JP2008022355A - 信号検出装置及び信号検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
入力信号が含む周波数成分中における所望の周波数帯域の周波数成分を、簡易に検出する。
【解決手段】
信号源９１０からの信号Ｃ０の同相信号Ｃ１及びその直交信号Ｓ１、並びに制御部１７０Ａが指定したシフト周波数を有する局部発振信号Ｃ２及びその直交信号Ｓ２に基づいて、制御部１７０Ａが指定したシフト方向に信号Ｃ１，Ｓ１をシフト周波数だけシフトさせた信号Ｃ３，Ｓ３を生成する。そして、信号Ｃ３，Ｓ３における固定的な周波数帯域をフィルタ部１５０における固定的なフィルタで抽出する。そして、フィルタ部１５０により抽出された信号を、検出部１６０が検出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、信号検出装置及び信号検出方法に関する。

従来から、入力信号における所望の周波数帯域を選択して検出することが広く行われている。かかる信号検出を行う装置の代表例としては、チューナ部を備えるラジオ受信装置等が挙げられる。こうしたラジオ受信装置では、チューナ部が、まず、アンテナで受信された高周波信号を、当該受信高周波信号について検出対象となり得る周波数範囲から大きく離れた周波数範囲であって、希望局からの放送波の中心周波数が所定の周波数となるように周波数変換を行う。かかる周波数変換は、希望局の種類に応じて定まる周波数の局部発振信号と、受信高周波信号とのスーパーヘテロダイン混合によって行われる。

この後、チューナ部が、当該所定の周波数を中心周波数とする所定の周波数幅の信号をバンドパスフィルタ（以下、「ＢＰＦ」とも記す）により抽出する。そして、ラジオ受信装置では、信号抽出バンドパスフィルタを通過した信号を検出部が検出するようになっている（特許文献１参照）。これと同様な技術は、携帯電話等の移動通信端末装置の多くで採用されている直接変換受信機においても採用されている（特許文献２参照）。

一方、入力信号について検出対象となり得る周波数範囲内における特定周波数帯域の信号成分を検出するためには、上記のスーパーヘテロダイン混合によって生成される２つの周波数信号が検出対象となり得る周波数範囲内において混じり合うため、当該特定周波数帯域の信号を選択的に透過させるフィルタによって抽出された信号を検出することが一般に行われている。例えば、ラジオ放送受信について、チューナ部で抽出された信号における隣接妨害を検出するために、チューナ部で抽出された希望局信号候補における隣接局信号帯域の信号を固定的なフィルタで抽出後に検出している（以下、「従来例１」という；特許文献１参照）。また、隣接妨害等の妨害信号の検出に際して、妨害信号の周波数帯域を変更する場合には、当該フィルタのパラメータを変更する技術も提案されている（以下、「従来例２」という；特許文献２参照）。

特許第３３３５４１１号公報 特許第３５６８１０２号公報

上述した従来例１の技術では、予め定められた隣接局信号帯域という固定の周波数帯域の信号については簡易な構成で信号検出を行うことができる。しかしながら、固定の周波数帯域以外の周波数帯域の信号を検出しようとすると、その周波数帯域に対応するフィルタを新たに用意することが必要となる。すなわち、従来例１の技術では、検出しようとする周波数帯域の種類が増えると、互いに異なる特性のフィルタを、検出しようとする周波数帯域の種類の数だけ用意することが必要となっていた。

従来例２の技術では、検出しようとする周波数帯域の種類が増えてもフィルタの種類を増やす必要はないが、当該フィルタの特性を変化させることが必要となる。しかしながら、フィルタの特性を変更するには、回路規模が大きくなる、又は、デジタル演算量が多くなる可変フィルタを利用することが必要となる。

上記の従来例１及び従来例２の技術における様々な周波数帯の信号を検出するに際して発生するフィルタ部分の構成の複雑化を解消することが、本発明が解決すべき課題の一つとして挙げられる。

本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、入力信号が含む周波数成分中における所望の周波数帯域の周波数成分を、簡易に検出することができる信号検出装置及び信号検出方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、第１信号及び前記第１信号の直交信号である第２信号に関する周波数のシフト量であるシフト周波数及びシフト方向に基づいて、前記第１信号の周波数成分の周波数が前記シフト方向に前記シフト周波数だけシフトされた第３信号、及び、前記第２信号の周波数成分の周波数が前記シフト方向に前記シフト周波数だけシフトされた第４信号を生成する周波数シフト手段と；前記第３信号及び前記第４信号に含まれる予め定められた範囲の周波数の信号成分を選択的に通過させるフィルタ手段と；前記フィルタ手段を通過した信号を検出する信号検出手段と；を備えることを特徴とする信号検出装置である。

請求項５に記載の発明は、第１信号及び前記第１信号の直交信号である第２信号に関する周波数のシフト量であるシフト周波数及びシフト方向に基づいて、前記第１信号の周波数成分の周波数が前記シフト方向に前記シフト周波数だけシフトされた第３信号、及び、前記第２信号の周波数成分の周波数が前記シフト方向に前記シフト周波数だけシフトされた第４信号を生成する周波数シフト工程と；前記第３信号及び前記第４信号に含まれる予め定められた範囲の周波数の信号成分を選択するフィルタリング工程と；前記フィルタリング工程において選択された信号成分を検出する信号検出工程と；を備える信号検出方法である。

以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明においては、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態を、図１〜図８を参照しつつ説明する。

＜構成＞
図１には、本実施形態に係る信号検出装置１００Ａの概略的な構成がブロック図にて示されている。この信号検出装置１００Ａは、信号源９１０から出力された信号Ｃ０における所望の周波数帯の信号を検出する装置であり、図１に示されるように、信号検出装置１００Ａは、信号生成手段としての直交信号生成部１１０と、信号検出部１２０Ａと、周波数シフト制御手段としての制御部１７０Ａとを備えている。

なお、本実施形態においては、説明を簡略化するため、信号Ｃ０は、次の（１）式によって表されるものとする。
Ｃ０(ｔ)∝Ｆ(ｔ)・ｃｏｓ(ω_C・ｔ＋φ) …（１）

かかる（１）式で表される信号としては、例えば、一般的なラジオ受信機におけるチューナ部から出力される中間周波数信号等を挙げることができる。この場合には、Ｆ（ｔ）には、角周波数ω_Cよりも十分に低い角周波数の成分のみが含まれる。

直交信号生成部１１０は、図２に示されるように、直交変調器１１１を備えている。この直交信号生成部１１０は、信号Ｃ０と同相の信号であり、下記の（２）式で表される信号Ｃ１と、信号Ｃ０が直交変調された信号であり、下記の（３）式で表される信号Ｓ１とが出力されるようになっている。
Ｃ１(ｔ)＝Ｆ(ｔ)・ｃｏｓ(ω_C・ｔ＋φ) …（２）
Ｓ１(ｔ)＝Ｆ(ｔ)・ｓｉｎ(ω_C・ｔ＋φ) …（３）

図１に戻り、信号検出部１２０Ａは、制御部１７０Ａによる制御のもとで、直交信号生成部１１０から出力された信号Ｃ１，Ｓ１における所望の周波数帯域の信号を検出する。この信号検出部１２０Ａについては、後述する。

制御部１７０Ａは、中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び周辺回路等を備えて構成される。この制御部１７０Ａには、不図示のキーボード等の操作入力デバイスや、液晶表示デバイス等の表示デバイスが接続されるようになっている。

制御部１７０Ａは、操作入力デバイスに入力された検出すべき信号の周波数帯域の指定に応じて、信号Ｃ１，Ｓ１に関する周波数シフトの量に対応するシフト角周波数ω_Sをシフト周波数指定ＳＦＡとして信号検出部１２０Ａへ送るとともに、シフト方向をシフト方向指定ＳＤＣとして信号検出部１２０Ａへ送る。また、制御部１７０Ａは、信号検出部１２０Ａからの検出結果Ｄ１，Ｄ２を受ける。そして、制御部１７０Ａは、検出結果Ｄ１，Ｄ２に対して予め定められた処理を行い、処理結果を表示デバイスに表示する等する。

なお、当該検出結果Ｄ１，Ｄ２に対して予め定められた処理としては、例えば、検出結果Ｄ１と検出結果Ｄ２との加算や、次の（４）式による信号パワーＤＰの算出等がある。
ＤＰ(ｔ)＝(Ｄ１(ｔ)²＋Ｄ２(ｔ)²)^1/2 …（４）

信号検出部１２０Ａは、発振手段としての局部発振部１３０と、周波数シフト手段としての周波数シフト部１９０Ａと、フィルタ手段としてのフィルタ部１５０と、信号検出手段としての検出部１６０とを備えている。ここで、周波数シフト部１９０Ａは、局部発振部１３０と、シフト算出部１４０Ａとを備えている。

局部発振部１３０は、図３に示されるように、発振器１３１と、９０°移相器１３２とを備える。ここで、発振器１３１は電圧制御発振素子等を備えて構成され、制御部１７０Ａからのシフト周波数指定ＳＦＡに従って、シフト周波数指定ＳＦＡに対応する角周波数ω_Sを有する信号を発生する。また、９０°移相器１３２は、発振器１３１によって発生された信号の位相を９０°だけ移動させる。

上記の発振器１３１と、９０°移相器１３２とを利用して、局部発振部１３０は、次の（５）式で表される信号Ｃ２、及び、信号Ｃ２の直交信号であり、次の（６）式で表される信号Ｓ２を発生し、シフト算出部１４０Ａへ出力する。
Ｃ２(ｔ)＝Ｇ・ｃｏｓ(ω_S・ｔ) …（５）
Ｓ２(ｔ)＝Ｇ・ｓｉｎ(ω_S・ｔ) …（６）
ここで、Ｇは定数である。

シフト算出部１４０Ａは、図４に示されるように、乗算器１４１〜１４４を備えている。また、シフト算出部１４０Ａは、加減算器１４６，１４７とを備えている。

乗算器１４１〜１４４のそれぞれは、端子Ａで受けた信号と、端子Ｂで受けた信号との各時点における積を算出し、端子Ｃから算出結果を出力する。すなわち、乗算器１４１は、直交信号生成部１１０から出力された信号Ｃ１と、局部発振部１３０から出力された信号Ｃ２との各時点における積を算出して出力する。乗算器１４２は、直交信号生成部１１０から出力された信号Ｓ１と、局部発振部１３０から出力された信号Ｓ２との各時点における積を算出して出力する。乗算器１４３は、直交信号生成部１１０から出力された信号Ｓ１と、局部発振部１３０から出力された信号Ｃ２との各時点における積を算出して出力する。乗算器１４４は、直交信号生成部１１０から出力された信号Ｃ１と、局部発振部１３０から出力された信号Ｓ２との各時点における積を算出して出力する。

加減算器１４６は、端子Ｉ１で乗算器１４１による算出結果を受けるとともに、端子Ｉ２で乗算器１４２による算出結果を受ける。そして、制御部１７０Ａからのシフト方向指定ＳＤＣに従って、端子Ｉ１で受けた信号と、端子Ｉ２で受けた信号との各時点における差又は和を算出する。

具体的には、制御部１７０Ａからのシフト方向指定ＳＤＣによって＋側への周波数シフトが指定されると、加減算器１４６は、端子Ｉ１で受けた信号の値から端子Ｉ２で受けた信号の値を減算する。この結果、次の（７）式で表される信号が、信号Ｃ３として生成される。
Ｃ３(ｔ)＝Ｃ１(ｔ)・Ｃ２(ｔ)−Ｓ１(ｔ)・Ｓ２(ｔ)
＝Ｇ・Ｆ(ｔ)・ｃｏｓ((ω_C＋ω_S)・ｔ＋φ) …（７）

すなわち、上述した信号Ｃ１に関してシフト角周波数ω_Sだけ＋側に周波数シフトした信号が、信号Ｃ３として生成される。こうして生成された信号Ｃ３は、加減算器１４６の端子Ｏからフィルタ部１５０へ出力される。

また、制御部１７０Ａからのシフト方向指定ＳＤＣによって−側への周波数シフトが指定されると、加減算器１４６は、端子Ｉ１で受けた信号の値に端子Ｉ２で受けた信号の値を加算する。この結果、次の（８）式で表される信号が、信号Ｃ３として生成される。
Ｃ３(ｔ)＝Ｃ１(ｔ)・Ｃ２(ｔ)＋Ｓ１(ｔ)・Ｓ２（ｔ）
＝Ｇ・Ｆ(ｔ)・ｃｏｓ((ω_C−ω_S)・ｔ＋φ) …（８）

すなわち、上述した信号Ｃ１に関してシフト角周波数ω_Sだけ−側に周波数シフトした信号が、信号Ｃ３として生成される。こうして生成された信号Ｃ３は、加減算器１４６の端子Ｏからフィルタ部１５０へ出力される。

加減算器１４７は、端子Ｉ１で乗算器１４３による算出結果を受けるとともに、端子Ｉ２で乗算器１４４による算出結果を受ける。そして、制御部１７０Ａからのシフト方向指定ＳＤＣに従って、端子Ｉ１で受けた信号と、端子Ｉ２で受けた信号との各時点における和又は差を算出する。

具体的には、制御部１７０Ａからのシフト方向指定ＳＤＣによって＋側への周波数シフトが指定されると、加減算器１４７は、端子Ｉ１で受けた信号の値に端子Ｉ２で受けた信号の値を加算する。この結果、次の（９）式で表される信号が、信号Ｃ３として生成される。
Ｓ３(ｔ)＝Ｓ１(ｔ)・Ｃ２(ｔ)＋Ｃ１(ｔ)・Ｓ２(ｔ)
＝Ｇ・Ｆ(ｔ)・ｓｉｎ((ω_C＋ω_S)・ｔ＋φ) …（９）

すなわち、上述した信号Ｓ１に関してシフト角周波数ω_Sだけ＋側に周波数シフトした信号が、信号Ｓ３として生成される。こうして生成された信号Ｓ３は、加減算器１４７の端子Ｏからフィルタ部１５０へ出力される。

また、制御部１７０Ａからのシフト方向指定ＳＤＣによって−側への周波数シフトが指定されると、加減算器１４７は、端子Ｉ１で受けた信号の値から端子Ｉ２で受けた信号の値を減算する。この結果、次の（１０）式で表される信号が、信号Ｓ３として生成される。
Ｓ３(ｔ)＝Ｓ１(ｔ)・Ｃ２(ｔ)−Ｃ１(ｔ)・Ｓ２(ｔ)
＝Ｇ・Ｆ(ｔ)・ｓｉｎ((ω_C−ω_S)・ｔ＋φ) …（１０）

すなわち、上述した信号Ｓ１に関してシフト角周波数ω_Sだけ−側に周波数シフトした信号が、信号Ｓ３として生成される。こうして生成された信号Ｓ３は、加減算器１４７の端子Ｏからフィルタ部１５０へ出力される。

フィルタ部１５０は、図５に示されるように、フィルタ１５１と、フィルタ１５２とを備えている。これらのフィルタ１５１と、フィルタ１５２とは同一の周波数成分に対しては、同一の所定の透過特性を有している。フィルタ１５１は、シフト算出部１４０Ａからの信号Ｃ３における所定の周波数成分を選択的に通過させ、信号Ｃ４として検出部１６０へ出力する。また、フィルタ１５２は、シフト算出部１４０Ａからの信号Ｓ３における所定の周波数成分を選択的に通過させ、信号Ｓ４として検出部１６０へ出力する。

ここで、フィルタ１５１及びフィルタ１５２は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）及びハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、並びにこれらの組合せの内の任意のものとすることができる。なお、本実施形態では、フィルタ１５１及びフィルタ１５２として、図６に示されるような透過特性（カットオフ角周波数＝ω_HP）を有するハイパスフィルタを採用している。

検出部１６０は、図７に示されるように、信号検出器１６１と、信号検出器１６２とを備えている。信号検出器１６１は、フィルタ部１５０からの信号Ｃ４を検出し、検出結果Ｄ１として制御部１７０Ａへ出力する。また、信号検出器１６２は、フィルタ部１５０からの信号Ｓ４を検出し、検出結果Ｄ２として制御部１７０Ａへ出力する。

＜動作＞
次に、上記のように構成された信号検出装置１００Ａにおける信号検出動作について説明する。なお、以下においては、周波数シフト量が０から、徐々に−方向側への周波数シフト量を増やしていく場合に主に着目して説明する。

まず、操作入力デバイス（不図示）からの周波数シフト量に対応するシフト角周波数ω_Sを０とする指令入力に従って、制御部１７０Ａが、シフト周波数指定ＳＦＡにより、シフト角周波数ω_Sが０である旨を信号検出部１２０Ａの局部発振部１３０へ通知する。なお、シフト角周波数ω_Sが０である場合には、シフト方向の指定は＋方向及び−方向のいずれの指定あっても同様であるが、上述したように、今後、徐々に−方向側へのシフト角周波数ω_Sを増やしていくことから、制御部１７０Ａは、シフト方向指定ＳＤＣにより、シフト方向が−方向である旨をシフト算出部１４０Ａへ通知するものとする。この場合には、シフト角周波数ω_Sが０であるので、局部発振部１３０は、信号Ｃ２として一定値Ｇの信号を生成するとともに、信号Ｓ２として値０の信号を生成し（上述の（５）及び（６）式参照）、シフト算出部１４０Ａへ送る。

一方、直交信号生成部１１０は、信号源９１０からの信号Ｃ０から、信号Ｃ１と、信号Ｃ１の直交信号Ｓ１を生成する（上述の（２）及び（３）式参照）。直交信号生成部１１０は、こうして生成された信号Ｃ１，Ｓ１をシフト算出部１４０Ａへ送る。

この結果、シフト算出部１４０Ａでは、次の（１１）及び（１２）式で表わされる信号Ｃ３，Ｓ３が生成される。
Ｃ３(ｔ)＝Ｇ・Ｆ(ｔ)・ｃｏｓ(ω_C・ｔ＋φ) …（１１）
Ｓ３(ｔ)＝Ｇ・Ｆ(ｔ)・ｓｉｎ(ω_C・ｔ＋φ) …（１２）

すなわち、シフト算出部１４０Ａでは、信号Ｃ１，Ｓ１に対して周波数シフトが行われていないものが、信号Ｃ３，Ｓ３として出力される（図８（Ａ）参照）。そして、信号Ｃ３，Ｓ３における角周波数ω_HPよりも高い角周波数に対応する周波数帯域の信号成分が、フィルタ部１５０を通過して検出部１６０において検出される。この結果、信号源９１０からの入力信号Ｃ０における角周波数ω_HPよりも高い角周波数に対応する周波数帯域の信号成分に相当する信号の検出が検出部１６０において行われる。こうして得られた検出結果は、制御部１７０Ａにおいて所定の処理が施された後に、表示デバイス（不図示）に表示される等する。

次に、操作入力デバイスからのシフト角周波数をω_S1とし、シフト方向を−方向とする指令入力に従って、制御部１７０Ａが、シフト周波数指定ＳＦＡにより、シフト角周波数がω_S1である旨を局部発振部１３０へ通知するとともに、シフト方向指定ＳＤＣにより、シフト方向が−方向である旨をシフト算出部１４０Ａへ通知する。この結果、局部発振部１３０は、角周波数ω_S1の信号Ｃ２，Ｓ２が生成され、シフト算出部１４０Ａへ送られる。

一方、シフト算出部１４０Ａへは、上述のように、直交信号生成部１１０から信号Ｃ１，Ｓ１が送られているので、シフト算出部１４０Ａでは、次の（１３）及び（１４）式で表わされる信号Ｃ３，Ｓ３が生成される。
Ｃ３(ｔ)＝Ｇ・Ｆ(ｔ)・ｃｏｓ((ω_C−ω_S1)・ｔ＋φ) …（１３）
Ｓ３(ｔ)＝Ｇ・Ｆ(ｔ)・ｓｉｎ((ω_C−ω_S1)・ｔ＋φ) …（１４）

すなわち、シフト算出部１４０Ａでは、信号Ｃ１，Ｓ１に対して−方向へ角周波数ω_S1だけ周波数シフトが行われたものが、信号Ｃ３，Ｓ３として出力される（図８（Ｂ）参照）。そして、信号Ｃ３，Ｓ３における角周波数ω_HPよりも高い角周波数に対応する周波数帯域の信号成分が、フィルタ部１５０を通過して検出部１６０において検出される。この結果、信号源９１０からの入力信号Ｃ０における角周波数（ω_S1＋ω_HP）よりも高い角周波数に対応する周波数帯域の信号成分に相当する信号の検出が検出部１６０において行われる。こうして得られた検出結果は、制御部１７０Ａにおいて所定の処理が施された後に、表示デバイスに表示される等する。

次いで、操作入力デバイスからのシフト角周波数をω_S2（＞ω_S1）とし、シフト方向を−方向とする指令入力に従って、制御部１７０Ａが、シフト周波数指定ＳＦＡにより、シフト角周波数がω_S2である旨を局部発振部１３０へ通知するとともに、シフト方向指定ＳＤＣにより、シフト方向が−方向である旨をシフト算出部１４０Ａへ通知する。この結果、局部発振部１３０は、角周波数ω_S2の信号Ｃ２，Ｓ２が生成され、シフト算出部１４０Ａへ送られる。

一方、シフト算出部１４０Ａへは、上述のように、直交信号生成部１１０から信号Ｃ１，Ｓ１が送られているので、シフト算出部１４０Ａでは、次の（１５）及び（１６）式で表わされる信号Ｃ３，Ｓ３が生成される。
Ｃ３(ｔ)＝Ｇ・Ｆ(ｔ)・ｃｏｓ((ω_C−ω_S2)・ｔ＋φ) …（１５）
Ｓ３(ｔ)＝Ｇ・Ｆ(ｔ)・ｓｉｎ((ω_C−ω_S2)・ｔ＋φ) …（１６）

すなわち、シフト算出部１４０Ａでは、信号Ｃ１，Ｓ１に対して−方向へ角周波数ω_S2だけ周波数シフトが行われたものが、信号Ｃ３，Ｓ３として出力される（図８（Ｃ）参照）。そして、信号Ｃ３，Ｓ３における角周波数ω_HPよりも高い角周波数に対応する周波数帯域の信号成分が、フィルタ部１５０を通過して検出部１６０において検出される。この結果、信号源９１０からの入力信号Ｃ０における角周波数（ω_S2＋ω_HP）よりも高い角周波数に対応する周波数帯域の信号成分に相当する信号の検出が検出部１６０において行われる。こうして得られた検出結果は、制御部１７０Ａにおいて所定の処理が施された後に、表示デバイスに表示される等する。

以後、操作入力デバイスからのシフト角周波数及びシフト方向の指令入力に従って、上記の場合と同様にして、当該指令入力及びフィルタ部１５０の特性に対応する信号Ｃ０の周波数帯域の信号成分に相当する信号が検出される。そして、検出結果に対する所定の処理結果が表示デバイスに表示される等する。

なお、上記では、周波数シフト量が０から、徐々に−方向側への周波数シフト量を増やしていく場合について説明したが、周波数シフト量の変化のさせ方は、いかなる態様であってもよい。

以上説明したように、本実施形態では、信号源９１０からの信号Ｃ０の同相信号Ｃ１及びその直交信号Ｓ１、並びに制御部１７０Ａが指定したシフト周波数を有する局部発振信号Ｃ２及びその直交信号Ｓ２に基づいて、制御部１７０Ａが指定したシフト方向に信号Ｃ１，Ｓ１をシフト周波数だけシフトさせた信号Ｃ３，Ｓ３を生成する。そして、信号Ｃ３，Ｓ３における固定的な周波数帯域を固定的なフィルタで抽出して検出する。したがって、信号源９１０が含む周波数成分中における所望の周波数帯域の周波数成分を、簡易に検出することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を、図９及び図１０を参照しつつ説明する。

＜構成＞
図９に示されるように、本実施形態の信号検出装置１００Ｂは、上述した第１実施形態の信号検出装置１００Ａと比べて、信号検出部１２０Ａに代えて信号検出部１２０Ｂを備える点、及び、制御部１７０Ａに代えて制御部１７０Ｂを備える点のみが異なっている。ここで、制御部１７０Ｂは、制御部１７０Ａが、シフト周波数指定ＳＦＡにより必ず正のシフト周波数を指定し、シフト方向指定ＳＤＣによりシフト方向を指定するのに対して、シフト周波数指定ＳＦＢにより符号付のシフト周波数を指定することにより、シフト周波数及びシフト方向を指定するようになっている。

信号検出部１２０Ｂは、信号検出部１２０Ａと比べて、周波数シフト部１９０Ａに代えて周波数シフト部１９０Ｂを備える点のみが異なっている。そして、周波数シフト部１９０Ｂは、周波数シフト部１９０Ａと比べて、シフト算出部１４０Ａに変えてシフト算出部１４０Ｂを備える点のみが異なっている。このシフト算出部１４０Ｂは、図１０に示されるように、上述のシフト算出部１４０Ａと比べて、加減算器１４６に代えて減算器１４８を備える点、及び、加減算器１４７に代えて加算器１４９を備える点のみが異なっている。

＜動作＞
上記のように構成された信号検出装置１００Ｂでは、操作入力デバイス（不図示）からの周波数シフト量及びシフト方向の指令入力に従って、制御部１７０Ｂが、シフト周波数指定ＳＦＢにより、符号付のシフト角周波数ω_Sを信号検出部１２０Ｂに送る。以後、上述の信号検出装置１００Ａの場合と同様にして、信号検出動作を行う。

このため、本実施形態では、第１実施形態の場合と同様に、信号源９１０からの信号Ｃ０の同相信号Ｃ１及びその直交信号Ｓ１を周波数シフトした後、固定的な周波数帯域を固定的なフィルタで抽出して検出する。したがって、信号源９１０が含む周波数成分中における所望の周波数帯域の周波数成分を、簡易に検出することができる。

また、シフト方向の切り換えのために上述の第１実施形態の場合のようにシフト方向指令を切り換える必要がないので、シフト方向を−方向から＋方向へ、又は、＋方向から−方向へ連続的に変化させることを容易に制御することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を、図１１及び図１２を主に参照しつつ説明する。

＜構成＞
図１１に示されるように、本実施形態の信号検出装置１００Ｃは、上述した第１実施形態の信号検出装置１００Ａと比べて、制御部１７０Ａに代えて制御部１７０Ｃを備える点のみが異なっている。この制御部１７０Ｃは、検出部１６０による検出結果を考慮して、シフト角周波数ω_Sを自動的に変更するようになっている。

本実施形態では、信号源９１０からの信号Ｃ０のスペクトル分布において、角周波数ω_Cよりも角周波数が高い周波数帯域に、ピークが存在する場合に、当該ピークに対応する信号成分の殆ど全てがフィルタ部を通過するようになるまで、−方向において、十分に大きなシフト角周波数から徐々にシフト角周波数を小さくしていくように変化させるようになっている。

＜動作＞
上記のように構成された信号検出装置１００Ｃでは、以下のようにして信号検出を行う。

まず、制御部１７０Ｃが、シフト周波数指定ＳＦＡにより、シフト角周波数ω_Sが十分に大きな角周波数ω_S3である旨を局部発振部１３０へ通知するとともに、シフト方向指定ＳＤＣにより、シフト方向が−方向である旨をシフト算出部１４０Ａへ通知する。この結果、局部発振部１３０は、角周波数ω_S3の信号Ｃ２，Ｓ２が生成され、シフト算出部１４０Ａへ送られる。

一方、シフト算出部１４０Ａへは、上述のように、直交信号生成部１１０から信号Ｃ１，Ｓ１が送られているので、シフト算出部１４０Ａでは、信号Ｃ１，Ｓ１に対して−方向へ角周波数ω_S3だけ周波数シフトが行われたものが、信号Ｃ３，Ｓ３として出力される（図１２（Ａ）参照）。そして、信号Ｃ３，Ｓ３における角周波数ω_HPよりも高い角周波数に対応する周波数帯域の信号成分が、フィルタ部１５０を通過して検出部１６０において検出される。この結果、信号源９１０からの入力信号Ｃ０における角周波数（ω_S3＋ω_HP）よりも高い角周波数に対応する周波数帯域の信号成分に相当する信号の検出が検出部１６０において行われる。こうして得られた検出結果は、制御部１７０Ｃに報告される。

以後、制御部１７０Ｃは、シフト方向として−方向を維持して、シフト角周波数ω_Sを徐々に小さくしていきつつ、フィルタ部１５０によって抽出された信号成分が検出部１５０により検出されて、制御部１７０Ｃに報告される。こうして得られた検出結果の変化に基づいて、制御部１７０Ｃは、信号Ｃ０のスペクトル分布において角周波数ω_Cよりも角周波数が高い周波数帯域にピークが存在し、かつ、当該ピークに対応する信号成分の殆ど全てがフィルタ部を通過するようになったかを判定する。

そして、図１２（Ｂ）に示されるように、シフト角周波数ω_Sがω_S4となり、当該判定が肯定的となると、制御部１７０Ｃは、シフト角周波数ω_Sの変更を中止する。そして、この時点におけるシフト角周波数ω_S4及び検出部１６０による検出結果に対する所定の処理結果が表示デバイスに表示される等する。

なお、検出結果を考慮したシフト角周波数ω_Sの変更の態様は、上記に限定されるものではなく、任意の態様とすることができる。

以上説明したように、本実施形態では、第１及び第２実施形態の場合と同様に、信号源９１０からの信号Ｃ０の同相信号Ｃ１及びその直交信号Ｓ１を周波数シフトした後、固定的な周波数帯域を固定的なフィルタで抽出して検出する。したがって、信号源９１０が含む周波数成分中における所望の周波数帯域の周波数成分を、簡易に検出することができる。

また、制御部１７０Ｃが、検出部１６０における検出結果を考慮して、シフト角周波数ω_Sを自動的に変更する。このため、信号源９１０からの信号Ｃ０において予め定められた条件を満たす周波数帯域の信号成分を自動的に検出することができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態を、図１３〜図１６を主に参照しつつ説明する。

＜構成＞
図１３に示されるように、本実施形態の信号検出装置１００Ｄは、直交信号生成部１１０と、信号検出部１２０Ａ₁と、信号検出部１２０Ａ₂と、制御部１７０Ｄとを備えている。ここで、信号検出部１２０Ａ₁は、上述した第１及び第２実施形態における信号検出部１２０Ａと同様に構成されている。また、信号検出部１２０Ａ₂は、信号検出部１２０Ａ₁と比べて、フィルタ部の特性が異なっている点のみが相違している。なお、本実施形態では、信号検出部１２０Ａ₁のフィルタ部は、信号検出部１２０Ａの場合と同様に、図１４に示されるハイパスフィルタ特性を有しているのに対して、信号検出部１２０Ａ₂におけるフィルタ部は図１５に示されるようなローパスフィルタ特性を有するようになっている。

制御部１７０Ｄは、操作入力デバイス（不図示）に入力された検出すべき信号の周波数帯域の指定に従って、信号Ｃ１，Ｓ１に関する信号検出部１２０Ａ₁における周波数シフトの量に対応するシフト角周波数ω_SHをシフト周波数指定ＳＦＡ１として信号検出部１２０Ａ₁へ送るとともに、信号検出部１２０Ａ₁におけるシフト方向をシフト方向指定ＳＤＣ１として信号検出部１２０Ａ₁へ送る。また、制御部１７０Ｄは、信号Ｃ１，Ｓ１に関する信号検出部１２０Ａ₂における周波数シフトの量に対応するシフト角周波数ω_SLをシフト周波数指定ＳＦＡ２として信号検出部１２０Ａ₂へ送るとともに、信号検出部１２０Ａ₂におけるシフト方向をシフト方向指定ＳＤＣ２として信号検出部１２０Ａ₂へ送る。なお、制御部１７０Ｄも、上記の制御部１７０Ａの場合と同様に、信号検出部１２０Ａ₁，１２０Ａ₂における検出結果に対して所定の処理を施して、表示デバイス（不図示）に表示する等するようになっている。

＜動作＞
上記のように構成された信号検出装置１００Ｄでは、以下のようにして信号検出を行う。

まず、制御部１７０Ｄが、操作入力デバイスからの周波数帯域指定に従って、信号検出部１２０Ａ₁へシフト角周波数ω_SH及びシフト方向を、シフト周波数指定ＳＦＡ１及びシフト方向指定ＳＤＣ１として送るとともに、信号検出部１２０Ａ₂へシフト角周波数ω_SL及びシフト方向を、シフト周波数指定ＳＦＡ２及びシフト方向指定ＳＤＣ２として送る。

一方、信号検出部１２０Ａ₁及び信号検出部１２０Ａ₂へは、直交信号生成部１１０から信号Ｃ１，Ｓ１が送られている。この結果、信号検出部１２０Ａ₁では、信号Ｃ１，Ｓ１に対してシフト方向指定ＳＤＣ１により指定されたシフト方向にシフト角周波数ω_SHだけ周波数シフトされた信号における角周波数ω_HPよりも高い角周波数に対応する周波数帯域の信号成分が検出される。また、信号検出部１２０Ａ₂では、信号Ｃ１，Ｓ１に対してシフト方向指定ＳＤＣ２により指定されたシフト方向にシフト角周波数ω_SLだけ周波数シフトされた信号における角周波数ω_LPよりも低い角周波数に対応する周波数帯域の信号成分が検出される。

この結果、例えば、シフト方向指定ＳＤＣ１のシフト方向が−側であり、シフト方向指定ＳＤＣ２のシフト方向が＋側であった場合には、図１６に示されるように、信号源９１０から出力された信号Ｃ０における角周波数（ω_HP＋ω_SH）よりも高い角周波数に対応する周波数帯域の信号成分、及び、信号Ｃ０における角周波数（ω_LP−ω_SL）よりも低い角周波数に対応する周波数帯域の信号成分に相当する信号が、信号検出部１２０Ａ₁及び信号検出部１２０Ａ₂により同時に検出される。そして、これらの検出結果が、制御部１７０Ｄにおいて所定の処理が施された後、表示デバイス（不図示）に表示する等される。

なお、シフト方向指定ＳＤＣ１のシフト方向が＋側であった場合には、信号検出部１２０Ａ₁においては、信号Ｃ０における角周波数（ω_HP−ω_SH）よりも高い角周波数に対応する周波数帯域の信号成分が検出される。また、シフト方向指定ＳＤＣ２のシフト方向が−側であった場合には、信号検出部１２０Ａ₂においては、信号Ｃ０における角周波数（ω_LP＋ω_SL）よりも低い角周波数に対応する周波数帯域の信号成分が検出される。

以上説明したように、本実施形態では、第１〜第３実施形態の場合と同様に、信号源９１０からの信号Ｃ０の同相信号Ｃ１及びその直交信号Ｓ１を周波数シフトした後、固定的な周波数帯域を固定的なフィルタで抽出して検出する。したがって、信号源９１０が含む周波数成分中における所望の周波数帯域の周波数成分を、簡易に検出することができる。

また、２つの信号検出部１２０Ａ₁及び信号検出部１２０Ａ₂により並行して信号検出を行うので、信号源９１０からの信号Ｃ０における所望の２つの異なる周波数帯の信号成分を同時に検出することができる。例えば、希望局からの放送波の周辺における妨害波に由来する信号を検出することができる。

［実施形態の変形］
本発明は、上記の第１〜第４実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

例えば、上記の第１〜第４実施形態では、信号源９１０の信号Ｃ０が上述の（１）式で表されるものとしたが、より一般的な次の（１７）式で表される場合であっても、上記の第１〜第３実施形態の場合と同様に、所望の周波数帯域の信号成分を検出することができる。
Ｃ０(ｔ)＝Ｆ１・ｃｏｓ(ω₁・ｔ＋φ₁)＋Ｆ２・ｃｏｓ(ω₂・ｔ＋φ₂)＋・・・
…（１７）

この場合には、直交信号生成部１１０は、９０°移相器又はヒルベルト変換器等を備え、信号Ｃ０の同相信号Ｃ１と、信号Ｃ１の直交信号Ｓ１を生成するようにすればよい。

また、上記の第１〜第４実施形態では、信号源９１０の信号Ｃ０から信号Ｃ０の同相信号Ｃ１及びその直交信号Ｓ１を生成するようにしたが、信号源から同相信号及びその直交信号が出力される場合には、直交信号生成部１１０を省略することができる。

また、上記の第１〜第３実施形態では、フィルタ部１５０がハイパス特性を有するようにしたが、ローパス特性、バンドパス特性、又はこれらの組合せ特性を有するようにすることもできる。

また、上記の第１実施形態では、操作入力デバイスからは、個別のシフト周波数とシフト方向が入力されるようにしたが、周波数シフト量の範囲を入力できるようにし、その範囲内で周波数シフト量を自動的に変化させつつ、信号検出を行うようにすることもできる。

また、第１実施形態に対する第２実施形態への変形、すなわち、符号付のシフト周波数の指定の採用を、第３及び第４実施形態に適用することもできる。

また、第１実施形態に対する第３実施形態への変形、すなわち、検出結果を考慮したシフト周波数量の自動的な変更の採用を、第２及び第４実施形態に適用することもできる。

また、上記の第１〜第３実施形態では１つの信号検出部１２０Ａを備え、上記の第４実施形態では２つの信号検出部１２０Ａ₁，１２０Ａ₂を備えるようにしたが、信号検出部１２０Ａと同等な信号検出部を３つ以上備えるようにして、信号検出装置を構成するようにしてもよい。

また、上記の第１〜第４実施形態では、信号源９１０の信号Ｃ０を直交変調した信号Ｓ１を上述の（３）式で表される信号としたが、下記（１８）式で表される場合であっても、シフト算出部における乗算又は加減算等を変更することにより、上記の第１〜第４実施形態の場合と同様に、所望の周波数帯域の信号成分を検出することができる。
Ｓ１(ｔ)＝Ｆ(ｔ)・(−ｓｉｎ(ω_C・ｔ＋φ)) …（１８）

また、第１〜第４実施形態における直交信号生成部及び信号検出部の機能は、信号源９１０からデジタル形式で信号Ｃ０が出力される場合には、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）におけるプログラムの実行によっても実現することができる。かかる場合には、上記の局部発振部１３０の機能は、位相又は角周波数の指定に従って、ｓｉｎ及びｃｏｓのテーブル参照をすることにより、上記Ｃ２，Ｓ２信号を発生させるようにすることができる。なお、これらのプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬型記録媒体に記録された形態で取得されるようにしてもよいし、インターネットなどのネットワークを介した配送の形態で取得されるようにしてもよい。

本発明の第１実施形態に係る信号検出装置の概略的な構成を示すブロック図である。 図１の装置における直交信号生成部の構成を示すブロック図である。 図１の装置における局部発振部の構成を示すブロック図である。 図１の装置におけるシフト算出部の構成を示すブロック図である。 図１の装置におけるフィルタ部の構成を示すブロック図である。 図５のフィルタの特性の例を説明するための図である。 図１の装置における検出部の構成を示すブロック図である。 図１の装置による信号検出動作を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る信号検出装置の概略的な構成を示すブロック図である。 図９の装置におけるシフト算出部の構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る信号検出装置の概略的な構成を示すブロック図である。 図１１の装置による信号検出動作を説明するための図である。 本発明の第４実施形態に係る信号検出装置の概略的な構成を示すブロック図である。 図１３の装置におけるフィルタの特性の例を説明するための図（その１）である。 図１３の装置におけるフィルタの特性の例を説明するための図（その２）である。 図１３の装置による信号検出動作を説明するための図である。

符号の説明

１００Ａ〜１００Ｄ … 信号検出装置
１１０ … 直交信号生成部（信号生成手段）
１５０ … フィルタ部（フィルタ手段）
１６０ … 検出部（信号検出手段）
１７０Ａ〜１７０Ｄ … 制御部（周波数シフト制御手段）
１９０Ａ，１９０Ｂ … 周波数シフト部（周波数シフト手段）

Claims (5)

1. 第１信号及び前記第１信号の直交信号である第２信号に関する周波数のシフト量であるシフト周波数及びシフト方向に基づいて、前記第１信号の周波数成分の周波数が前記シフト方向に前記シフト周波数だけシフトされた第３信号、及び、前記第２信号の周波数成分の周波数が前記シフト方向に前記シフト周波数だけシフトされた第４信号を生成する周波数シフト手段と；
   前記第３信号及び前記第４信号に含まれる予め定められた範囲の周波数の信号成分を選択的に通過させるフィルタ手段と；
   前記フィルタ手段を通過した信号を検出する信号検出手段と；を備えることを特徴とする信号検出装置。
2. 前記周波数シフト手段に対して前記シフト周波数及び前記シフト方向を指定する周波数シフト制御手段を更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の信号検出装置。
3. 前記周波数シフト制御手段は、前記検出手段による検出結果を考慮して、前記シフト周波数及び前記シフト方向を決定する、ことを特徴とする請求項２に記載の信号検出装置。
4. 外部からの入力信号から、前記第１信号を前記入力信号の同相信号として生成するとともに、前記第２信号を前記入力信号の直交信号として生成する信号生成手段を更に備える、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の信号検出装置。
5. 第１信号及び前記第１信号の直交信号である第２信号に関する周波数のシフト量であるシフト周波数及びシフト方向に基づいて、前記第１信号の周波数成分の周波数が前記シフト方向に前記シフト周波数だけシフトされた第３信号、及び、前記第２信号の周波数成分の周波数が前記シフト方向に前記シフト周波数だけシフトされた第４信号を生成する周波数シフト工程と；
   前記第３信号及び前記第４信号に含まれる予め定められた範囲の周波数の信号成分を選択するフィルタリング工程と；
   前記フィルタリング工程において選択された信号成分を検出する信号検出工程と；を備える信号検出方法。
   
   
   
   
   

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