号の到来方位を高精度に測定することができる。

以上のように、実施の形態１による電波監視システムによれば、たとえ離れた地点に配置された受信装置間の時刻にネットワーク９の負荷等による時刻差分（ΔＴ）が生じたとしても、ＧＰＳ受信機１２から供給された１ＰＰＳ信号に基づいてＡ／Ｄ変換部２ａ〜２ｎのサンプリングクロック１２及び信号処理部３ａ〜３ｎのトリガ信号１４を生成し、このサンプリングクロック１４により受信部１ａ〜１ｎから出力された受信信号をデジタル受信信号に変換し、また、このトリガ信号１４に基づいて信号処理部３ａ〜３ｎの信号処理を開始するように構成したので、例えば、受信装置ａと受信装置ｎとの間に生じている時刻差分（ΔＴ）が補正され、受信部１ａ〜１ｎにより受信した電波信号の到来方位等を高精度に測定することができる。

なお、実施の形態１により電波監視システムでは、Ａ／Ｄ変換部２ａ〜２ｎのサンプリングクロック１２及び信号処理部３ａ〜３ｎのトリガ信号１４をＧＰＳ受信機１０により生成された１ＰＰＳ信号に基づいてそれぞれ生成するように構成しているが、信号処理部３ａ〜３ｎのトリガ信号１４だけをＧＰＳ受信機１０により生成された１ＰＰＳ信号に基づいてそれぞれ生成し、Ａ／Ｄ変換部２ａ〜２ｎのサンプリングクロック１２は高精度発振器のクロック又はＪＪＹ（標準電波局）からのクロックを用いて生成するように構成してもよい。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２について図３を用いて説明する。図３は実施の形態２による電波監視システムを示すシステム構成図である。図３において、１５ＡはグループＡに設けられたＧＰＳ受信機、１５ＢはグループＢに設けられたＧＰＳ受信機、１６ＡはＧＰＳ受信機１５Ａにより生成された１ＰＰＳ信号に基づいてサンプリングクロック信号１７Ａを生成するクロック生成部、１６ＢはＧＰＳ受信機１５Ｂにより生成された１ＰＰＳ信号に基づいてサンプリングクロック信号１７Ｂを生成するクロック生成部、１８ＡはＧＰＳ受信機１５Ａにより生成された１ＰＰＳ信号に基づいてトリガ信号１９Ａを生成するトリガ信号生成部、１８ＢはＧＰＳ受信機１５Ｂにより生成された１ＰＰＳ信号に基づいてトリガ信号１９Ｂを生成するトリガ信号生成部である。図３に示すように、実施の形態２による電波監視システムでは、ＧＳＰ受信機を各グループ毎に設けており、各ＧＳＰ受信機により生成された１ＰＰＳ信号は制御部６Ａ及び６Ｂにも供給されている。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示し、これらについての詳細な説明は省略する。

次に動作について説明する。実施の形態２による電波監視システムでは、各グループ毎にＧＳＰ受信機１５Ａ及び１５Ｂを設けているので、各受信装置の信号処理部３ａ及び３の動作を制御する制御部６Ａ及び６ＢについてＮＴＰサーバを設けて時刻合せする必要がなくなるが、トリガ信号生成部１８Ａ及び１８Ｂは異なるＧＳＰ受信機１５Ａ及び１５Ｂから供給された１ＰＰＳ信号に基づいてトリガ信号１９Ａ及び１９Ｂをそれぞれ生成するので、信号処理部３ａ及び３の処理開始のタイミングは厳密には一致しない。しかしながら、その差分は固定値であり、この差分を校正するように各受信装置の信号処理部３ａ及び３ｎの処理動作を制御部６Ａ及び６Ｂによって制御することにより相対的な時刻補正をかけることができ、これにより受信した電波信号の到来方位等を高精度に測定することができる。

以上のように、実施形態２による電波監視システムによれば、各ＧＰＳ受信機１５Ａ及び１５Ｂにより生成された１ＰＰＳ信号に基づいてＡ／Ｄ変換部２ａ〜２ｎのサンプリングクロック１７Ａ及び１７Ｂ及び信号処理部３ａ〜３ｎのトリガ信号１９Ａ及び１９Ｂをそれぞれ生成し、これらトリガ信号１９Ａ及び１９Ｂに基づいて信号処理部３ａ〜３ｎの信号処理を開始するので、受信部１ａ〜１ｎにより受信した電波信号の到来方位等を高精度に測定することができる。また、各グループ間におけるサンプリングクロックとトリガ信号の配線長という距離の制約がなくなるため、より離れた地点間で各受信装置間のタイミング同期を確保することが可能となり、例えば到来電波の方位測定を別地点間で測定することが可能となり、方位精度の向上、更には、三角測定法による電波発信地点の位置特定が実現可能となる等の相乗効果を得ることができる。

実施の形態１による電波監視システムを示すシステム構成図である。図１に示す電波監視システムの動作タイミング等について説明するための信号波形図である。実施の形態２による電波監視システムを示すシステム構成図である。

符号の説明

１ａ〜１ｎ受信部、２ａ〜２ｎＡ／Ｄ変換部、３ａ〜３ｎ信号処理部、
４電波測定部、５電波信号、６Ａ，６Ｂ制御部、７ネットワーク、
１０，１５Ａ，１５ＢＧＳＰ受信機、１１，１６Ａ，１６Ｂクロック生成部、
１２，１７Ａ，１７Ｂサンプリングクロック、
１３，１８Ａ，１８Ｂトリガ生成部、１４，１９Ａ，１９Ｂトリガ信号。

Claims

到来した電波信号を受信する受信空中線、その受信した電波信号を受信処理する受信部、この受信部から出力された受信信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部及びこのＡ／Ｄ変換部から出力されたデジタル受信信号に信号検出処理を施して出力する信号処理部からそれぞれ構成される複数の受信装置と、これら複数の受信装置の処理結果から前記受信した電波信号の到来方位を測定する電波測定部と、ＧＰＳ衛星から供給される時刻信号を捕捉して１ＰＰＳ信号を生成するＧＰＳ受信機と、このＧＰＳ受信機の１ＰＰＳ信号に基づきトリガ信号を生成し、このトリガ信号により前記複数の受信装置の各信号処理部に信号検出処理を開始させるトリガ信号生成部とを備えた電波監視システム。
前記受信装置の各Ａ／Ｄ変換部は、前記ＧＰＳ受信機の１ＰＰＳ信号により生成したサンプリングクロックに基づいて前記受信部から出力された受信信号をデジタル変換する請求項１に記載の電波監視システム。
前記複数の受信装置は、ネットワークを介して接続されたＮＴＰサーバ装置からの時刻データを用いて相互に時刻合せする請求項１に記載の電波監視システム。
到来した電波信号を受信する受信空中線、その受信した電波信号を受信処理する受信部、この受信部から出力された受信信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部及びこのＡ／Ｄ変換部から出力されたデジタル受信信号に信号検出処理を施して出力する信号処理部からそれぞれ構成される複数の受信装置と、これら複数の受信装置の処理結果から前記受信した電波信号の到来方位を測定する電波測定部と、前記複数の受信装置毎に設けられ、ＧＰＳ衛星から供給される時刻信号を捕捉して１ＰＰＳ信号を生成する複数のＧＰＳ受信機と、これら複数のＧＰＳ受信機毎に設けられ、各ＧＰＳ受信機の１ＰＰＳ信号に基づきそれぞれトリガ信号を生成し、このトリガ信号を対応する前記受信装置の信号処理部に供給して前記複数の受信装置の各信号処理部に信号検出処理を開始させる複数のトリガ信号生成部とを備えた電波監視システム。