JP3559494B2 - パルス信号受信装置及びパルス信号処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばレーダ装置などから放射されるパルス信号を受信するパルス信号受信装置及びパルス信号処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、レーダ装置は図６に示す如きバースト波状のパルス信号を発信し、その反射波を受信することで、目標物などを捉える。
【０００３】
一般にこのようなパルス信号の受信に用いられるパルス信号受信装置は、アンテナで受信したパルス信号を周波数変換器で中間周波数に変換した後、狭帯域フィルタ群に通して主要なラインスペクトラム成分を抽出し、これをもとに復調処理回路で変調成分を復調するようにしている。
【０００４】
ところで、現実の受信信号は、レーダ装置の発振源の安定性や環境の影響により、バースト波状のパルス信号のパルス繰り返し周期（ＰＲＩ）が厳密に一定でないことが多く、また、レーダ装置によっては、ＰＲＩを意図的に乱している場合もある。
【０００５】
このため、従来のパルス信号受信装置では、図７（ａ）に示すようなＰＲＩの変動あるパルス信号が受信されることとなる。そして、このパルス信号受信装置では、このようなＰＲＩ変動に伴うラインスペクトラム成分の周波数位置の変動に対応して受信パルスの再配列を高い精度で行い、これによって図７（ｂ）の如く、パルス繰り返し周期を強制的に一定とした上で広帯域フィルタに通すことにより、ラインスペクトラム成分の抽出を行って、信号再生の忠実度を高めるようにしたパルス信号受信装置もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
レーダ装置から送信されるバースト波状のパルス信号は、図７（ａ）に示すようなＰＲＩの変動あるパルス信号となるので、このパルス信号を受信する従来のパルス信号受信装置では、このようなＰＲＩ変動に伴うラインスペクトラム成分の周波数位置の変動に対応して受信パルスの再配列を高い精度で行い、これによって図７（ｂ）の如く、パルス繰り返し周期（ＰＲＩ）を強制的に一定とした上で広帯域フィルタに通すことにより、ラインスペクトラム成分の抽出を行い、信号再生の忠実度を高めるようにしている。
【０００７】
一方、受信パルス信号の中心周波数は、送信システムの安定度などから、短時間的に変動する場合があり、各パルス信号の中心周波数にもパルス毎のズレが生じることがある。
【０００８】
ところが、従来のこの種のパルス信号受信装置では、こうした中心周波数の各パルスごとのズレや各パルスの位相のズレの調整は施さなかったため、図８に示すようにパルス再配列後の信号のスペクトラムが、抽出するラインスペクトラム成分以外にも分散してしまい、到来信号に忠実な受信復調処理を行うことが困難になるという不具合があった。
【０００９】
本発明はこのような問題を解決するもので、その目的とするところは、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信信号に対しても高忠実度の信号再生を可能にするパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成する。すなわち、
［１］本発明は、到来するパルス信号を受信して受信パルス信号を得る受信手段と、
前記受信パルス信号の周波数と位相を検出してそれぞれ基準に対するずれ量を修正する周波数位相処理手段と、
前記周波数位相処理手段による修正済みの受信パルス信号のパルス配列間隔を、一定間隔に調整するパルス配列手段と、
このパルス配列手段から送出される受信パルス信号からラインスペクトラム成分を抽出する抽出手段と、
前記受信パルス信号のスペクトラム成分情報を得る分析手段と、
とを具備することを特徴とする。
【００１１】
この発明は、到来するパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔とした後、この一定間隔のパルス列からラインスペクトラム成分を抽出するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにしたものである。
【００１２】
これにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供できる。
【００１３】
［２］また、本発明は、到来するパルス信号を受信して受信パルス信号を得る受信手段と、
前記受信パルス信号の周波数と位相を検出してそれぞれ基準に対するずれ量を修正する周波数位相処理手段と、
前記周波数位相処理手段による修正済みの受信パルス信号のパルス配列間隔を、一定間隔に調整するパルス配列手段と、
このパルス配列手段から送出される受信パルス信号からラインスペクトラム成分を抽出する抽出手段と、
前記受信パルス信号のスペクトラム成分情報を得る分析手段と、
前記ラインスペクトラム成分を抽出後の受信パルス信号のパルス配列間隔を元に戻す復元手段と、
この周波数位相復元手段による復元処理済みの受信パルス信号に対して前記ラインスペクトラム成分に基づき復調処理を施す復調手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】
このような本発明によれば、到来するパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出し、これら抽出したラインスペクトラム成分を合成し、その後、元どおり繰り返し間隔に復元するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにたものである。
【００１５】
これにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供できる。
【００１６】
［３］また、本発明は、到来するパルス信号を受信して受信パルス信号を得る受信手段と、
前記受信パルス信号の周波数と位相を検出してそれぞれ基準に対するずれ量を修正する周波数位相処理手段と、
前記周波数位相処理手段による修正済みの受信パルス信号のパルス配列間隔を、一定間隔に調整するパルス配列手段と、
このパルス配列手段から送出される受信パルス信号からラインスペクトラム成分を抽出する抽出手段と、
前記受信パルス信号のスペクトラム成分情報を得る分析手段と、
前記ラインスペクトラム成分を抽出後の受信パルス信号のパルス配列間隔を元に戻す復元手段と、
この復元手段によりパルス配列間隔を復元された受信パルス信号に対し、前記周波数位相処理手段による周波数および位相の補正分を復元すべく処理する周波数位相復元手段と、
この周波数位相復元手段による復元処理済みの受信パルス信号に対して前記ラインスペクトラム成分に基づき復調処理を施す復調手段とを具備することを特徴とする。
【００１７】
このような本発明は、到来するパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出し、これら抽出したラインスペクトラム成分を合成し、その後、復元手段により元どおり繰り返し間隔に復元するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにし、前記復元手段の復元したパルス信号に対して元の周波数および位相に戻す処理を施すようにしたものである。
【００１８】
これにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００２０】
受信パルス信号の中心周波数は、送信システムの安定度などから、短時間的に変動する場合があり、各パルス信号の中心周波数にもパルス毎のズレが生じることがあるが、本発明では、パルスの再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を行うようにして、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるようにするものであり、中心周波数の各パルス毎のズレや各パルスの位相のズレの調整を施さない場合に、図８に示すようにパルス再配列後の信号のスペクトラムが、抽出するラインスペクトラム成分以外にも分散して、到来信号に忠実な受信復調処理を行うことができないと云う不具合を解消する。
【００２１】
以下、詳細を説明する。
【００２２】
［パルス信号受信装置の構成］
図１に、本発明に係わるパルス信号受信装置の実施例を示す。図１に示すように、本装置はアンテナ２１、周波数変換器２２、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器２３、メモリ回路２４、周波数位相処理部１１、パルス配列回路２５、フィルタ回路２６、合成器２７、パルス列復元回路２８、周波数位相復元部１２、復調処理回路２９、ＦＦＴ処理部３０、制御部３２とより構成される。
【００２３】
これらのうち、アンテナ２１は到来する無線周波のパルス信号を捉えるものであり、周波数変換器２２はこのアンテナ２１で捉えたパルス信号を中間周波数に変換するためのものであり、Ａ／Ｄ変換器２３はこの周波数変換器２２の変換出力をデジタル信号（パルス信号の波形データ）に変換するためのものである。
【００２４】
メモリ回路２４はこのＡ／Ｄ変換器２３の出力するデジタル信号を一時、記憶するためのものであって、所定の時間幅分に亙り、波形データを保持する記憶容量を持つものであり、周波数位相処理部１１は、メモリ回路２４に記憶された各パルス信号（デジタル信号）を読み出してこれら各パルス信号の周波数と位相を検出し、これを制御部３２に渡すと共に、この周波数と位相の検出値に対して制御部３２から与えられる制御信号に従って周波数及び位相の調整処理を施すものである。
【００２５】
パルス配列回路２５はこの周波数位相処理部１１で処理されたパルス信号を一定間隔のパルス列にするための回路であり、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶手段（図示せず）を備えていて、この記憶手段にパルス波形データを一時記憶し、この一時記憶データを制御部３２からの制御信号に基づき読み出すことで、繰り返し周期が一定間隔に調整されたパルス信号列を得るものである。このパルス信号列は次段のフィルタ回路２６に与えるものとする。
【００２６】
ＦＦＴ処理部３０は、周波数位相処理部１１にて得られた周波数及び位相の調整処理を施した後のパルス信号（パルス信号の波形データ）に対してＦＦＴ（高速フーリェ変換）処理を施し、スペクトル分布を求め、制御部３２に与えるものである。
【００２７】
また、制御部３２は、このＦＦＴ処理部３０からの出力と、周波数位相処理部１１からの出力を受け、これらを元に受信パルス信号のスペクトル分布のしきい値レベルを設定し、このスペクトル分布がしきい値と交わる点の横軸座標値、すなわち、周波数値（ｆ１，ｆ２，…，ｆｍ）をすべて読み取り、その値をデータとして種々の演算処理を施してスペクトル分布の偏りを調べ、その偏りが高域側に対する偏りであったならばパルス配列回路２５におけるＲＡＭの読出し速度を遅くするように制御信号を発生してパルス列間隔を広げる方向に制御を行い、偏りが低域側に対するものであったならば、パルス配列回路２５におけるＲＡＭの読出し速度を速くするように制御信号を発生してパルス列間隔を狭める方向に制御を行うといった具合である。
【００２８】
なお、上記の構成では、ＦＦＴ処理部３０で得た周波数位相処理部１１による周波数および位相が調整処理を施されたパルス列に対するスペクトル分布を、制御部３２に与えるようにし、制御部３２ではこの与えられたスペクトル分布からパルス配列回路２５に対しての制御信号を発生するようにしているが、ＦＦＴ処理部３０を用いないで実現する構成もある。
【００２９】
すなわち、パルス信号列のＰＲＦ（パルス繰り返し周波数、つまり１／ＰＲＩ）を測定するＰＲＦ測定器を用いる方式であり、ＦＦＴ処理部３０をＰＲＩ測定器（図示せず）に置き換えて構成し、パルス信号列のＰＲＩ（パルスの繰り返し周期）を直接測定して、制御部３２に与えることにより、上記の構成と同様にパルス配列回路２５における制御信号を発生させる。
【００３０】
従って、制御部３２は上記ＦＦＴ処理部３２の演算結果（スペクトル分布）に基づき（ＰＲＦ測定器を用いる構成の場合はパルス信号列のＰＲＩに基づき）パルス配列回路２５およびパルス列復元回路２８に与えるべき制御信号を生成して送出すると言った機能を有すると共に、また、メモリ回路２４の各パルス信号（デジタル信号）を元に周波数位相処理部１１が検出した各パルス信号の周波数と位相の検出出力を元に、パルス信号の周波数と位相の調整のための制御信号を出力して周波数位相処理部１１に渡すといった機能を有するものである。
【００３１】
フィルタ回路２６は、それぞれパス帯域が異なると共にそれぞれ中心周波数を任意に設定可能な複数の帯域フィルタ２６１〜２６ｎを備え、これらの帯域フィルタ２６１〜２６ｎに上記パルス配列回路２５からの一定間隔のパルス列が与えられることによって、受信パルス信号のラインスペクトラム成分Ｓ１〜Ｓｎを抽出し、出力するものである。
【００３２】
このフィルタ回路２６により得られるラインスペクトラム成分Ｓ１〜Ｓｎは、受信復調の際のデータとして供されるとともに次段の合成器２７に与えられて合成されることで、再び一定間隔のパルス列に戻されたうえでパルス列復元回路２８に与えられる構成である。
【００３３】
パルス列復元回路２８は、以上の過程において強制的に一定間隔で配列されたパルス信号列を、制御部３２からのパルス列復元制御信号に基づき、元どおりの繰り返し間隔に復元するものであり、周波数位相復元部１２は、パルス列復元回路２８にて繰り返し間隔が復元されたパルス信号列に対して、周波数位相処理部１１で行った調整分だけ各パルスの周波数及び位相を復元する処理を実施するものであり、復調処理回路２９は、周波数位相復元部１２の出力する復元されたパルス信号におけるラインスペクトラム成分Ｓ１〜Ｓｎをデータとして受信パルスの復調処理を施すものである。
【００３４】
また、制御部３２にはこのＦＦＴ処理部３０から得られるパルス信号の波形データを元に、強制的に一定間隔で配列されたパルス列を、元どおりの配列に戻すように調整するためのパルス列復元制御信号を発生する機能を有する。
【００３５】
なお、ＦＦＴ処理部３０の代わりにＰＲＦ測定器を用いた場合には、ＰＲＦ測定器から得られるＰＲＩを用いて、時間領域でパルス列のデータをそのまま使って処理を行い、同様に復元するためのパルス列復元制御信号を発生する機能を制御部３２には持たせることになる。
【００３６】
従って、これらにより、パルス列復元回路２８は、パルス信号列を元どおりの繰り返し間隔（ＰＲＩ）になるようにデータ処理して復元することができる。
【００３７】
また、本発明装置における制御部３２には、ＦＦＴ処理部３０にて得られるＰＲＦやパルス幅及び搬送波周波数ＲＦを与えており、当該制御部３２はこのＰＲＦとパルス幅、および搬送波周波数ＲＦから、強制的に一定間隔にしたときのＰＲＦを算出してこの算出したものと搬送波周波数ＲＦとをもとに、各可変フィルタ２６１〜２６ｎのそれぞれの中心周波数Ｆを決定すると共に、フィルタ回路２６の各可変フィルタ２６１〜２６ｎをその中心周波数が各スペクトラム周波数に一致するように制御する機能をも有するものである。
【００３８】
＜周波数位相処理部の構成例＞
図２に本発明装置で用いる周波数位相処理部１１の構成例をブロック図で示す。図２において、１１ａは周波数測定部であり、１１ｂは周波数調整回路、１１ｃは位相測定部、１１ｄは位相調整回路である。
【００３９】
これらのうち、周波数測定部１１ａは、メモリ回路２４から周波数位相処理部１１に取り込まれる各パルス信号の中心周波数を測定して制御部３２に与えるためのものである。
【００４０】
また、周波数調整回路１１ｂは、制御部３２からの制御信号に基づき、処理対象の各パルス信号について基準パルスとの周波数差分を調整する処理を行うためのものである。
【００４１】
また、位相測定部１１ｃは、周波数調整回路１１ｂによる周波数調整後の各パルス信号の基準ポイントにおける位相を測定して制御部３２に与えるためのものであり、位相調整回路１１ｄは、制御部３２からの制御信号に基づき、処理対象の各パルス信号について基準パルスとの位相差分を調整する処理を行って後段のパルス配列回路２５に出力するものである。
【００４２】
次に、このような構成の本装置の作用を説明する。
【００４３】
アンテナ２１に到来した無線周波信号は、周波数変換器２２により中間周波数に変換され、次いでＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器２３によりデジタル信号に変換される。このデジタル信号はメモリ回路２４に逐次更新されつつ一定時間幅分を一旦記憶されることにとにより、受信されたパルス信号の波形のうち、ある時間幅分の波形がデジタルデータとして保持されることとなる。メモリ回路２４に保持されたパルス信号の波形データは、周波数位相処理部１１によって逐次読み込まれる。
【００４４】
そして、周波数位相処理部１１では、各パルス信号の波形データに対して周波数及び位相の調整処理を行う。すなわち、図２に示すように、周波数位相処理部１１ではまずはじめに周波数測定部１１ａにおいて、各パルス信号の波形の中心周波数を測定する。そして、周波数測定部１１ａの周波数測定結果を、制御部３２に送る。
【００４５】
制御部３２では、各パルス信号それぞれについて、例えば振幅の最も大きいパルスなど、あらかじめ設定した判定基準に基づいて基準パルスを決定し、各パルス信号毎に周波数測定部１１ａにて得たそのパルス信号の中心周波数とその基準パルスの中心周波数の差分を知って、その差分を調整するための制御信号を発生する。そして、この制御信号を周波数調整回路１１ｂに送る。
【００４６】
この周波数調整回路１１ｂでは、処理対象のパルス信号それぞれに対し、基準パルスとの周波数差を調整する。すなわち、周波数調整回路１１ｂでは、制御部３２から送られた制御信号に基づき、パルス信号毎にそれぞれその中心周波数を調整し、基準パルスの中心周波数にパルス信号それぞれの中心周波数が合うようにする。
【００４７】
そして、周波数位相処理部１１では、次に 位相測定部１１ｃにおいて、この周波数調整後の各パルス信号における基準ポイントとの位相差を測定する。
【００４８】
すなわち、位相測定部１１ｃでは、周波数調整回路１１ｂの各出力パルス信号に対して、例えばパルス中央など、あらかじめ設定された基準ポイントにおける位相を測定することで位相差を求める。
【００４９】
この位相測定部１１ｃでの測定結果は、制御部３２に送られ、各パルス信号について、基準ポイントにおける位相と基準パルスの基準ポイントの位相との差分を調整するための制御信号が発生され、この制御信号は位相調整回路１１ｄに送られる。
【００５０】
位相調整回路１１ｄでは、各処理対象のパルス信号に対してそのパルス信号についての基準パルスとの位相差を調整する。すなわち、位相調整回路１１ｄでは、制御部３２から送られた制御信号に基づき、各パルス信号毎にその位相を調整し、基準パルスの位相に各パルス信号の位相を合わせるようにすることにより、中心周波数及び位相にズレのないパルス列を得る。そして、この調整済みのパルス信号の波形データはＦＦＴ処理部３０とパルス配列回路２５とに出力される。
【００５１】
パルス配列回路２５では、制御部３２から与えられる制御信号に基づいてパルス間隔を一定とすべくパルス信号の配列が行なわれる。すなわち、パルス配列回路２５はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶手段（図示せず）を備え、この記憶手段に順次更新をしつつ、一定時間分のパルス信号の波形データを一時記憶し、この一時記憶データを制御信号に基づき読み出すことで、一定間隔のパルス列を得、このパルス列を次段のフィルタ回路２６に与える。
【００５２】
一方、制御部３２では、フィルタ回路２６の特性を決定するように当該フィルタ回路２６の特性制御をする。そのために、ＦＦＴ処理部３０ではパルス繰り返し周波数ＰＲＦ及びパルス幅および搬送波周波数ＲＦを測定して制御部３２に与えており、当該制御部３２はこのＰＲＦとパルス幅、および搬送波周波数ＲＦから、強制的に一定間隔にしたときのＰＲＦを算出してこの算出したものと搬送波周波数ＲＦとをもとに、各可変フィルタ２６１〜２６ｎのそれぞれの中心周波数Ｆを決定する。
【００５３】
具体的には、搬送波周波数ＲＦとパルス繰り返し周波数（強制的に一定間隔にしたＰＲＦ）とを用いて次のように決定する。
【００５４】
Ｆ＝ＲＦ±（ｎ×ＰＲＦ）
（ｎ＝１，２，３，… …，ｎ）
そして、制御部３２では、図３に示すように、各可変フィルタ２６１〜２６ｎの中心周波数をそれぞれラインスペクトルに合致する周波数に一致させるような制御出力を発生してフィルタ回路２６に与え、当該フィルタ回路２６を制御する。これによって、フィルタ回路２６を構成している各可変フィルタ２６１〜２６ｎで抜き出された信号成分は周波数調整、位相調整されて等間隔に配列変えされたパルス信号のラインスペクトルに合致するものとなるから、これらを次段の合成器２７で合成することで、Ｓ／Ｎ（信号／雑音比）の良好な信号が得られるようになる。
【００５５】
すなわち、合成器２７で合成された信号は、パルス信号については広い帯域幅を有しているのと同じ出力が得られ、雑音レベルについては、パルス繰り返し周波数ＰＲＦ分、等価的な帯域が狭くなる。このため、受信感度を悪化させることなしに、ラインスペクトラムの裾野の情報を取得することができるようになる。
【００５６】
このように、フィルタ回路２６を構成するそれぞれパス帯域の異なる複数の帯域フィルタ２６１〜２６ｎに上記一定間隔のパルス列を与えることで、これらの帯域フィルタ２６１〜２６ｎからは受信パルス信号のラインスペクトラム成分Ｓ１〜Ｓｎが抽出されることとなり、しかも、これらのラインスペクトラム成分Ｓ１〜Ｓｎは、受信復調の際のデータとして供されるとともに次段の合成器２７にて合成されて再び一定間隔のパルス列に戻されたうえでパルス列復元回路２８に与えられることで、Ｓ／Ｎの良いパルス信号としてパルス列復元回路２８に与えることができる。
【００５７】
一方、周波数位相処理部１１からの出力を受けたＦＦＴ処理部３０では、当該周波数位相処理部１１から出力される周波数、位相調整処理済みの波形データに対してＦＦＴ処理を施し、受信パルス信号のスペクトル分布を解析する。この解析データは制御部３２に与えられる。
【００５８】
制御部３２は、ＦＦＴ処理により得られた受信パルス信号のスペクトル分布に対してしきい値レベルを設定する。ここでは図４の如く、例えば、−３５ｄＢにしきい値を設定する。
【００５９】
そして、制御部３２は、スペクトル分布がしきい値と交わる点の横軸座標値、すなわち、周波数値（ｆ１，ｆ２，…，ｆｍ）を全て読み取り、その値を順次記憶する。そして、（ｆ１，ｆ２，…，ｆｍ）をデータとして種々の演算処理を施す。例えば、これらのデータからスペクトル幅Ｗｉ（Ｗ１＝ｆ２−ｆ１、Ｗ２＝ｆ３−ｆ２、…、Ｗ（ｍ−１）＝ｆｍ−ｆ（ｍ−１）：ただし、ｉは１から（ｍ−１）までの自然数）を演算したり、またその平均値Ｗ（−）やＷｉの平均値からのずれの程度などを演算する。
【００６０】
そして、更に制御部３２は上記演算結果に基づきパルス配列回路２５およびパルス列復元回路２８に与えるべき制御信号を生成する。このパルス列復元回路２８に与える制御信号は、例えば、図４（ｂ）のごとくスペクトル分布が高域側に偏っていることを示す結果が得られたとしたならば、パルス配列回路２５におけるＲＡＭの読出し速度を遅くすることによりパルス列間隔を広げる方向に制御を行い、逆に低域側に偏っていることを示す結果が得られたとしたならば、パルス配列回路２５におけるＲＡＭの読出し速度を速くしてパルス列間隔を狭める方向に制御を行うと言ったような制御信号である。
【００６１】
すなわち、図４は、パルス繰返し周期によるスペクトル分布の違いを示した図であって、図４における（ａ）はパルス繰返し周期が一定である場合の分布を示しており、しきい値レベルにおけるスペクトル幅Ｗｉが一定となっている。一方、図４（ｂ）は、パルス繰返し周期が不規則である場合の分布を示しており、スペクトル幅が一定でない。つまり、高域側でパワスペクトル密度がしきい値レベルを定常的に超えており、パルス間隔が短くなっている。
【００６２】
このように受信パルス列に対してＦＦＴ処理を施すことで、受信パルス信号のスペクトル分布を求め、このスペクトル分布におけるスペクトラム幅を一定とすべく、パルス配列のための制御信号を制御部３２により生成してパルス配列回路２５に与え、パルスの配列を行うことから、ラインスペクトラム成分を高精度で抽出することが可能となり、受信復調の際の忠実度を高めることができる。
【００６３】
パルス列復元回路２８では、以上の過程において強制的に一定間隔で配列されたパルス信号を、制御部３２からの制御信号に基づき元どおりの繰り返し間隔に復元し、このパルス列を周波数位相復元部１２に与える。
【００６４】
すなわち、ＦＦＴ処理部３０ではメモリ回路２４から読み出され、周波数位相処理部１１によって周波数および位相の補正済みのパルス信号のスペクトル分布情報を制御部３２に与える。（ＦＦＴ処理部３０の代わりにＰＲＦ測定器を用いた場合には、メモリ回路２４から読み出され、周波数位相処理部１１によって周波数および位相の補正されたパルス信号からパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）を測定し、得られるＰＲＩを制御部３２に与える。）
制御部３２はこれを用いて、図５（ａ）に示すパルス配列回路２５に入力されるパルス信号列を、図５（ｂ）に示すように、互いに同一のＰＲＩ（図５中では、ＰＲＩ１′＝ＰＲＩ２′＝ＰＲＩ３′）となるパルス信号列に変換すべく、パルス配列回路２５を制御する。そして、フィルタ回路２６を通過してパルス再配列回路２８に入力されるパルス信号列を、図５（ｃ）に示す如く、メモリ回路２４に記憶された時のＰＲＩとなるパルス信号列となるようにパルス再配列回路２８を制御する。
【００６５】
このようにして、元の繰り返し間隔に復元されたパルス信号列は周波数位相復調部１２に与えられる。
【００６６】
周波数位相復元部１２は、図２の周波数調整回路１１ｂと位相調整回路１１ｄと同様の周波数調整回路と位相調整回路とからなり、周波数位相処理部１１で調整された周波数及び位相を持つパルスを制御部３２からの制御信号に基づき、元の周波数及び位相に復元する。
【００６７】
そして、この復元したパルス信号列の波形データを復調処理回路２９に与え、これにより復調処理回路２９では、ラインスペクトラム成分Ｓ１〜Ｓｎをデータとして受信パルス信号の復調処理を施す。
【００６８】
以上、本発明を説明したが、要するに、本発明は、バースト波状のパルス信号を受信するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を行うことにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上を図るようにしたものであって、第１には、本発明においては、到来するバースト波状のパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにしたものである。
【００６９】
これにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供できる。
【００７０】
また、本発明は、到来するバースト波状のパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出し、これら抽出したラインスペクトラム成分を合成し、その後、元どおり繰り返し間隔に復元するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにしたものである。
【００７１】
これにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供できる。
【００７２】
また、本発明は、到来するバースト波状のパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出し、これら抽出したラインスペクトラム成分を合成し、その後、復元手段により元どおり繰り返し間隔に復元するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにし、前記復元手段の復元したパルス信号に対して元の周波数および位相に戻す処理を施すようにしたものである。
【００７３】
これにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供できる。
【００７４】
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、種々変形して実施可能である。
【００７５】
【発明の効果】
以上、詳述したように、この発明によれば、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるようになるパルス信号受信装置及びパルス信号処理方法を提供できる。。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するための図であって、本発明の実施例の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明を説明するための図であって、本発明装置の構成要素である周波数位相処理部の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明を説明するための図であって、本発明装置における可変フィルタの特性制御方法を説明するためのスペクトラム波形図である。
【図４】パルス繰返し周期によるスペクトル分布の違いを示す図である。
【図５】本発明を説明するための図であって、本発明装置におけるパルス信号列のＰＲＩを制御する動作を示すタイミング波形図である。
【図６】受信対象であるパルス信号を説明するために示す波形図である。
【図７】受信パルスの再配列を説明する概念図である。
【図８】周波数スペクトラムの比較のための図であって、各パルス信号の周波数および位相にズレが無い場合でのパルス再配列後の信号のラインスペクトラムと、各パルス信号の周波数および位相にズレがある場合でのパルス再配列後のラインスペクトラム成分の分散状態を説明するための図である。
【符号の説明】
１１…周波数位相処理部
１１ａ…周波数測定部
１１ｂ…周波数調整回路
１１ｃ…位相測定部
１１ｄ…位相調整回路
１２…周波数位相復元部
２１…アンテナ
２２…周波数変換器
２３…Ａ／Ｄ変換器
２４…メモリ回路
２５…パルス配列回路
２６…フィルタ回路
２６１，２６２，〜，２６ｎ…中心周波数を任意に設定可能な帯域フィルタ
２７…合成器
２８…パルス再配列回路
２９…復調処理回路
３０…ＦＦＴ処理部
３２…制御部。
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばレーダ装置などから放射されるパルス信号を受信するパルス信号受信装置及びパルス信号処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、レーダ装置は図６に示す如きバースト波状のパルス信号を発信し、その反射波を受信することで、目標物などを捉える。
【０００３】
一般にこのようなパルス信号の受信に用いられるパルス信号受信装置は、アンテナで受信したパルス信号を周波数変換器で中間周波数に変換した後、狭帯域フィルタ群に通して主要なラインスペクトラム成分を抽出し、これをもとに復調処理回路で変調成分を復調するようにしている。
【０００４】
ところで、現実の受信信号は、レーダ装置の発振源の安定性や環境の影響により、バースト波状のパルス信号のパルス繰り返し周期（ＰＲＩ）が厳密に一定でないことが多く、また、レーダ装置によっては、ＰＲＩを意図的に乱している場合もある。
【０００５】
このため、従来のパルス信号受信装置では、図７（ａ）に示すようなＰＲＩの変動あるパルス信号が受信されることとなる。そして、このパルス信号受信装置では、このようなＰＲＩ変動に伴うラインスペクトラム成分の周波数位置の変動に対応して受信パルスの再配列を高い精度で行い、これによって図７（ｂ）の如く、パルス繰り返し周期を強制的に一定とした上で広帯域フィルタに通すことにより、ラインスペクトラム成分の抽出を行って、信号再生の忠実度を高めるようにしたパルス信号受信装置もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
レーダ装置から送信されるバースト波状のパルス信号は、図７（ａ）に示すようなＰＲＩの変動あるパルス信号となるので、このパルス信号を受信する従来のパルス信号受信装置では、このようなＰＲＩ変動に伴うラインスペクトラム成分の周波数位置の変動に対応して受信パルスの再配列を高い精度で行い、これによって図７（ｂ）の如く、パルス繰り返し周期（ＰＲＩ）を強制的に一定とした上で広帯域フィルタに通すことにより、ラインスペクトラム成分の抽出を行い、信号再生の忠実度を高めるようにしている。
【０００７】
一方、受信パルス信号の中心周波数は、送信システムの安定度などから、短時間的に変動する場合があり、各パルス信号の中心周波数にもパルス毎のズレが生じることがある。
【０００８】
ところが、従来のこの種のパルス信号受信装置では、こうした中心周波数の各パルスごとのズレや各パルスの位相のズレの調整は施さなかったため、図８に示すようにパルス再配列後の信号のスペクトラムが、抽出するラインスペクトラム成分以外にも分散してしまい、到来信号に忠実な受信復調処理を行うことが困難になるという不具合があった。
【０００９】
本発明はこのような問題を解決するもので、その目的とするところは、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信信号に対しても高忠実度の信号再生を可能にするパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成する。すなわち、
［１］本発明は、到来するパルス信号を受信して受信パルス信号を得る受信手段と、
前記受信パルス信号の周波数と位相を検出してそれぞれ基準に対するずれ量を修正する周波数位相処理手段と、
前記周波数位相処理手段による修正済みの受信パルス信号のパルス配列間隔を、一定間隔に調整するパルス配列手段と、
このパルス配列手段から送出される受信パルス信号からラインスペクトラム成分を抽出する抽出手段と、
前記受信パルス信号のスペクトラム成分情報を得る分析手段と、
とを具備することを特徴とする。
【００１１】
この発明は、到来するパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔とした後、この一定間隔のパルス列からラインスペクトラム成分を抽出するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにしたものである。
【００１２】
これにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供できる。
【００１３】
［２］また、本発明は、到来するパルス信号を受信して受信パルス信号を得る受信手段と、
前記受信パルス信号の周波数と位相を検出してそれぞれ基準に対するずれ量を修正する周波数位相処理手段と、
前記周波数位相処理手段による修正済みの受信パルス信号のパルス配列間隔を、一定間隔に調整するパルス配列手段と、
このパルス配列手段から送出される受信パルス信号からラインスペクトラム成分を抽出する抽出手段と、
前記受信パルス信号のスペクトラム成分情報を得る分析手段と、
前記ラインスペクトラム成分を抽出後の受信パルス信号のパルス配列間隔を元に戻す復元手段と、
この周波数位相復元手段による復元処理済みの受信パルス信号に対して前記ラインスペクトラム成分に基づき復調処理を施す復調手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】
このような本発明によれば、到来するパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出し、これら抽出したラインスペクトラム成分を合成し、その後、元どおり繰り返し間隔に復元するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにたものである。
【００１５】
これにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供できる。
【００１６】
［３］また、本発明は、到来するパルス信号を受信して受信パルス信号を得る受信手段と、
前記受信パルス信号の周波数と位相を検出してそれぞれ基準に対するずれ量を修正する周波数位相処理手段と、
前記周波数位相処理手段による修正済みの受信パルス信号のパルス配列間隔を、一定間隔に調整するパルス配列手段と、
このパルス配列手段から送出される受信パルス信号からラインスペクトラム成分を抽出する抽出手段と、
前記受信パルス信号のスペクトラム成分情報を得る分析手段と、
前記ラインスペクトラム成分を抽出後の受信パルス信号のパルス配列間隔を元に戻す復元手段と、
この復元手段によりパルス配列間隔を復元された受信パルス信号に対し、前記周波数位相処理手段による周波数および位相の補正分を復元すべく処理する周波数位相復元手段と、
この周波数位相復元手段による復元処理済みの受信パルス信号に対して前記ラインスペクトラム成分に基づき復調処理を施す復調手段とを具備することを特徴とする。
【００１７】
このような本発明は、到来するパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出し、これら抽出したラインスペクトラム成分を合成し、その後、復元手段により元どおり繰り返し間隔に復元するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにし、前記復元手段の復元したパルス信号に対して元の周波数および位相に戻す処理を施すようにしたものである。
【００１８】
これにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００２０】
受信パルス信号の中心周波数は、送信システムの安定度などから、短時間的に変動する場合があり、各パルス信号の中心周波数にもパルス毎のズレが生じることがあるが、本発明では、パルスの再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を行うようにして、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるようにするものであり、中心周波数の各パルス毎のズレや各パルスの位相のズレの調整を施さない場合に、図８に示すようにパルス再配列後の信号のスペクトラムが、抽出するラインスペクトラム成分以外にも分散して、到来信号に忠実な受信復調処理を行うことができないと云う不具合を解消する。
【００２１】
以下、詳細を説明する。
【００２２】
［パルス信号受信装置の構成］
図１に、本発明に係わるパルス信号受信装置の実施例を示す。図１に示すように、本装置はアンテナ２１、周波数変換器２２、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器２３、メモリ回路２４、周波数位相処理部１１、パルス配列回路２５、フィルタ回路２６、合成器２７、パルス列復元回路２８、周波数位相復元部１２、復調処理回路２９、ＦＦＴ処理部３０、制御部３２とより構成される。
【００２３】
これらのうち、アンテナ２１は到来する無線周波のパルス信号を捉えるものであり、周波数変換器２２はこのアンテナ２１で捉えたパルス信号を中間周波数に変換するためのものであり、Ａ／Ｄ変換器２３はこの周波数変換器２２の変換出力をデジタル信号（パルス信号の波形データ）に変換するためのものである。
【００２４】
メモリ回路２４はこのＡ／Ｄ変換器２３の出力するデジタル信号を一時、記憶するためのものであって、所定の時間幅分に亙り、波形データを保持する記憶容量を持つものであり、周波数位相処理部１１は、メモリ回路２４に記憶された各パルス信号（デジタル信号）を読み出してこれら各パルス信号の周波数と位相を検出し、これを制御部３２に渡すと共に、この周波数と位相の検出値に対して制御部３２から与えられる制御信号に従って周波数及び位相の調整処理を施すものである。
【００２５】
パルス配列回路２５はこの周波数位相処理部１１で処理されたパルス信号を一定間隔のパルス列にするための回路であり、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶手段（図示せず）を備えていて、この記憶手段にパルス波形データを一時記憶し、この一時記憶データを制御部３２からの制御信号に基づき読み出すことで、繰り返し周期が一定間隔に調整されたパルス信号列を得るものである。このパルス信号列は次段のフィルタ回路２６に与えるものとする。
【００２６】
ＦＦＴ処理部３０は、周波数位相処理部１１にて得られた周波数及び位相の調整処理を施した後のパルス信号（パルス信号の波形データ）に対してＦＦＴ（高速フーリェ変換）処理を施し、スペクトル分布を求め、制御部３２に与えるものである。
【００２７】
また、制御部３２は、このＦＦＴ処理部３０からの出力と、周波数位相処理部１１からの出力を受け、これらを元に受信パルス信号のスペクトル分布のしきい値レベルを設定し、このスペクトル分布がしきい値と交わる点の横軸座標値、すなわち、周波数値（ｆ１，ｆ２，…，ｆｍ）をすべて読み取り、その値をデータとして種々の演算処理を施してスペクトル分布の偏りを調べ、その偏りが高域側に対する偏りであったならばパルス配列回路２５におけるＲＡＭの読出し速度を遅くするように制御信号を発生してパルス列間隔を広げる方向に制御を行い、偏りが低域側に対するものであったならば、パルス配列回路２５におけるＲＡＭの読出し速度を速くするように制御信号を発生してパルス列間隔を狭める方向に制御を行うといった具合である。
【００２８】
なお、上記の構成では、ＦＦＴ処理部３０で得た周波数位相処理部１１による周波数および位相が調整処理を施されたパルス列に対するスペクトル分布を、制御部３２に与えるようにし、制御部３２ではこの与えられたスペクトル分布からパルス配列回路２５に対しての制御信号を発生するようにしているが、ＦＦＴ処理部３０を用いないで実現する構成もある。
【００２９】
すなわち、パルス信号列のＰＲＦ（パルス繰り返し周波数、つまり１／ＰＲＩ）を測定するＰＲＦ測定器を用いる方式であり、ＦＦＴ処理部３０をＰＲＩ測定器（図示せず）に置き換えて構成し、パルス信号列のＰＲＩ（パルスの繰り返し周期）を直接測定して、制御部３２に与えることにより、上記の構成と同様にパルス配列回路２５における制御信号を発生させる。
【００３０】
従って、制御部３２は上記ＦＦＴ処理部３２の演算結果（スペクトル分布）に基づき（ＰＲＦ測定器を用いる構成の場合はパルス信号列のＰＲＩに基づき）パルス配列回路２５およびパルス列復元回路２８に与えるべき制御信号を生成して送出すると言った機能を有すると共に、また、メモリ回路２４の各パルス信号（デジタル信号）を元に周波数位相処理部１１が検出した各パルス信号の周波数と位相の検出出力を元に、パルス信号の周波数と位相の調整のための制御信号を出力して周波数位相処理部１１に渡すといった機能を有するものである。
【００３１】
フィルタ回路２６は、それぞれパス帯域が異なると共にそれぞれ中心周波数を任意に設定可能な複数の帯域フィルタ２６１〜２６ｎを備え、これらの帯域フィルタ２６１〜２６ｎに上記パルス配列回路２５からの一定間隔のパルス列が与えられることによって、受信パルス信号のラインスペクトラム成分Ｓ１〜Ｓｎを抽出し、出力するものである。
【００３２】
このフィルタ回路２６により得られるラインスペクトラム成分Ｓ１〜Ｓｎは、受信復調の際のデータとして供されるとともに次段の合成器２７に与えられて合成されることで、再び一定間隔のパルス列に戻されたうえでパルス列復元回路２８に与えられる構成である。
【００３３】
パルス列復元回路２８は、以上の過程において強制的に一定間隔で配列されたパルス信号列を、制御部３２からのパルス列復元制御信号に基づき、元どおりの繰り返し間隔に復元するものであり、周波数位相復元部１２は、パルス列復元回路２８にて繰り返し間隔が復元されたパルス信号列に対して、周波数位相処理部１１で行った調整分だけ各パルスの周波数及び位相を復元する処理を実施するものであり、復調処理回路２９は、周波数位相復元部１２の出力する復元されたパルス信号におけるラインスペクトラム成分Ｓ１〜Ｓｎをデータとして受信パルスの復調処理を施すものである。
【００３４】
また、制御部３２にはこのＦＦＴ処理部３０から得られるパルス信号の波形データを元に、強制的に一定間隔で配列されたパルス列を、元どおりの配列に戻すように調整するためのパルス列復元制御信号を発生する機能を有する。
【００３５】
なお、ＦＦＴ処理部３０の代わりにＰＲＦ測定器を用いた場合には、ＰＲＦ測定器から得られるＰＲＩを用いて、時間領域でパルス列のデータをそのまま使って処理を行い、同様に復元するためのパルス列復元制御信号を発生する機能を制御部３２には持たせることになる。
【００３６】
従って、これらにより、パルス列復元回路２８は、パルス信号列を元どおりの繰り返し間隔（ＰＲＩ）になるようにデータ処理して復元することができる。
【００３７】
また、本発明装置における制御部３２には、ＦＦＴ処理部３０にて得られるＰＲＦやパルス幅及び搬送波周波数ＲＦを与えており、当該制御部３２はこのＰＲＦとパルス幅、および搬送波周波数ＲＦから、強制的に一定間隔にしたときのＰＲＦを算出してこの算出したものと搬送波周波数ＲＦとをもとに、各可変フィルタ２６１〜２６ｎのそれぞれの中心周波数Ｆを決定すると共に、フィルタ回路２６の各可変フィルタ２６１〜２６ｎをその中心周波数が各スペクトラム周波数に一致するように制御する機能をも有するものである。
【００３８】
＜周波数位相処理部の構成例＞
図２に本発明装置で用いる周波数位相処理部１１の構成例をブロック図で示す。図２において、１１ａは周波数測定部であり、１１ｂは周波数調整回路、１１ｃは位相測定部、１１ｄは位相調整回路である。
【００３９】
これらのうち、周波数測定部１１ａは、メモリ回路２４から周波数位相処理部１１に取り込まれる各パルス信号の中心周波数を測定して制御部３２に与えるためのものである。
【００４０】
また、周波数調整回路１１ｂは、制御部３２からの制御信号に基づき、処理対象の各パルス信号について基準パルスとの周波数差分を調整する処理を行うためのものである。
【００４１】
また、位相測定部１１ｃは、周波数調整回路１１ｂによる周波数調整後の各パルス信号の基準ポイントにおける位相を測定して制御部３２に与えるためのものであり、位相調整回路１１ｄは、制御部３２からの制御信号に基づき、処理対象の各パルス信号について基準パルスとの位相差分を調整する処理を行って後段のパルス配列回路２５に出力するものである。
【００４２】
次に、このような構成の本装置の作用を説明する。
【００４３】
アンテナ２１に到来した無線周波信号は、周波数変換器２２により中間周波数に変換され、次いでＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器２３によりデジタル信号に変換される。このデジタル信号はメモリ回路２４に逐次更新されつつ一定時間幅分を一旦記憶されることにとにより、受信されたパルス信号の波形のうち、ある時間幅分の波形がデジタルデータとして保持されることとなる。メモリ回路２４に保持されたパルス信号の波形データは、周波数位相処理部１１によって逐次読み込まれる。
【００４４】
そして、周波数位相処理部１１では、各パルス信号の波形データに対して周波数及び位相の調整処理を行う。すなわち、図２に示すように、周波数位相処理部１１ではまずはじめに周波数測定部１１ａにおいて、各パルス信号の波形の中心周波数を測定する。そして、周波数測定部１１ａの周波数測定結果を、制御部３２に送る。
【００４５】
制御部３２では、各パルス信号それぞれについて、例えば振幅の最も大きいパルスなど、あらかじめ設定した判定基準に基づいて基準パルスを決定し、各パルス信号毎に周波数測定部１１ａにて得たそのパルス信号の中心周波数とその基準パルスの中心周波数の差分を知って、その差分を調整するための制御信号を発生する。そして、この制御信号を周波数調整回路１１ｂに送る。
【００４６】
この周波数調整回路１１ｂでは、処理対象のパルス信号それぞれに対し、基準パルスとの周波数差を調整する。すなわち、周波数調整回路１１ｂでは、制御部３２から送られた制御信号に基づき、パルス信号毎にそれぞれその中心周波数を調整し、基準パルスの中心周波数にパルス信号それぞれの中心周波数が合うようにする。
【００４７】
そして、周波数位相処理部１１では、次に 位相測定部１１ｃにおいて、この周波数調整後の各パルス信号における基準ポイントとの位相差を測定する。
【００４８】
すなわち、位相測定部１１ｃでは、周波数調整回路１１ｂの各出力パルス信号に対して、例えばパルス中央など、あらかじめ設定された基準ポイントにおける位相を測定することで位相差を求める。
【００４９】
この位相測定部１１ｃでの測定結果は、制御部３２に送られ、各パルス信号について、基準ポイントにおける位相と基準パルスの基準ポイントの位相との差分を調整するための制御信号が発生され、この制御信号は位相調整回路１１ｄに送られる。
【００５０】
位相調整回路１１ｄでは、各処理対象のパルス信号に対してそのパルス信号についての基準パルスとの位相差を調整する。すなわち、位相調整回路１１ｄでは、制御部３２から送られた制御信号に基づき、各パルス信号毎にその位相を調整し、基準パルスの位相に各パルス信号の位相を合わせるようにすることにより、中心周波数及び位相にズレのないパルス列を得る。そして、この調整済みのパルス信号の波形データはＦＦＴ処理部３０とパルス配列回路２５とに出力される。
【００５１】
パルス配列回路２５では、制御部３２から与えられる制御信号に基づいてパルス間隔を一定とすべくパルス信号の配列が行なわれる。すなわち、パルス配列回路２５はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶手段（図示せず）を備え、この記憶手段に順次更新をしつつ、一定時間分のパルス信号の波形データを一時記憶し、この一時記憶データを制御信号に基づき読み出すことで、一定間隔のパルス列を得、このパルス列を次段のフィルタ回路２６に与える。
【００５２】
一方、制御部３２では、フィルタ回路２６の特性を決定するように当該フィルタ回路２６の特性制御をする。そのために、ＦＦＴ処理部３０ではパルス繰り返し周波数ＰＲＦ及びパルス幅および搬送波周波数ＲＦを測定して制御部３２に与えており、当該制御部３２はこのＰＲＦとパルス幅、および搬送波周波数ＲＦから、強制的に一定間隔にしたときのＰＲＦを算出してこの算出したものと搬送波周波数ＲＦとをもとに、各可変フィルタ２６１〜２６ｎのそれぞれの中心周波数Ｆを決定する。
【００５３】
具体的には、搬送波周波数ＲＦとパルス繰り返し周波数（強制的に一定間隔にしたＰＲＦ）とを用いて次のように決定する。
【００５４】
Ｆ＝ＲＦ±（ｎ×ＰＲＦ）
（ｎ＝１，２，３，… …，ｎ）
そして、制御部３２では、図３に示すように、各可変フィルタ２６１〜２６ｎの中心周波数をそれぞれラインスペクトルに合致する周波数に一致させるような制御出力を発生してフィルタ回路２６に与え、当該フィルタ回路２６を制御する。これによって、フィルタ回路２６を構成している各可変フィルタ２６１〜２６ｎで抜き出された信号成分は周波数調整、位相調整されて等間隔に配列変えされたパルス信号のラインスペクトルに合致するものとなるから、これらを次段の合成器２７で合成することで、Ｓ／Ｎ（信号／雑音比）の良好な信号が得られるようになる。
【００５５】
すなわち、合成器２７で合成された信号は、パルス信号については広い帯域幅を有しているのと同じ出力が得られ、雑音レベルについては、パルス繰り返し周波数ＰＲＦ分、等価的な帯域が狭くなる。このため、受信感度を悪化させることなしに、ラインスペクトラムの裾野の情報を取得することができるようになる。
【００５６】
このように、フィルタ回路２６を構成するそれぞれパス帯域の異なる複数の帯域フィルタ２６１〜２６ｎに上記一定間隔のパルス列を与えることで、これらの帯域フィルタ２６１〜２６ｎからは受信パルス信号のラインスペクトラム成分Ｓ１〜Ｓｎが抽出されることとなり、しかも、これらのラインスペクトラム成分Ｓ１〜Ｓｎは、受信復調の際のデータとして供されるとともに次段の合成器２７にて合成されて再び一定間隔のパルス列に戻されたうえでパルス列復元回路２８に与えられることで、Ｓ／Ｎの良いパルス信号としてパルス列復元回路２８に与えることができる。
【００５７】
一方、周波数位相処理部１１からの出力を受けたＦＦＴ処理部３０では、当該周波数位相処理部１１から出力される周波数、位相調整処理済みの波形データに対してＦＦＴ処理を施し、受信パルス信号のスペクトル分布を解析する。この解析データは制御部３２に与えられる。
【００５８】
制御部３２は、ＦＦＴ処理により得られた受信パルス信号のスペクトル分布に対してしきい値レベルを設定する。ここでは図４の如く、例えば、−３５ｄＢにしきい値を設定する。
【００５９】
そして、制御部３２は、スペクトル分布がしきい値と交わる点の横軸座標値、すなわち、周波数値（ｆ１，ｆ２，…，ｆｍ）を全て読み取り、その値を順次記憶する。そして、（ｆ１，ｆ２，…，ｆｍ）をデータとして種々の演算処理を施す。例えば、これらのデータからスペクトル幅Ｗｉ（Ｗ１＝ｆ２−ｆ１、Ｗ２＝ｆ３−ｆ２、…、Ｗ（ｍ−１）＝ｆｍ−ｆ（ｍ−１）：ただし、ｉは１から（ｍ−１）までの自然数）を演算したり、またその平均値Ｗ（−）やＷｉの平均値からのずれの程度などを演算する。
【００６０】
そして、更に制御部３２は上記演算結果に基づきパルス配列回路２５およびパルス列復元回路２８に与えるべき制御信号を生成する。このパルス列復元回路２８に与える制御信号は、例えば、図４（ｂ）のごとくスペクトル分布が高域側に偏っていることを示す結果が得られたとしたならば、パルス配列回路２５におけるＲＡＭの読出し速度を遅くすることによりパルス列間隔を広げる方向に制御を行い、逆に低域側に偏っていることを示す結果が得られたとしたならば、パルス配列回路２５におけるＲＡＭの読出し速度を速くしてパルス列間隔を狭める方向に制御を行うと言ったような制御信号である。
【００６１】
すなわち、図４は、パルス繰返し周期によるスペクトル分布の違いを示した図であって、図４における（ａ）はパルス繰返し周期が一定である場合の分布を示しており、しきい値レベルにおけるスペクトル幅Ｗｉが一定となっている。一方、図４（ｂ）は、パルス繰返し周期が不規則である場合の分布を示しており、スペクトル幅が一定でない。つまり、高域側でパワスペクトル密度がしきい値レベルを定常的に超えており、パルス間隔が短くなっている。
【００６２】
このように受信パルス列に対してＦＦＴ処理を施すことで、受信パルス信号のスペクトル分布を求め、このスペクトル分布におけるスペクトラム幅を一定とすべく、パルス配列のための制御信号を制御部３２により生成してパルス配列回路２５に与え、パルスの配列を行うことから、ラインスペクトラム成分を高精度で抽出することが可能となり、受信復調の際の忠実度を高めることができる。
【００６３】
パルス列復元回路２８では、以上の過程において強制的に一定間隔で配列されたパルス信号を、制御部３２からの制御信号に基づき元どおりの繰り返し間隔に復元し、このパルス列を周波数位相復元部１２に与える。
【００６４】
すなわち、ＦＦＴ処理部３０ではメモリ回路２４から読み出され、周波数位相処理部１１によって周波数および位相の補正済みのパルス信号のスペクトル分布情報を制御部３２に与える。（ＦＦＴ処理部３０の代わりにＰＲＦ測定器を用いた場合には、メモリ回路２４から読み出され、周波数位相処理部１１によって周波数および位相の補正されたパルス信号からパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）を測定し、得られるＰＲＩを制御部３２に与える。）
制御部３２はこれを用いて、図５（ａ）に示すパルス配列回路２５に入力されるパルス信号列を、図５（ｂ）に示すように、互いに同一のＰＲＩ（図５中では、ＰＲＩ１′＝ＰＲＩ２′＝ＰＲＩ３′）となるパルス信号列に変換すべく、パルス配列回路２５を制御する。そして、フィルタ回路２６を通過してパルス再配列回路２８に入力されるパルス信号列を、図５（ｃ）に示す如く、メモリ回路２４に記憶された時のＰＲＩとなるパルス信号列となるようにパルス再配列回路２８を制御する。
【００６５】
このようにして、元の繰り返し間隔に復元されたパルス信号列は周波数位相復調部１２に与えられる。
【００６６】
周波数位相復元部１２は、図２の周波数調整回路１１ｂと位相調整回路１１ｄと同様の周波数調整回路と位相調整回路とからなり、周波数位相処理部１１で調整された周波数及び位相を持つパルスを制御部３２からの制御信号に基づき、元の周波数及び位相に復元する。
【００６７】
そして、この復元したパルス信号列の波形データを復調処理回路２９に与え、これにより復調処理回路２９では、ラインスペクトラム成分Ｓ１〜Ｓｎをデータとして受信パルス信号の復調処理を施す。
【００６８】
以上、本発明を説明したが、要するに、本発明は、バースト波状のパルス信号を受信するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を行うことにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上を図るようにしたものであって、第１には、本発明においては、到来するバースト波状のパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにしたものである。
【００６９】
これにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供できる。
【００７０】
また、本発明は、到来するバースト波状のパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出し、これら抽出したラインスペクトラム成分を合成し、その後、元どおり繰り返し間隔に復元するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにしたものである。
【００７１】
これにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供できる。
【００７２】
また、本発明は、到来するバースト波状のパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出し、これら抽出したラインスペクトラム成分を合成し、その後、復元手段により元どおり繰り返し間隔に復元するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにし、前記復元手段の復元したパルス信号に対して元の周波数および位相に戻す処理を施すようにしたものである。
【００７３】
これにより、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信パルス信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるパルス信号受信装置及びそのパルス信号処理方法を提供できる。
【００７４】
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、種々変形して実施可能である。
【００７５】
【発明の効果】
以上、詳述したように、この発明によれば、各パルスの中心周波数及び位相にズレのある受信信号に対しても信号再生の忠実度の向上が図れるようになるパルス信号受信装置及びパルス信号処理方法を提供できる。。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するための図であって、本発明の実施例の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明を説明するための図であって、本発明装置の構成要素である周波数位相処理部の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明を説明するための図であって、本発明装置における可変フィルタの特性制御方法を説明するためのスペクトラム波形図である。
【図４】パルス繰返し周期によるスペクトル分布の違いを示す図である。
【図５】本発明を説明するための図であって、本発明装置におけるパルス信号列のＰＲＩを制御する動作を示すタイミング波形図である。
【図６】受信対象であるパルス信号を説明するために示す波形図である。
【図７】受信パルスの再配列を説明する概念図である。
【図８】周波数スペクトラムの比較のための図であって、各パルス信号の周波数および位相にズレが無い場合でのパルス再配列後の信号のラインスペクトラムと、各パルス信号の周波数および位相にズレがある場合でのパルス再配列後のラインスペクトラム成分の分散状態を説明するための図である。
【符号の説明】
１１…周波数位相処理部
１１ａ…周波数測定部
１１ｂ…周波数調整回路
１１ｃ…位相測定部
１１ｄ…位相調整回路
１２…周波数位相復元部
２１…アンテナ
２２…周波数変換器
２３…Ａ／Ｄ変換器
２４…メモリ回路
２５…パルス配列回路
２６…フィルタ回路
２６１，２６２，〜，２６ｎ…中心周波数を任意に設定可能な帯域フィルタ
２７…合成器
２８…パルス再配列回路
２９…復調処理回路
３０…ＦＦＴ処理部
３２…制御部。
Claims (8)
- 到来するパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出するパルス信号受信装置において、
受信パルス信号の中心周波数を検出して基準パルス信号の中心周波数に対する偏り分を補正すると共に位相を検出して基準ポイントに対する位相差分を補正する周波数位相処理手段を設け、前記一定間隔に再配列する対象のパルスは、前記周波数位相処理手段による周波数位相補正済みの受信パルス信号とすることを特徴とするパルス信号受信装置。 - 到来するパルス信号を受信して受信パルス信号を得る受信手段と、
前記受信パルス信号の周波数と位相を検出してそれぞれ基準に対するずれ量を修正する周波数位相処理手段と、
前記周波数位相処理手段による修正済みの受信パルス信号のパルス配列間隔を、一定間隔に調整するパルス配列手段と、
このパルス配列手段から送出される受信パルス信号からラインスペクトラム成分を抽出する抽出手段と、
前記受信パルス信号のスペクトラム成分情報を得る分析手段と、
を具備することを特徴とするパルス信号受信装置。 - 到来するパルス信号を受信して受信パルス信号を得る受信手段と、
前記受信パルス信号の周波数と位相を検出してそれぞれ基準に対するずれ量を修正する周波数位相処理手段と、
前記周波数位相処理手段による修正済みの受信パルス信号のパルス配列間隔を、一定間隔に調整するパルス配列手段と、
このパルス配列手段から送出される受信パルス信号からラインスペクトラム成分を抽出する抽出手段と、
前記受信パルス信号のスペクトラム成分情報を得る分析手段と、
前記ラインスペクトラム成分を抽出後の受信パルス信号のパルス配列間隔を元に戻す復元手段と、
を具備することを特徴とするパルス信号受信装置。 - 到来するパルス信号を受信して受信パルス信号を得る受信手段と、
前記受信パルス信号の周波数と位相を検出してそれぞれ基準に対するずれ量を修正する周波数位相処理手段と、
前記周波数位相処理手段による修正済みの受信パルス信号のパルス配列間隔を、一定間隔に調整するパルス配列手段と、
このパルス配列手段から送出される受信パルス信号からラインスペクトラム成分を抽出する抽出手段と、
前記受信パルス信号のスペクトラム成分情報を得る分析手段と、
前記ラインスペクトラム成分を抽出後の受信パルス信号のパルス配列間隔を元に戻す復元手段と、
この復元手段によりパルス配列間隔を復元された受信パルス信号に対し、前記周波数位相処理手段による周波数および位相の補正分を復元すべく処理する周波数位相復元手段と、
を具備することを特徴とするパルス信号受信装置。 - 到来するパルス信号を受信して受信パルス信号を得る受信手段と、
前記受信パルス信号の周波数と位相を検出してそれぞれ基準に対するずれ量を修正する周波数位相処理手段と、
前記周波数位相処理手段による修正済みの受信パルス信号のパルス配列間隔を、一定間隔に調整するパルス配列手段と、
このパルス配列手段から送出される受信パルス信号からラインスペクトラム成分を抽出する抽出手段と、
前記受信パルス信号のスペクトラム成分情報を得る分析手段と、
前記ラインスペクトラム成分を抽出後の受信パルス信号のパルス配列間隔を元に戻す復元手段と、
この復元手段によりパルス配列間隔を復元された受信パルス信号に対し、前記周波数位相処理手段による周波数および位相の補正分を復元すべく処理する周波数位相復元手段と、この復元された周波数位相復元手段による復元処理済みの受信パルス信号に対して前記ラインスペクトラム成分に基づき復調処理を施す復調手段とを具備することを特徴とするパルス信号受信装置。 - 到来するパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すことを特徴とするパルス信号受信装置のパルス処理方法。
- 到来するパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出し、これら抽出したラインスペクトラム成分を合成し、その後、元どおり繰り返し間隔に復元するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すことを特徴とするパルス信号受信装置のパルス処理方法。
- 到来するパルス信号列を受信して受信パルス信号を得ると共に、この受信パルス信号のパルス配列間隔を強制的に一定間隔に再配列した後、この再配列したパルス列からラインスペクトラム成分を抽出し、これら抽出したラインスペクトラム成分を合成し、その後、復元手段により元どおり繰り返し間隔に復元するに当たり、パルス信号の再配列を行う前に、各パルス信号の周波数及び位相を測定し、この測定結果に基づいて再配列後の各パルスの周波数及び位相がすべて等しくなるように調整処理を施すようにし、前記復元手段の復元したパルス信号に対して元の周波数および位相に戻す処理を施すことを特徴とするパルス信号受信装置のパルス処理方法。
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