JP2021032664A - Radio wave search device and radio wave search method - Google Patents

Radio wave search device and radio wave search method Download PDF

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健太郎 金成
Kentaro Kanari
健太郎 金成
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Abstract

To provide a radio wave search device with which, in a system that performs a signal search while rotating a directional antenna, it is possible to search for the signal to be analyzed, quickly at low cost.SOLUTION: According to an embodiment, a radio wave search device comprises a receiver, azimuth-frequency data generation means, moving average processing means and low-frequency signal extraction means. The receiver receives a wide-band signal while rotating a directional antenna. The azimuth-frequency data generation means generates azimuth-frequency data that indicates a signal level per receive frequency of the wide-band signal having been received in each azimuth of the directional antenna. The moving average processing means generates moving averaged azimuth-frequency data in which the signal level for each set of the azimuth and receive frequency indicated by the azimuth-frequency data is moving-averaged by a time base with respect to preset hours. The low-frequency signal extraction means compares the azimuth-frequency data with the moving averaged azimuth-frequency data, and extracts a signal of low frequency on the basis of a set of azimuth and receive frequency in which there is a difference in signal level exceeding a preset threshold.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、電波捜索装置、電波捜索方法に関する。 An embodiment of the present invention relates to a radio wave search device and a radio wave search method.

従来、受信アンテナにより受信される広帯域の信号について分析をする装置では、広帯域なスペクトラム信号に対して、ノイズレベルよりも若干高いレベルに信号検出しきい値を設定し、しきい値以上のレベルの信号に対して信号分析用受信機を同調して信号の分析を実施していた。これにより、信号検出しきい値より低いノイズ等が分析対象とならないようにしている。 Conventionally, in a device that analyzes a wideband signal received by a receiving antenna, a signal detection threshold value is set to a level slightly higher than the noise level for the wideband spectrum signal, and the level is higher than the threshold value. The signal analysis was performed by synchronizing the signal analysis receiver with the signal. As a result, noise and the like lower than the signal detection threshold value are prevented from being analyzed.

特開2007−037023号公報JP-A-2007-037023

従来技術では、広帯域なスペクトラム信号において、信号検出しきい値以上となる全ての信号に対して同調して信号の分析を実施していた。このため、広帯域なスペクトラム信号から分析の対象とする周波数の信号が多数抽出される場合がある。また、スペクトラム信号を表示させて人の判断により分析対象とする特定の信号を選択することも可能であるが、人員を確保しなければならず、また広帯域なスペクトラム信号の表示から該当する信号を抽出する作業の負担が大きい。 In the prior art, in a wide band spectrum signal, signal analysis is performed in synchronization with all signals exceeding the signal detection threshold value. Therefore, a large number of signals having a frequency to be analyzed may be extracted from the broadband spectrum signal. It is also possible to display the spectrum signal and select a specific signal to be analyzed by human judgment, but it is necessary to secure personnel, and the corresponding signal can be selected from the wideband spectrum signal display. The burden of extraction work is heavy.

信号の分析は、並列で異なる周波数の信号について分析を実施する方法、一定時間毎に分析対象とする周波数を切り替えながら信号の分析をする方法がある。 There are two methods for signal analysis: a method of analyzing signals of different frequencies in parallel, and a method of analyzing signals while switching the frequency to be analyzed at regular intervals.

並列で信号分析を実施する方法を用いる場合、分析対象とする異なる周波数の信号が多ければ、分析対象とする信号を受信するための受信機を多く設ける必要があるため装置が高価となるおそれがある。また、一定時間で周波数を切り替えながら信号分析をする方法を用いる場合、分析対象とする異なる周波数の信号が多ければ、信号分析の時間が非常に長くなるおそれがある。 When using the method of performing signal analysis in parallel, if there are many signals of different frequencies to be analyzed, it is necessary to provide many receivers for receiving the signals to be analyzed, which may increase the cost of the device. is there. Further, when a method of performing signal analysis while switching frequencies at a fixed time is used, if there are many signals of different frequencies to be analyzed, the signal analysis time may become very long.

さらに、指向性アンテナを回転させながら信号捜索をするシステムでは、アンテナの指向方位が目標の方位と一致したときほど目標の周波数の信号レベルが高くなるため、指向方位によって受信状態が大きく変わってしまう。このため、周波数毎の信号レベルのみに基づいて、分析対象とする信号を捜索することが困難であった。 Furthermore, in a system that searches for signals while rotating a directional antenna, the signal level of the target frequency becomes higher when the directional direction of the antenna matches the target direction, so the reception state changes greatly depending on the directional direction. .. Therefore, it is difficult to search for the signal to be analyzed based only on the signal level for each frequency.

本発明が解決しようとする課題は、指向性アンテナを回転させながら信号捜索をするシステムにおいて、安価かつ迅速に分析の対象とする信号の捜索が可能な電波捜索装置、電波捜索方法を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a radio wave search device and a radio wave search method capable of searching for a signal to be analyzed inexpensively and quickly in a system that searches for signals while rotating a directional antenna. Is.

実施形態によれば、電波捜索装置は、受信機、方位対周波数データ生成手段、移動平均処理手段、低頻度信号抽出手段を有する。受信機は、指向性アンテナを回転させながら、広帯域の信号を受信する。方位対周波数データ生成手段は、前記指向性アンテナの各方位において受信された前記広帯域の信号の受信周波数毎の信号レベルを示す方位対周波数データを生成する。移動平均処理手段は、前記方位対周波数データが示す方位と受信周波数の組のそれぞれについての信号レベルを、予め設定された時間分について時間軸で移動平均した移動平均方位対周波数データを生成する。低頻度信号抽出手段は、前記方位対周波数データと前記移動平均方位対周波数データとを比較して、予め設定されたしきい値を超える信号レベルの差がある方位と受信周波数の組をもとに低頻度の信号を抽出する。 According to the embodiment, the radio wave search device includes a receiver, directional vs. frequency data generation means, moving average processing means, and low frequency signal extraction means. The receiver receives a wideband signal while rotating the directional antenna. The azimuth-to-frequency data generation means generates directional-to-frequency data indicating the signal level of the wideband signal received in each direction of the directional antenna for each reception frequency. The moving average processing means generates moving average azimuth vs. frequency data obtained by moving averaging the signal levels for each of the directional and reception frequency pairs indicated by the directional vs. frequency data on the time axis for a preset time. The low-frequency signal extraction means compares the azimuth-to-frequency data with the moving average azimuth-frequency data, and based on a set of azimuth and reception frequency having a difference in signal level exceeding a preset threshold value. Extract low frequency signals.

本実施形態における電波捜索装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the radio wave search apparatus in this embodiment. 本実施形態の電波捜索装置による電波捜索処理を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating the radio wave search process by the radio wave search device of this embodiment. 移動平均処理部による移動平均処理を説明するための図。The figure for demonstrating the moving average processing by the moving average processing part. 移動平均方位対周波数データに応じた方位対周波数マップの一例を示す図。The figure which shows an example of the direction-to-frequency map corresponding to the moving average direction-to-frequency data. 方位対周波数データに応じた方位対周波数マップの一例を示す図。The figure which shows an example of the direction-to-frequency map corresponding to the direction-to-frequency data.

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態における電波捜索装置1の構成を示すブロック図である。電波捜索装置1は、例えば電波環境を調査する装置に設けられるもので、広帯域の周波数の電波を監視対象とする。本実施形態の電波捜索装置1は、監視対象とする広帯域の電波のうち、恒常的に放射される既知の電波については分析が不要な電波であることから、恒常的に放射される既知の電波を除いた、新たに出現した出現頻度が低い電波のみを抽出して分析を実行できるようにする。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radio wave search device 1 according to the present embodiment. The radio wave search device 1 is provided in, for example, a device for investigating a radio wave environment, and monitors radio waves having a wide band frequency. The radio wave search device 1 of the present embodiment is a radio wave that does not require analysis for a known radio wave that is constantly radiated among the wideband radio waves to be monitored, and therefore is a known radio wave that is constantly radiated. Except for, only newly appearing radio waves with low frequency of appearance are extracted so that analysis can be performed.

恒常的に放射される既知の電波としては、例えばテレビ放送やラジオ放送などの放送局からの電波、無線通信システムにおける基地局からの電波、使用目的が特定された既定の周波数帯を利用した無線通信電波や機器制御用の電波などがある。既知の電波を除いた新たに出現した出現頻度が低い電波としては、例えば違法無線機からの電波、使用目的が特定されていない周波数帯の電波、移動体(発信源)からの電波などがある。 Known radio waves that are constantly radiated include, for example, radio waves from broadcasting stations such as television broadcasting and radio broadcasting, radio waves from base stations in wireless communication systems, and radio waves using a predetermined frequency band for which the purpose of use is specified. There are communication radio waves and radio waves for device control. Newly appearing radio waves with low frequency of appearance, excluding known radio waves, include, for example, radio waves from illegal radio waves, radio waves in frequency bands for which the purpose of use is not specified, and radio waves from mobile bodies (sources). ..

電波捜索装置1は、受信アンテナ11、信号捜索用受信機12、方位対周波数データ生成部13、移動平均処理部14、低頻度信号抽出部15、信号分析用受信機16、信号分析機能部17、及び表示装置18を有する。 The radio wave search device 1 includes a receiving antenna 11, a signal search receiver 12, an azimuth-to-frequency data generation unit 13, a moving average processing unit 14, a low-frequency signal extraction unit 15, a signal analysis receiver 16, and a signal analysis function unit 17. , And a display device 18.

受信アンテナ11は、指向性アンテナであって、回転しながら全方位(360°)の電波を受信する。受信アンテナ11は、電波の受信対象とする各方位において、信号捜索用受信機12による広帯域の周波数の信号を掃引しながら受信する処理を実行可能とする速度で回転される。 The receiving antenna 11 is a directional antenna and receives radio waves in all directions (360 °) while rotating. The receiving antenna 11 is rotated at a speed that enables processing of receiving a signal having a wide band frequency while being swept by the signal search receiver 12 in each direction in which the radio wave is to be received.

信号捜索用受信機12は、受信アンテナ11を通じて、監視対象とする広帯域の周波数の電波を掃引しながら受信する。信号捜索用受信機12は、受信アンテナ11による電波の受信対象とする方位(以下、受信方位と称する場合がある)毎に、監視対象とする広帯域の周波数について受信周波数(以下、単に周波数と表記する場合がある)毎の電波を掃引しながら受信する。例えば、信号捜索用受信機12は、受信アンテナ11が所定角度(例えば1°)回転される毎に、監視対象とする周波数帯の各周波数のそれぞれにおいて電波を掃引しながら受信する。これにより、方位毎の各周波数の電波を受信することができる。 The signal search receiver 12 receives the radio waves of the wide band frequency to be monitored while sweeping through the receiving antenna 11. The signal search receiver 12 receives a reception frequency (hereinafter, simply referred to as a frequency) for a wide band frequency to be monitored for each direction (hereinafter, may be referred to as a reception direction) for receiving radio waves by the reception antenna 11. (May be) Receive while sweeping each radio wave. For example, the signal search receiver 12 receives radio waves while sweeping each frequency in the frequency band to be monitored each time the receiving antenna 11 is rotated by a predetermined angle (for example, 1 °). As a result, it is possible to receive radio waves of each frequency for each direction.

方位対周波数データ生成部13は、信号捜索用受信機12により受信された電波をもとに、受信アンテナ11の各方位において受信された広帯域の信号の受信周波数毎の信号レベルを示す方位対周波数データを生成する。すなわち、方位対周波数データ生成部13は、受信アンテナ11による受信対象とする全ての方位と全ての受信周波数との組について[方位:周波数:信号レベル]を対応づけたデータを生成する。 The azimuth-to-frequency data generation unit 13 indicates the azimuth-to-frequency signal level for each reception frequency of the broadband signal received in each direction of the receiving antenna 11 based on the radio wave received by the signal search receiver 12. Generate data. That is, the azimuth-to-frequency data generation unit 13 generates data in which [direction: frequency: signal level] is associated with each pair of all directions to be received by the receiving antenna 11 and all reception frequencies.

移動平均処理部14は、方位対周波数データ生成部13により生成された方位対周波数データをもとに、方位対周波数データが示す方位と受信周波数の組のそれぞれについての信号レベルを、予め設定された時間分について時間軸で移動平均した移動平均方位対周波数データを生成する。移動平均処理部14は、方位と受信周波数の組のそれぞれについて、予め設定された時間(例えば6時間)に受信された信号レベルを積算(重畳)した平均を、時間経過に伴って対象とする時間をずらしながら算出する。移動平均の対象とする時間は、予め固定的に設定されていても良いし、ユーザ操作によって予め設定(変更)できるようにしても良い(6時間、12時間、24時間、48時間など)。 Based on the azimuth-to-frequency data generated by the azimuth-to-frequency data generation unit 13, the moving average processing unit 14 presets the signal levels for each of the azimuth-to-frequency data-indicated azimuth and reception frequency pairs. Generate moving average azimuth vs. frequency data that is moved averaged on the time axis for the time. The moving average processing unit 14 targets the average of the integrated (superimposed) signal levels received at a preset time (for example, 6 hours) for each of the azimuth and reception frequency sets over time. Calculate while shifting the time. The time to be the target of the moving average may be fixedly set in advance, or may be set (changed) in advance by user operation (6 hours, 12 hours, 24 hours, 48 hours, etc.).

移動平均処理をする時間を調整することで、信号の出現頻度を調整することが可能である。移動平均の時間を長くすると長期的(例えば日の単位)に出現頻度が少ない目標(電波の発信源)の検出が可能となる。また、移動平均の時間を短くすると短期的(例えば1時間単位)に出現頻度が少ない目標の検出が可能となる。 By adjusting the time for moving average processing, it is possible to adjust the frequency of signal appearance. If the moving average time is lengthened, it becomes possible to detect targets (radio wave transmission sources) that appear infrequently in the long term (for example, on a daily basis). Further, if the moving average time is shortened, it becomes possible to detect a target having a low frequency of appearance in a short period of time (for example, in units of 1 hour).

低頻度信号抽出部15は、信号捜索用受信機12により生成される方位対周波数データ(現在の電波の受信状況を表す)と、移動平均処理部14により生成された移動平均方位対周波数データ(現在までの移動平均の対象とする時間の電波の受信状況)とを比較して、予め設定されたしきい値を超える信号レベルの差がある方位と受信周波数の組をもとに低頻度の信号を抽出する。低頻度信号抽出部15は、方位対周波数データと移動平均方位対周波数データが示す、方位と受信周波数の組のそれぞれについて信号レベルを比較する。恒常的に放射される既知の電波に対応する信号レベルは、方位対周波数データが示す信号レベルと、移動平均により求められた移動平均方位対周波数データが示す信号レベルとに大きな差が生じない。一方、出現頻度が低い電波に対応する信号レベルは、移動平均することで信号レベルが低くなるため、方位対周波数データと移動平均方位対周波数データとの信号レベルの差は大きくなる。特に移動体からの電波については、同じ周波数の電波を出力し続けていたとしても、位置が移動することで、異なる方位と受信周波数の組のデータとして処理されるため、移動平均することで信号レベルが低くなる。従って、同様にして、方位対周波数データと移動平均方位対周波数データとの信号レベルの差は大きくなる。 The low-frequency signal extraction unit 15 includes azimuth-to-frequency data (representing the current reception status of radio waves) generated by the signal search receiver 12 and moving average azimuth-to-frequency data (representing the current reception status of radio waves) generated by the moving averaging processing unit 14. Compared with the reception status of radio waves for the time targeted for mobile averaging up to now), the frequency is low based on the set of azimuth and reception frequency with a difference in signal level exceeding a preset threshold value. Extract the signal. The low frequency signal extraction unit 15 compares the signal levels for each of the directional and received frequency pairs indicated by the directional vs. frequency data and the moving average directional vs. frequency data. The signal level corresponding to the known radio wave constantly emitted does not make a big difference between the signal level indicated by the azimuth-to-frequency data and the signal level indicated by the moving average azimuth-to-frequency data obtained by the moving average. On the other hand, the signal level corresponding to the radio wave having a low appearance frequency becomes lower by moving averaging, so that the difference in signal level between the azimuth-to-frequency data and the moving average azimuth-to-frequency data becomes large. In particular, for radio waves from mobile objects, even if they continue to output radio waves of the same frequency, they are processed as data of different azimuth and reception frequency sets by moving the position, so a signal is obtained by moving average. The level goes down. Therefore, similarly, the difference in signal level between the azimuth-to-frequency data and the moving average azimuth-to-frequency data becomes large.

なお、信号レベルの差を判定するしきい値は、恒常的に放射される既知の電波に対応する信号レベルと比較して、明らかにレベルが低いと判定される信号レベルを特定できる所定の値に設定される。しきい値は、予め固定的に設定されていても良いし、ユーザ操作によって予め設定できるようにしても良い。 The threshold value for determining the difference in signal levels is a predetermined value capable of specifying a signal level that is clearly determined to be low in comparison with the signal level corresponding to a known radio wave that is constantly radiated. Is set to. The threshold value may be fixedly set in advance, or may be set in advance by a user operation.

信号分析用受信機16は、低頻度信号抽出部15により抽出された低頻度信号に対応する周波数のみに従って、受信アンテナ11で受信した信号に対して同調処理をする。さらに、信号分析用受信機16は、方位対周波数データ生成部13により生成された方位対周波数データから特定される低頻度信号が受信された方位を、受信アンテナ11に対して指示をすることで対象目標(信号の発信源)を捕そくして、対象目標から発信される電波を受信する。 The signal analysis receiver 16 performs tuning processing on the signal received by the receiving antenna 11 according to only the frequency corresponding to the low frequency signal extracted by the low frequency signal extraction unit 15. Further, the signal analysis receiver 16 instructs the receiving antenna 11 of the direction in which the low-frequency signal specified from the direction-to-frequency data generated by the direction-to-frequency data generation unit 13 is received. It captures the target target (the source of the signal) and receives the radio waves transmitted from the target target.

信号分析機能部17は、信号分析用受信機16による同調処理により受信した信号に対して、所定の分析を実行する。 The signal analysis function unit 17 executes a predetermined analysis on the signal received by the tuning process by the signal analysis receiver 16.

表示装置18は、方位対周波数データ生成部13によって生成された方位対周波数データをもとに、方位と受信周波数の組のそれぞれにおける信号レベルを表す方位対周波数マップ(具体例については後述する)を表示する。方位対周波数マップは、例えば受信周波数と方位の2軸のマトリックスの方位と受信周波数の組のそれぞれに対応するエリアが、信号レベルに応じた表示属性によって表示される。すなわち、方位対周波数マップにおいて、恒常的に放射される既知の電波に相当する方位と受信周波数の組と、恒常的に放射される既知の電波を除いた低頻度の電波に相当する方位と受信周波数の組とを識別可能な表示形態により表示される。 The display device 18 is an azimuth-to-frequency map (specific examples will be described later) showing signal levels in each of the azimuth-to-receive frequency sets based on the directional-to-frequency data generated by the azimuth-to-frequency data generation unit 13. Is displayed. In the azimuth-to-frequency map, for example, the areas corresponding to each of the azimuth and reception frequency pairs of the two-axis matrix of reception frequency and azimuth are displayed by display attributes according to the signal level. That is, in the azimuth-to-frequency map, a set of azimuth and reception frequency corresponding to a known radio wave constantly radiated, and an azimuth and reception corresponding to a low frequency radio wave excluding the known radio wave constantly radiated. It is displayed in a display form that can distinguish the frequency set.

信号レベルに応じた表示属性には、濃度を用いた表示がある。例えば、信号レベルが最大値の場合の濃度を100、信号レベルが最小値の場合の濃度を0として、頻度に応じた濃度によりマップ中の該当エリアを表示する。また、予め設定されたノイズ等を判定するしきい値以下の信号レベルの場合には方位対周波数マップにおける表示対象外としても良い。また、恒常的に放射される既知の電波と低頻度の電波のそれぞれに対応する固有の表示形態が決められていても良い。また、濃度を変化させて表示するだけでなく、表示色、輝度などの他の表示属性を用いて表示することも可能である。 Display attributes according to the signal level include display using density. For example, the density when the signal level is the maximum value is 100, the density when the signal level is the minimum value is 0, and the corresponding area in the map is displayed according to the density according to the frequency. Further, in the case of a signal level equal to or lower than a preset threshold value for determining noise or the like, the signal level may be excluded from the display target in the directional vs. frequency map. In addition, a unique display form corresponding to each of a known radio wave that is constantly radiated and a low-frequency radio wave may be determined. In addition to displaying by changing the density, it is also possible to display using other display attributes such as display color and brightness.

また、表示装置18では、方位対周波数データをもとにした方位対周波数マップだけでなく、移動平均処理部14によって生成される移動平均方位対周波数データをもとに方位対周波数マップを表示しても良い。さらに、恒常的に放射される既知の電波に相当する表示を除いた方位対周波数マップ(低頻度の電波に対応する表示のみ)を表示するようにしても良い。また、前述した異なる形態の方位対周波数マップを、ユーザ操作に応じて切り替えて表示しても良いし、複数の方位対周波数マップを同時に表示して比較が容易にできようにしても良い。 Further, the display device 18 displays not only the directional-to-frequency map based on the directional-to-frequency data but also the directional-to-frequency map based on the moving average directional-to-frequency data generated by the moving average processing unit 14. You may. Further, the directional vs. frequency map (only the display corresponding to the low frequency radio wave) may be displayed excluding the display corresponding to the known radio wave constantly radiated. Further, the above-mentioned different forms of the directional vs. frequency map may be switched and displayed according to the user operation, or a plurality of directional vs. frequency maps may be displayed at the same time to facilitate comparison.

次に、本実施形態における電波捜索装置1の動作について説明する。 Next, the operation of the radio wave search device 1 in this embodiment will be described.

図2は、本実施形態の電波捜索装置1による電波捜索処理を説明するためのフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart for explaining a radio wave search process by the radio wave search device 1 of the present embodiment.

信号捜索用受信機12は、回転しながら電波を受信する受信アンテナ11を通じて、監視対象とする広帯域の周波数の電波を掃引しながら受信する(ステップS1)。すなわちも信号捜索用受信機12は、受信アンテナ11による電波の受信対象とする方位毎に、監視対象とする受信周波数毎の電波を掃引しながら受信する。 The signal search receiver 12 receives the radio waves of the wide band to be monitored while sweeping through the receiving antenna 11 that receives the radio waves while rotating (step S1). That is, the signal search receiver 12 receives the radio waves while sweeping the radio waves for each reception frequency to be monitored for each direction in which the radio waves to be received by the receiving antenna 11 are to be received.

方位対周波数データ生成部13は、信号捜索用受信機12により受信された電波をもとに、受信アンテナ11の各方位において受信された、受信周波数毎の信号レベルを示す方位対周波数データを生成する(ステップS2)。 The azimuth-to-frequency data generation unit 13 generates azimuth-to-frequency data indicating the signal level for each reception frequency received in each direction of the reception antenna 11 based on the radio waves received by the signal search receiver 12. (Step S2).

移動平均処理部14は、方位対周波数データ生成部13により生成された方位対周波数データをもとに、方位対周波数データが示す方位と受信周波数の組のそれぞれについての信号レベルを、予め設定された時間分について時間軸で移動平均した移動平均方位対周波数データを生成する(ステップS3)。 Based on the azimuth-to-frequency data generated by the azimuth-to-frequency data generation unit 13, the moving average processing unit 14 presets the signal levels for each of the azimuth-to-frequency data-indicated azimuth and reception frequency pairs. The moving average azimuth vs. frequency data that is moved and averaged on the time axis is generated for the time (step S3).

図3は、移動平均処理部14による移動平均処理を説明するための図である。図3において横軸は時間、縦軸は信号レベル(振幅)を示しており、ある方位と受信周波数の組に対応する信号レベルの変化を示している。 FIG. 3 is a diagram for explaining the moving average processing by the moving average processing unit 14. In FIG. 3, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents signal level (amplitude), and shows the change in signal level corresponding to a certain direction and reception frequency set.

移動平均処理部14は、対象とする方位において受信される、ある受信周波数の電波の信号レベルを、時間経過に伴って、移動平均の対象とする予め設定された時間R1,R2,R3,R4,…を順次更新しながら、該当する時間分の信号レベルを積算して平均する。これにより、ある方位と受信周波数の組に対応する移動平均した信号レベルを求めることができる。 The moving average processing unit 14 sets the signal level of the radio wave of a certain reception frequency received in the target direction as the target of the moving average over time R1, R2, R3, R4. While updating ,… sequentially, the signal levels for the corresponding time are integrated and averaged. As a result, it is possible to obtain a moving average signal level corresponding to a certain direction and reception frequency set.

恒常的に放射される既知の電波に対応する信号レベルPSは、移動平均の対象とする時間R1,…が更新されても継続して積算される。従って、該当する方位と受信周波数に対応する移動平均した信号レベルは、高い信号レベルとなる。 The signal level PS corresponding to the known radio wave constantly radiated is continuously integrated even if the time R1, ..., Which is the target of the moving average, is updated. Therefore, the moving average signal level corresponding to the corresponding direction and reception frequency is a high signal level.

一方、恒常的に放射されない新しい電波に対応する信号レベルTSは、移動平均の対象とする時間の一部において積算される。特に、電波の発信源が移動体の場合には、移動体が移動することにより別の方位において電波が受信されることになるため移動平均の対象外となる。従って、該当する方位の受信周波数に対応する信号レベルは、恒常的に放射される電波に対応する信号レベルPSを積算して平均した値よりも低い信号レベルとなる。 On the other hand, the signal level TS corresponding to the new radio wave that is not constantly emitted is integrated in a part of the time targeted for the moving average. In particular, when the source of the radio wave is a moving body, the moving body causes the radio wave to be received in a different direction, so that it is not subject to the moving average. Therefore, the signal level corresponding to the reception frequency in the corresponding direction is lower than the average value obtained by integrating the signal level PS corresponding to the constantly radiated radio wave.

一方、低頻度信号抽出部15は、信号捜索用受信機12により生成される方位対周波数データと、移動平均処理部14により生成された移動平均方位対周波数データとを、方位と受信周波数の組毎に比較する(ステップS4)。すなわち、低頻度信号抽出部15は、方位対周波数データが示す現在の電波の信号レベルと、移動平均方位対周波数データが示す現在までの移動平均した電波の信号レベルとを比較して、予め設定されたしきい値を超える信号レベルの差があるかを、全ての方位と受信周波数の組のそれぞれについて判定する。 On the other hand, the low-frequency signal extraction unit 15 sets the azimuth-to-frequency data generated by the signal search receiver 12 and the moving average azimuth-to-frequency data generated by the moving average processing unit 14 into a set of azimuth and reception frequency. Compare each time (step S4). That is, the low-frequency signal extraction unit 15 compares the signal level of the current radio wave indicated by the azimuth-to-frequency data with the signal level of the moving averaged radio wave indicated by the moving average azimuth-frequency data up to the present, and sets in advance. It is determined for each of all azimuth and reception frequency pairs whether there is a difference in signal levels that exceeds the threshold.

図4は、移動平均処理部14により生成された移動平均方位対周波数データに応じた方位対周波数マップの一例を示し、図5は、方位対周波数データ生成部13により生成された方位対周波数データに応じた方位対周波数マップの一例を示す。 FIG. 4 shows an example of the directional-to-frequency map corresponding to the moving average directional-to-frequency data generated by the moving average processing unit 14, and FIG. 5 shows the directional-to-frequency data generated by the directional-to-frequency data generation unit 13. An example of the directional vs. frequency map according to is shown.

図4及び図5に示す方位対周波数マップでは、横軸が方位、縦軸が受信周波数を表している。図4及び図5に示す例では、全方位(0°〜360°)を例えば30方位に分割して表し、監視対象とする全周波数帯(F0Hz〜50Hz)を50段階の周波数で分割して表している。なお、方位の分割数と受信周波数の分割数については任意に変更することができる。 In the orientation-to-frequency map shown in FIGS. 4 and 5, the horizontal axis represents the orientation and the vertical axis represents the reception frequency. In the examples shown in FIGS. 4 and 5, all directions (0 ° to 360 °) are divided into, for example, 30 directions, and all frequency bands (F0 Hz to 50 Hz) to be monitored are divided into 50 steps of frequencies. Represents. The number of divisions of the direction and the number of divisions of the reception frequency can be arbitrarily changed.

図4及び図5において、濃く表示されたエリアA,Bは、恒常的に放射される電波に対応するものである。放送局等から恒常的に放射されている電波については、移動平均を算出しても信号レベルが高いため、方位対周波数データが示す信号レベルと比較しても、しきい値よりも差が少ない。従って、恒常的に放射される電波であると判定することができる。 In FIGS. 4 and 5, the darkly displayed areas A and B correspond to the radio waves constantly radiated. For radio waves constantly radiated from broadcasting stations, etc., the signal level is high even if the moving average is calculated, so the difference is smaller than the threshold value even when compared with the signal level indicated by the orientation-to-frequency data. .. Therefore, it can be determined that the radio wave is constantly radiated.

一方、図5において、薄く表示されたエリアC,Dは、例えば移動体などの出現頻度が少ない目標からの電波に対応するものである。方位対周波数データが示す現在の電波の受信状況では、エリアA,Bの他に、エリアC,Dについても電波が受信されていることが示される。エリアC,Dに対応する電波の発信源(目標)が移動体である場合、図4に示すように、移動平均を算出するとエリアC,Dに対応する信号レベルが低くなる。このため、方位対周波数データが示す信号レベルと比較すると、信号レベルの差かしきい値を超える。従って、移動体などから出される出現頻度が低い電波あると判定することができる。
低頻度信号抽出部15は、図4及び図5に示すエリアC,Dのように、信号レベルの差がしきい値を超える方位と受信周波数の組がある場合(ステップS5、Yes)、該当する方位と受信周波数を同調周波数として信号分析用受信機16に指示する。
On the other hand, in FIG. 5, the lightly displayed areas C and D correspond to radio waves from a target whose appearance frequency is low, such as a moving body. In the current reception status of radio waves indicated by the azimuth-to-frequency data, it is shown that radio waves are being received not only in areas A and B but also in areas C and D. When the source (target) of the radio wave corresponding to the areas C and D is a moving body, the signal level corresponding to the areas C and D becomes low when the moving average is calculated as shown in FIG. Therefore, when compared with the signal level indicated by the directional vs. frequency data, the difference in signal level or the threshold value is exceeded. Therefore, it can be determined that there is a radio wave that appears infrequently from a moving body or the like.
The low-frequency signal extraction unit 15 corresponds to the case where there is a set of a direction and a reception frequency in which the difference in signal levels exceeds the threshold value as in areas C and D shown in FIGS. 4 and 5 (steps S5, Yes). The signal analysis receiver 16 is instructed to set the direction and the reception frequency to be tuned.

以下同様にして、低頻度信号抽出部15は、受信アンテナ11により受信される電波をもとに、信号捜索用受信機12により生成される方位対周波数データと、移動平均処理部14により生成された移動平均方位対周波数データとの比較により、信号レベルの差がしきい値を超える方位と受信周波数の組が判別された場合に、信号分析用受信機16に指示する。 Similarly, the low-frequency signal extraction unit 15 is generated by the azimuth-to-frequency data generated by the signal search receiver 12 and the mobile averaging processing unit 14 based on the radio waves received by the receiving antenna 11. When the pair of the azimuth and the reception frequency whose signal level difference exceeds the threshold value is determined by the comparison with the moving average azimuth vs. frequency data, the signal analysis receiver 16 is instructed.

信号分析用受信機16は、信号分析機能部17による信号分析のために、低頻度信号抽出部15により指示された同調周波数と方位に従って、受信アンテナ11で受信した電波に対して同調処理を実行する。信号分析機能部17は、信号分析用受信機16による同調処理により受信した信号に対して分析を実行する。信号分析機能部17は、例えば受信された信号の波形や周期などの特性を解析して、違法電波などを特定する。 The signal analysis receiver 16 executes tuning processing on the radio waves received by the receiving antenna 11 according to the tuning frequency and direction instructed by the low frequency signal extraction unit 15 for signal analysis by the signal analysis function unit 17. To do. The signal analysis function unit 17 executes analysis on the signal received by the tuning process by the signal analysis receiver 16. The signal analysis function unit 17 analyzes characteristics such as the waveform and period of the received signal to identify illegal radio waves and the like.

このようにして、本実施形態における電波捜索装置1では、受信アンテナ11の各方位において受信された広帯域の信号の受信周波数毎の信号レベルを示す方位対周波数データを生成し、また方位対周波数データをもとに、方位対周波数データが示す方位と受信周波数の組のそれぞれについての信号レベルを移動平均した移動平均方位対周波数データを生成して、レベル差の大きい電波を出現頻度の少ない電波として抽出することができる。従って、指向性アンテナである受信アンテナ11を回転させながら電波を捜索するシステムにおいて、放送局等の恒常的に放射されている電波以外の移動体等から出される電波を識別し、安価かつ迅速に自動で低頻度の信号の捜索及び分析をすることが可能となる。 In this way, the radio wave search device 1 in the present embodiment generates azimuth-to-frequency data indicating the signal level for each reception frequency of the wideband signal received in each azimuth of the receiving antenna 11, and also azimuth-to-frequency data. Based on the above, mobile average azimuth-to-frequency data is generated by moving and averaging the signal levels for each of the azimuth and reception frequency pairs indicated by the azimuth-to-frequency data, and radio waves with a large level difference are regarded as radio waves with a low appearance frequency. Can be extracted. Therefore, in a system that searches for radio waves while rotating the receiving antenna 11, which is a directional antenna, radio waves emitted from a moving body or the like other than the constantly radiated radio waves of a broadcasting station or the like can be identified, inexpensively and quickly. It is possible to automatically search and analyze low-frequency signals.

なお、本実施形態における電波捜索装置1では、移動体等から出される電波について、受信周波数だけでなく方位を特定するので、例えば同じ周波数の電波を出力する2つの移動体が存在したとしても個別に判別することができる。また、同じ周波数の電波が受信された方位が、時間の経過と共に変化した履歴をもとに、1つの移動体が移動した方向(方位の変化)を推定することができる。 In the radio wave search device 1 of the present embodiment, not only the reception frequency but also the direction of the radio wave emitted from the mobile body or the like is specified. Therefore, for example, even if there are two mobile bodies that output radio waves of the same frequency, they are individually used. Can be determined. In addition, it is possible to estimate the direction in which one moving body has moved (change in direction) based on the history of changes in the direction in which radio waves of the same frequency are received with the passage of time.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

11…受信アンテナ、12…信号捜索用受信機、13…方位対周波数データ生成部、14…移動平均処理部、15…低頻度信号抽出部、16…信号分析用受信機、17…信号分析機能部、18…表示装置。 11 ... Reception antenna, 12 ... Signal search receiver, 13 ... Direction vs. frequency data generation unit, 14 ... Moving average processing unit, 15 ... Low frequency signal extraction unit, 16 ... Signal analysis receiver, 17 ... Signal analysis function Department, 18 ... Display device.

Claims (5)

指向性アンテナを回転させながら、広帯域の信号を受信する受信機と、
前記指向性アンテナの各方位において受信された前記広帯域の信号の受信周波数毎の信号レベルを示す方位対周波数データを生成する方位対周波数データ生成手段と、
前記方位対周波数データが示す方位と受信周波数の組のそれぞれについての信号レベルを、予め設定された時間分について時間軸で移動平均した移動平均方位対周波数データを生成する移動平均処理手段と、
前記方位対周波数データと前記移動平均方位対周波数データとを比較して、予め設定されたしきい値を超える信号レベルの差がある方位と受信周波数の組をもとに低頻度の信号を抽出する低頻度信号抽出手段と
を有する電波捜索装置。
A receiver that receives a wideband signal while rotating the directional antenna,
A directional-to-frequency data generating means for generating directional-to-frequency data indicating the signal level for each reception frequency of the wideband signal received in each direction of the directional antenna, and a directional-to-frequency data generating means.
A moving average processing means for generating moving average directional vs. frequency data obtained by moving averaging the signal levels for each of the directional vs. frequency pairs indicated by the directional vs. frequency data on the time axis for a preset time.
The azimuth vs. frequency data is compared with the moving average azimuth vs. frequency data, and a low frequency signal is extracted based on a pair of azimuth and reception frequency having a difference in signal level exceeding a preset threshold value. A radio wave search device having a low frequency signal extraction means.
前記低頻度信号抽出手段により抽出された信号の周波数のみに従って、前記指向性アンテナで受信した信号に対して同調処理をする信号分析用受信機と、
前記信号分析用受信機による同調処理により受信した信号に対して、所定の分析を実行する信号分析手段と
をさらに有する請求項1記載の電波捜索装置。
A signal analysis receiver that tunes the signal received by the directional antenna according to only the frequency of the signal extracted by the low-frequency signal extraction means.
The radio wave search device according to claim 1, further comprising a signal analysis means for performing a predetermined analysis on a signal received by tuning processing by the signal analysis receiver.
前記方位対周波数データをもとに、方位と受信周波数の組のそれぞれにおける信号レベルを表す、方位対周波数マップを表示する表示手段をさらに有する請求項1または請求項2記載の電波捜索装置。 The radio wave search device according to claim 1 or 2, further comprising a display means for displaying a directional vs. frequency map representing a signal level in each of the directional vs. frequency pairs based on the directional vs. frequency data. 前記移動平均処理手段は、移動平均の対象とする時間を変更することができる請求項1記載の電波捜索装置。 The radio wave search device according to claim 1, wherein the moving average processing means can change the target time of the moving average. 指向性アンテナを回転させながら、広帯域の信号を受信し、
前記指向性アンテナの各方位において受信された前記広帯域の信号の受信周波数毎の信号レベルを示す方位対周波数データを生成し、
前記方位対周波数データが示す方位と受信周波数の組のそれぞれについての信号レベルを、予め設定された時間分について時間軸で移動平均した移動平均方位対周波数データを生成し、
前記方位対周波数データと前記移動平均方位対周波数データとを比較して、予め設定されたしきい値を超える信号レベルの差がある方位と受信周波数の組をもとに低頻度の信号を抽出する電波捜索方法。
While rotating the directional antenna, it receives a wideband signal and
Direction-to-frequency data indicating the signal level for each reception frequency of the wideband signal received in each direction of the directional antenna is generated.
A moving average directional vs. frequency data is generated by moving and averaging the signal levels for each of the directional and received frequency pairs indicated by the directional vs. frequency data on the time axis for a preset time.
The azimuth vs. frequency data is compared with the moving average azimuth vs. frequency data, and a low frequency signal is extracted based on a pair of azimuth and reception frequency having a difference in signal level exceeding a preset threshold value. Radio wave search method to do.
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