JP5220320B2 - 信号解析装置及び信号解析方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば開発中の携帯電話等の移動通信システムに採用される信号を解析する信号解析装置及び信号解析方法に関し、特にＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access ：符号分割多重接続）や広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）等のような広い帯域幅を持つ変調波信号を被測定信号として信号解析を行う場合に適した信号解析装置及び信号解析方法に関する。

例えば開発中の携帯電話等の移動通信システムに採用される信号を解析する場合、信号に含まれる様々な周波数成分を正確に測定できるスペクトラムアナライザ等の信号解析装置が従来より用いられる。図１０はこの種の信号解析に用いられる一般的な信号解析装置の概略構成を示すブロック図である。

図１０に示す信号解析装置５１では、入力端子５２から入力される被測定信号が信号混合器５３で局部発振器５４からの局部発振信号と混合され、中間周波数を有する中間周波数信号に変換される。

局部発振器５４の発振周波数は、掃引部５５により、所定の周波数範囲にわたって掃引される。これにより、信号混合器５３から出力される中間周波数信号の周波数も掃引動作に同期して変化する。

信号混合器５３より周波数が低減されて出力された中間周波数信号は次段のＲＢＷフィルタ５６に入力される。ＲＢＷフィルタ５６は、アナログのバンドパスフィルタで構成され、不要な周波数成分を除去し、必要な中間周波数信号のみを通過させる。なお、ＲＢＷフィルタ５６の周波数特性の通過中心周波数におけるピークレベルから３ｄＢ低下した時点におけるバンド幅（ＲＢＷ）は、この信号解析装置における周波数分解能を表す。

信号混合器５３から出力される中間周波数信号の周波数は掃引動作に同期して変化するので、ＲＢＷフィルタ５６から１掃引時間（掃引期間）内において時間経過とともに出力される出力信号は、掃引受信して中間周波数信号に変換された被測定信号の各周波数成分における時系列波形となる。

ＲＢＷフィルタ５６からの中間周波数信号は、ＬＯＧ変換部５７により信号レベルがｄＢ単位に変換されて出力され、ＤＣ（直流）成分に落とされた後、次段のアナログのＶＢＷフィルタ５８に入力される。ＶＢＷフィルタ５８では、表示部５９に最終的に表示される周波数スペクトラム波形の高周波成分（雑音成分）を除去して信号を出力する。このＶＢＷフィルタ５８から出力された信号は、次段の検波器（ＤＥＴ）６０によって検波される。

検波器６０では、ＶＢＷフィルタ５８から出力されたアナログの周波数スペクトラム波形における各時間軸位置のピーク値を検出し、包絡線検波された状態の最終的な周波数スペクトラム波形を得る。そして、掃引期間内に検波された信号は、掃引された周波数における時系列波形の大きさを示す。よって、横軸を周波数、縦軸を振幅とすれば、周波数スペクトラム波形となる。

そして、この最終的な周波数スペクトラム波形を示す信号は、次段のＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）６１でデジタルデータに変換された後、データ記憶部６２に蓄積して記憶される。このデータ記憶部６２に蓄積されたデジタルデータは次段の信号処理部６３で信号処理される。そして、この信号処理の結果から得られる周波数スペクトラム波形は、表示部５９の表示画面に対し、横軸を周波数、縦軸を振幅として表示される。

また、この種の信号解析装置として、ユーザによってゾーン幅が設定されたゾーンマーカを表示画面上に表示し、この表示されたゾーンマーカに対応させて電力分布を示すグラフ波形を表示するものが下記特許文献１に開示されている。
特開２００２−２９６３１０号公報

ところで、上述した従来の信号解析装置では、１掃引毎に被測定信号のピークレベルを検出し、この検出したピークレベルにゾーン幅の中心が位置するようにゾーンマーカを自動的に移動させて表示するピークサーチ機能を有している。そして、ピークレベルの周波数が時間に対して変化しないＣＷ信号が被測定信号の場合には、上述したピークサーチ機能を用いることにより、図１１に示すように、ゾーンマーカ７１（図中の破線で囲む部分）のゾーン幅の中心を、ＣＷ信号のピークレベル（図中×で示す部分）の位置に自動的に一致させ、ゾーンマーカ７１の表示を行うことができる。

これに対し、例えば広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）等のような広い帯域幅（３．８４ＭＨｚ）を持つ変調波信号が被測定信号の場合、通常このような信号の送信電力といったとき、変調帯域幅の積分電力を指すことが多い。このため、変調波信号の変調帯域幅に合わせてゾーンマーカ７１のゾーン幅を設定し、変調波信号の変調帯域幅に合わせてゾーンマーカ７１を自動的に移動させ、その位置でゾーン幅内の積分電力のピーク値を測定することが望まれる。

ところが、この種の変調波信号は、時間の経過とともにピークレベルの周波数が任意に変動し、ノイズによる変動の影響も大きい。このため、上述したピークサーチ機能を用い、変調波信号のピークレベルの位置を中心としてゾーンマーカ７１を自動的に移動しても、ノイズ等の影響により変調波信号のピークレベルの周波数の変動に伴ってゾーンマーカ７１のゾーン幅が移動してしまい、図１２に示すように、ゾーンマーカ７１のゾーン幅が変調波信号の変調帯域幅から外れることがあった。すなわち、従来のピークサーチ機能を用いた構成では、ゾーンマーカ７１のゾーン幅を変調波信号の変調帯域幅内に安定して収めることが困難であり、ゾーンマーカ７１が本来意図しない位置に移動するおそれがあった。これにより、変調波信号の変調帯域幅内の積分電力のピーク値を正確に測定できない場合があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、ゾーン幅を被測定信号の変調帯域幅に合わせてゾーンマーカの表示を自動的に安定して行え、また複数のゾーンマーカを表示した場合には、この複数のゾーンマーカの中から選択的に電力比の算出及び結果表示を行うことができる信号解析装置及び信号解析方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載された信号解析装置は、所定の変調帯域幅を有する被測定信号Ｗを受信して所定の周波数範囲でスペクトラム分析し、該被測定信号の周波数成分の大きさを対応する周波数毎にデジタル値の波形データとして記憶し、該波形データに基づいて該被測定信号のスペクトラム波形表示を行う信号解析装置１において、
前記被測定信号の変調帯域幅に合わせてゾーン幅を指定し、前記波形データにおける前記指定されたゾーン幅内のデータを該ゾーン幅分だけ積分した積分電力値を、前記所定の周波数範囲内で当該ゾーン幅の位置を変えてそれぞれ算出し、この算出した積分電力値から最大積分電力値を示す位置を検出するときに、前記ゾーン幅内の前記最大積分電力値が複数箇所に存在する場合、前記複数箇所の最大積分電力値から３ｄＢ低下した最大積分電力値の位置間の中心となる位置を前記最大積分電力値の位置として検出しており、
前記指定されたゾーン幅を有するゾーンマーカであって、前記検出した最大積分電力値を示す位置をゾーン幅の中心としたゾーンマーカ１６を表示するゾーンマーカ位置制御表示機能を有することを特徴とする。

本発明の請求項２に記載された信号解析装置は、請求項１に記載された信号解析装置において、
前記ゾーンマーカ位置制御表示機能を用いて表示される少なくとも１つのゾーンマーカ１６を含む複数のゾーンマーカを表示し、当該表示された複数のゾーンマーカから任意に選択された２つのゾーンマーカのゾーン幅内の電力比を算出して結果を表示する機能を有することを特徴とする。

本発明の請求項３に記載された信号解析方法は、所定の変調帯域幅を有する被測定信号Ｗを受信して所定の周波数範囲でスペクトラム分析し、該被測定信号の周波数成分の大きさを対応する周波数毎にデジタル値の波形データとして記憶し、該波形データに基づいて該被測定信号のスペクトラム波形表示を行う信号解析方法において、
前記被測定信号の変調帯域幅に合わせてゾーン幅を指定するステップと、
前記波形データにおける前記指定されたゾーン幅内のデータを該ゾーン幅分だけ積分した積分電力値を、前記所定の周波数範囲内で当該ゾーン幅の位置を変えてそれぞれ算出するステップと、
前記算出した積分電力値から最大積分電力値を示す位置を検出するときに、前記ゾーン幅内の前記最大積分電力値が複数箇所に存在する場合、前記複数箇所の最大積分電力値から３ｄＢ低下した最大積分電力値の位置間の中心となる位置を前記最大積分電力値の位置として検出するステップと、
前記指定されたゾーン幅を有するゾーンマーカであって、前記検出した最大積分電力値を示す位置をゾーン幅の中心としたゾーンマーカ１６を表示するステップとを含むことを特徴とする。

本発明の請求項４に記載された信号解析方法は、請求項３に記載された信号解析方法において、
前記請求項３記載の手法を用いて表示される少なくとも１つのゾーンマーカ１６を含む複数のゾーンマーカを表示するステップと、
前記表示された複数のゾーンマーカから任意に選択された２つのゾーンマーカのゾーン幅内の電力比を算出して結果を表示するステップとを更に含むことを特徴とする。

本発明によれば、被測定信号の変調帯域幅に合わせてゾーンマーカのゾーン幅（範囲）を指定し、信号処理によって取得した波形データからゾーン幅の積分電力を算出し、ゾーン幅内のノイズの影響度の低い積分電力のピーク値の位置にゾーン幅の中心が位置するようにゾーンマーカを自動的に表示制御することができる。

また、ゾーンマーカを複数表示する場合には、少なくとも１つのゾーンマーカについてゾーンマーカ位置制御表示機能を用い、残りのゾーンマーカについてはユーザの手動設定とすることにより複数のゾーンマーカの表示制御が可能になる。そして、表示された複数のゾーンマーカから任意に選択された２つのゾーンマーカのゾーン幅内のチャンネルパワー比を算出して結果を表示することができる。これにより、被測定信号とその隣接チャンネルの信号やユーザが指示する信号との電力比を算出し、その結果を表示することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明に係る信号解析装置の第１実施形態のブロック構成図、図２は第１実施形態の信号解析装置の動作フローチャート、図３（ａ）〜（ｃ）はゾーン幅に複数のピーク値が存在する場合の１つのピーク位置を決定するための各手法例を示す説明図、図４は第１実施形態の信号解析装置によるゾーンマーカの表示例を示す図、図５は本発明に係る信号解析装置の第２実施形態のブロック構成図、図６は第２実施形態の信号解析装置の動作フローチャート、図７は第２実施形態の信号解析装置によるゾーンマーカの表示例を示す図、図８は本発明に係る信号解析装置によるネクストピークサーチ機能を説明するための測定波形の一例を示す図、図９は第３実施形態の信号解析装置の動作フローチャートである。

本発明に係る信号解析装置は、例えば開発中の携帯電話機等の移動通信システムに採用される信号を解析するものであり、特にＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access ：符号分割多重接続）や広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）等のような広い帯域幅を持ち、信号を平均化処理してもピーク位置が安定しにくい変調波信号を被測定信号として信号解析を行う場合に適したものである。

そして、以下に説明する本例の信号解析装置は、被測定信号の変調帯域幅に合わせてゾーン幅（ゾーン範囲）を指定し、信号処理によって取得した波形データを指定ゾーン幅で周波数掃引して当該ゾーン幅毎のチャンネルパワー値（積分電力値）を算出し、この算出したチャンネルパワー値が最大値を示す位置を検出し、この検出した位置をゾーン幅の中心としてゾーンマーカを自動的に表示するゾーンマーカ位置制御表示機能を有している。また、本例の信号解析装置は、少なくとも１つのゾーンマーカを上記ゾーンマーカ位置制御表示機能を用いて複数のゾーンマーカを表示制御し、この表示された複数のゾーンマーカから任意に選択された２つのゾーンマーカのゾーン幅内のチャンネルパワー比（積分電力比）の算出及び結果表示を行う機能を有している。

まず、本発明に係る信号解析装置の第１実施形態について図１〜図４を参照しながら説明する。

第１実施形態の信号解析装置１（１Ａ）は、上記ゾーンマーカ位置制御表示機能を用いて１つのゾーンマーカ１６の自動表示制御を実現するため、図１に示すように、設定部２、周波数変換部３、掃引制御部４、ＲＢＷフィルタ５、対数変換部（ＬＯＧ）６、ＶＢＷフィルタ７、検波部８、Ａ／Ｄ変換部９、第１波形メモリ（第１記憶部）１０、ゾーン制御部１１、データ処理部１２、第２波形メモリ（第２記憶部）１３、表示制御部１４、表示部１５を備えて概略構成される。

設定部２は、例えば表示部１５とともに装置本体の操作パネルに設けられ、ユーザのコマンド入力やキー操作により、被測定信号Ｗの測定や測定結果の表示を行う際の各種条件設定を行うものである。

具体的に、本例では、チャンネルパワー測定を行うに際して、被測定信号Ｗの帯域幅に応じたゾーンマーカ１６のゾーン幅（ゾーンマーカ情報）、被測定信号Ｗの測定チャンネル（チャンネル情報）や電力測定範囲（測定周波数範囲）を示すゾーン（ゾーン情報）の設定を行っている。

なお、本例におけるチャンネルパワー測定とは、表示部１５の表示画面１５ａ上に表示されるゾーンマーカ１６のゾーン幅を被測定信号Ｗの帯域幅に応じて設定し、このゾーン幅による周波数範囲内の電力を求める測定である。従って、電力測定範囲を示すゾーン（ゾーン情報）を設定部２から調整することによって測定周波数範囲をある程度絞り込むことができる。

また、設定部２からは、スケール全体の電力分布のグラフ表示、ゾーンマーカ１６が位置するゾーン幅内のチャンネルパワー値（積分電力値）表示などを含め、被測定信号Ｗの測定結果を表示するための指令として、測定結果表示指令情報を表示制御部１４に入力している。

なお、本例において、スケールとは、１回の周波数掃引走査で得られる測定データが格納される第１波形メモリの格納エリアである。

周波数変換部３は、局部発振器３ａ、信号混合器３ｂ、帯域制限フィルタ（ＩＦフィルタ）３ｃを備えて構成される。

局部発振器３ａは、チャンネルパワー測定時の周波数ドメインの状態において、掃引制御部４からの掃引信号により所定の周波数範囲にわたって発振周波数が掃引（周波数掃引）される。信号混合器３ｂは、外部からの被測定信号Ｗ（例えば広い帯域幅を持つＣＤＭＡやＷ−ＣＤＭＡ等の変調波信号）と、局部発振器３ａからの発振周波数とを混合し、中間周波数信号（ＩＦ信号）に変換して帯域制限フィルタ３ｃに入力している。帯域制限フィルタ３ｃは、バンドパスフィルタからなり、信号混合器３ｂからのＩＦ信号を所定の周波数幅に帯域制限して通過させている。

掃引制御部４は、局部発振器３ａの出力周波数を所定掃引時間で掃引するための掃引信号（電圧信号）を出力している。さらに説明すると、掃引制御部４は、チャンネルパワー測定時に、設定部２からのゾーン情報（電力測定範囲を示すゾーン）に基づき、所定周波数範囲にわたって局部発振器３ａの発振周波数を掃引するべく掃引信号を局部発振器３ａに入力し、局部発振器３ａの発振周波数を可変している。

ＲＢＷフィルタ５は、アナログのバンドパスフィルタで構成され、設定部２からのゾーン情報に基づくゾーン制御部１１の制御により、バンド幅（ＲＢＷ：通過中心周波数におけるピークレベルから３ｄＢ低下した時点におけるバンド幅）が所定周波数に可変設定できるようになっている。このＲＢＷフィルタ５では、帯域制限フィルタ３ｃから入力される中間周波数信号の不要な周波数成分を除去し、可変設定されるバンド幅の周波数成分の中間周波数信号のみを通過させる。

対数変換部（ＬＯＧ）６は、ＲＢＷフィルタ５を通過した中間周波数信号の信号レベルをｄＢ単位に変換し、ＤＣ（直流）成分に落とした後に次段のＶＢＷフィルタ７に出力している。

ＶＢＷフィルタ７は、対数変換部６から入力される信号のうち、出力部としての表示部１５に最終的に表示される周波数スペクトラム波形の高周波成分（雑音成分）を除去して出力している。

検波部８は、ＶＢＷフィルタ７を通過した信号を受けて検波し、この検波した信号をＡ／Ｄ変換部９に出力している。

Ａ／Ｄ変換部９は、検波部８が検波した信号をデジタルデータに変換している。さらに説明すると、Ａ／Ｄ変換部９では、表示部１５が出力表示する１周波数掃引当たりのポイント数（例えば５００ポイント）のレートで検波部８の出力をサンプリングしてデジタルデータを出力している。

第１波形メモリ１０は、例えばＲＡＭ等で構成され、Ａ／Ｄ変換部９により変換されたデジタルデータを波形データとして記憶し格納している。

ゾーン制御部１１は、設定部２からのゾーン情報（電力測定範囲を示すゾーン）に基づいてＲＢＷフィルタ５のバンド幅（通過帯域）を可変制御している。また、ゾーン制御部１１は、表示部１５の表示画面１５ａ上にスケール全体（測定周波数範囲）の電力分布を表示する場合、ゾーンのゾーン幅をスケールの端から端（表示部１５では、表示画面１５ａの左端から右端に相当）まで１ポイント（第１波形メモリ１０の格納エリアの１ポイント、又は表示部１５の表示画面１５ａの１ドットに相当）づつずらして移動する制御を行っている。その際、ゾーン制御部１１は、ゾーンを移動するタイミングに同期してデータ処理部１２にタイミング信号を出力している。

データ処理部１２は、例えばＤＳＰ，ＭＰＵ，ＣＰＵ等のマイクロプロセッサで構成される。このデータ処理部１２は、ゾーン制御部１１の制御によりゾーンのゾーン幅がスケールの端から端（表示部１５の表示画面１５ａ上の左端から右端）まで１ポイントづつずれて移動したときに、ゾーン制御部１１からのタイミング信号をトリガとして、ゾーン幅内のデータをゾーン幅分だけ積分している。これにより、ゾーンの移動に伴うゾーン幅内のチャンネルパワー値（積分電力値）を算出している。

第２波形メモリ１３は、第１波形メモリ１０と同じエリアを有するＲＡＭ等で構成され、ゾーンのゾーン幅をスケールの端から端まで１ポイントづつ移動したときのゾーン幅内のチャンネルパワー値を記憶し格納している。

表示制御部１４は、設定部２からのゾーンマーカ情報（ゾーン幅）や測定結果表示指令情報に基づき、ゾーンマーカ１６の表示制御を含め、１回の掃引による波形データの表示（図４の実線で示す波形）、スケール全体の電力分布を示すグラフ波形（図４の一点鎖線で示す波形）、ゾーン幅内のチャンネルパワー値などの被測定信号Ｗの測定に関わる各種表示を制御している。

さらに説明すると、表示制御部１４は、図１に示すように、ゾーン内ピーク検出手段１４ａ、ゾーンマーカ表示位置制御手段１４ｂ、全体表示制御手段１４ｃを備えて構成される。

ゾーン内ピーク検出手段１４ａは、設定部２からゾーンマーカ情報（ゾーン幅）が入力しており、第２波形メモリ１３に記憶されたチャンネルパワー値において、ゾーンのゾーン幅をスケール（測定周波数範囲）の端から端まで１ポイントづつ移動したときのゾーン幅内のチャンネルパワー値が最大となる１つのゾーン位置をピーク位置として検出している。

ここで、ゾーン幅内のチャンネルパワー値が最大となるゾーン位置が複数存在する場合には、例えば以下に説明する図３（ａ）〜（ｃ）の手法を用いて１つのゾーン位置をピーク位置として検出している。

図３（ａ）に示す手法は、例えばゾーン幅内の最大チャンネルパワー値が複数箇所（図３（ａ）の例ではＰ１，Ｐ２の２箇所）に点在する場合、複数箇所の最大チャンネルパワー値Ｐ１，Ｐ２から３ｄＢ低下した時点におけるチャンネルパワー値の位置間のバンド幅Ｈ１の中心のゾーン位置Ｐをピーク位置として検出する。

図３（ｂ）に示す手法は、ゾーン幅内の最大チャンネルパワー値がフラットで存在する（所定幅で連続して同じ最大値を示す）場合に有効であり、このフラットな最大チャンネルパワー値の範囲（図３（ｂ）の例では範囲Ｈ２）に対応する被測定信号Ｗの元波形を参照し、この元波形のピーク位置（図３（ｂ）の×の位置）と対応するゾーン位置Ｐをピーク位置として検出する。この手法によれば、ピーク位置の検出にあたって、被測定信号Ｗの元波形の全てを対象としてピーク位置検出を行う必要がなく、最大チャンネルパワー値のフラットな部分に対応する元波形のみのピーク位置検出を行うだけで済む。なお、この手法は、上述したゾーン幅内の最大チャンネルパワー値が複数箇所に点在する場合にも採用できる。

図３（ｃ）に示す手法は、被測定信号Ｗの元波形（図３（ｃ）では波形を簡略している）のピーク値Ｐ３から３ｄＢ低下した時点におけるバンド幅Ｈ３をピーク検出用バンド幅として設定し、このピーク検出用バンド幅のゾーンをスケールの端から端まで１ポイントづつ移動したときのピーク検出用バンド幅内のチャンネルパワー値が最大となる１つのゾーン位置をピーク位置として検出している。

なお、図３（ｃ）に示す手法を採用し、ピーク検出用バンド幅内で最大となるチャンネルパワー値が複数箇所に存在する場合には、上述した図３（ａ）や図３（ｂ）の手法を併用して１つのゾーン位置をピーク位置として検出することもできる。また、ゾーン内ピーク検出手段１４ａは、第２波形メモリ１３に記憶されたゾーン幅内のチャンネルパワー値が最大となる１つのゾーン位置をピーク位置として検出できれば良く、上述した図３（ａ）〜（ｃ）に示す手法のみに限定されるものではない。

ゾーンマーカ表示位置制御手段１４ｂは、設定部２からゾーンマーカ情報（ゾーン幅）が入力しており、ゾーン内ピーク検出手段１４ａが検出したピーク位置をゾーン幅の中心とするゾーンマーカ１６の位置情報をゾーンマーカ表示位置情報として全体表示制御手段１４ｃに出力している。

全体表示制御手段１４ｃは、ゾーンマーカ表示位置制御手段１４ｂからのゾーンマーカ表示位置情報、設定部２から入力される測定結果表示指令情報に基づき、例えば図４に示すような被測定信号Ｗの測定結果を表示するべく、表示部１５の全体表示を制御している。

表示部１５には、第１波形メモリ１０又は第２波形メモリ１３に格納されたデジタルデータ（電力値）が縦軸信号として入力され、掃引制御部４の掃引信号が横軸信号として入力される。この表示部１５は、表示画面１５ａ上の横軸（Ｘ座標）を周波数目盛りとし、縦軸（Ｙ座標）を被測定信号Ｗに含まれる各周波数成分の大きさ（強度）として波形を表示している。その際、ゾーンマーカ１６は、図４に示すように、ゾーン内ピーク検出手段１４ａが検出したゾーン位置（図４の一点鎖線の波形の×で示す位置）がゾーン幅ＺＨの中心となるように表示される。

なお、本例の表示部１５において、横軸を周波数軸とすると、横軸は５００周波数ポイント（出力ポイント数）で表示される。その際、ポイント間のデータはピークホールドされ、そのピーク値が次の出力ポイントの値とするように表示される。

次に、上記構成による第１実施形態の信号解析装置１Ａのゾーンマーカ位置制御表示機能の動作について図２のフローチャートを参照しながら説明する。

まず、被測定信号Ｗの測定が行われて、第１波形メモリ１０に波形データが取得される（ＳＴ１）。この取得された波形データに基づく被測定信号Ｗのスペクトラム波形は、図４に示すように、表示部１５の表示画面１５ａ上に表示される（ＳＴ２）。次に、ゾーンマーカ情報として設定部２からゾーンマーカ１６のゾーン幅を指定する（ＳＴ３）。これにより、ゾーンをスケールの左端（第１波形メモリ１０の格納エリアの最初のポイント、又は表示部１５の表示画面１５ａの左端ドット）に移動し（ＳＴ４）、そのポイントでのゾーン幅内のチャンネルパワー値を算出する（ＳＴ５）。

次に、上記のようにして算出したチャンネルパワー値を第１波形メモリ１０と同じエリアで別トレースの第２波形メモリ１３に格納する（ＳＴ６）。その後、ゾーンがスケールの右端（第１波形メモリ１０の格納エリアの最後のポイント、又は表示部１５の表示画面１５ａの右端ドット）まで移動したか否かの判断がなされる（ＳＴ７）。

ここで、ゾーンがスケールの右端まで移動していないと判断されると、ゾーンをスケールの右に１ポイントずらし（ＳＴ８）、そのポイントでのゾーン幅内のチャンネルパワー値を算出する（ＳＴ５）。この動作は、ゾーンがスケールの右端に移動するまで繰り返し行われる。

そして、ゾーンがスケールの右端まで移動したと判断されると、第２波形メモリ１３に格納されたチャンネルパワー値からゾーン幅内のチャンネルパワー値が最大となるゾーン位置（ピーク位置）を検出する（ＳＴ９）。このゾーン位置の検出は、例えば図３（ａ）〜（ｃ）の手法を用いて行われる。その後、図４に示すように、検出したゾーン位置（図４の一点鎖線の波形の×で示す位置）をゾーン幅ＺＨの中心としてゾーンマーカ１６を表示部１６の表示画面１５ａ上に表示する（ＳＴ１０）。その際、ゾーンマーカ１６のチャンネルパワー値（積分電力値）も表示部１６の表示画面１５ａ上（表示画面１５ａの左上部分）に表示する。

次に、本発明に係る信号解析装置の第２実施形態について図５〜図７を参照しながら説明する。なお、上述した第１実施形態の信号解析装置と同一の構成要素には同一番号を付し、その説明を省略する。

第２実施形態の信号解析装置１（１Ｂ）は、上述したゾーンマーカ位置制御表示機能に加え、このゾーンマーカ位置制御表示機能を用いて２つのゾーンマーカ１６（１６Ａ，１６Ｂ）を自動的に表示制御し、この表示された２つのゾーンマーカ１６Ａ，１６Ｂのゾーン幅ＺＨ内のチャンネルパワー比（積分電力比）の算出及び結果表示を行う機能を有している。

そして、第２実施形態の信号解析装置１Ｂでは、上記２つの機能を実現するため、設定部２からはマーカ数（ここでは２つ）及びゾーン幅がゾーンマーカ情報として入力される。なお、一方のゾーンマーカ１６を手動によって表示する場合には、そのゾーンマーカ１６の位置情報（例えばゾーンの中心位置）が設定部２から入力される。

また、図５に示すように、表示制御部１４は、第１実施形態で説明したゾーン内ピーク検出手段１４ａ、ゾーンマーカ表示位置制御手段１４ｂ、全体表示制御手段１４ｃに加え、パワー比算出手段１４ｄを備えている。

ゾーン内ピーク検出手段１４ａは、設定部２からゾーンマーカ情報（マーカ数、ゾーン幅）が入力しており、第２波形メモリ１３に記憶されたチャンネルパワー値において、例えば前述した図３（ａ）〜（ｃ）の手法を用い、ゾーンをスケールの端から端まで１ポイントづつ移動したときのゾーン幅内のチャンネルパワー値が最大となる２つのゾーン位置をピーク位置として検出している。

ゾーンマーカ表示位置制御手段１４ｂは、設定部２からゾーンマーカ情報（マーカ数、ゾーン幅）が入力しており、ゾーン内ピーク検出手段１４ａが検出した２つのピーク位置のうち、一方のピーク位置をゾーン幅の中心とするゾーンマーカ１６Ａと、他方のピーク位置をゾーン幅の中心とするゾーンマーカ１６Ｂとの位置情報をゾーンマーカ表示位置情報として全体表示制御手段１４ｃに出力している。

パワー比算出手段１４ｄは、ゾーンマーカ表示位置制御手段１４ｂからのゾーンマーカ表示位置情報に基づき、第１のゾーンマーカ１６Ａのゾーン幅内のチャンネルパワー値と、第２のゾーンマーカ１６Ｂのゾーン幅内のチャンネルパワー値との電力比を算出し、その算出結果を全体表示制御手段１４ｃに出力している。

全体表示制御手段１４ｃは、ゾーンマーカ表示位置制御手段１４ｂからのゾーンマーカ表示位置情報、パワー比算出手段１４ｄからの算出結果、設定部２から入力される測定結果表示指令情報に基づき、例えば図７に示すような各ゾーンマーカ１６Ａ，１６Ｂの表示、各ゾーンマーカ１６Ａ，１６Ｂのチャンネルパワー値の表示、チャンネルパワー比を含め、被測定信号Ｗの測定結果を表示するべく、表示部１５の全体表示を制御している。

次に、上記構成による第２実施形態の信号解析装置１Ｂの前記２つの機能の動作について図６のフローチャートを参照しながら説明する。

まず、被測定信号Ｗの測定が行われて、第１波形メモリ１０に波形データが取得される（ＳＴ１）。この取得された波形データに基づく被測定信号Ｗのスペクトラム波形は、図７に示すように、表示部１５の表示画面１５ａ上に表示される（ＳＴ２）。次に、設定部２からゾーンマーカ情報としてゾーンマーカ１６のマーカ数（ここでは２つ）及びゾーン幅を指定する（ＳＴ３）。これにより、ゾーンをスケールの左端（第１波形メモリの格納エリアの最初のポイント、又は表示部１５の表示画面１５ａの左端ドット）に移動し（ＳＴ４）、そのポイントでのゾーン幅内のチャンネルパワー値を算出する（ＳＴ５）。

次に、上記のようにして算出したチャンネルパワー値を第１波形メモリ１０と同じエリアで別トレースの第２波形メモリ１３に格納する（ＳＴ６）。その後、ゾーンがスケールの右端（第１波形メモリ１０の格納エリアの最後のポイント、又は表示部１５の表示画面１５ａの右端ドット）まで移動したか否かの判断がなされる（ＳＴ７）。

ここで、ゾーンがスケールの右端まで移動していないと判断されると、ゾーンをスケールの右に１ポイントずらし（ＳＴ８）、そのポイントでのゾーン幅内のチャンネルパワー値を算出する（ＳＴ５）。この動作は、ゾーンがスケールの右端に移動するまで繰り返し行われる。

そして、ゾーンがスケールの右端まで移動したと判断されると、第２波形メモリ１３に格納されたチャンネルパワー値からゾーン幅内のパワー値が最大となるゾーン位置ａを検出する（ＳＴ１１）。このゾーン位置ａの検出は、例えば図３（ａ）〜（ｃ）の手法を用いて行われる。その後、検出したゾーン位置ａを中心とするゾーン範囲Ａを設定する（ＳＴ１２）。

次に、第２波形メモリ１３に格納されたチャンネルパワー値において、ゾーン範囲Ａとゾーンが重ならずにゾーン幅内のパワー値が最大となるゾーン位置ｂを検出する（ＳＴ１３）。このゾーン位置ｂの検出は、ゾーン位置ａの検出と同様に、例えば図３（ａ）〜（ｃ）の手法を用いて行われる。その後、検出したゾーン位置ｂを中心とするゾーン範囲Ｂを設定する（ＳＴ１４）。

次に、ゾーン範囲Ａとゾーン範囲Ｂとを比較し、周波数の低いゾーン範囲を第１のゾーンマーカ１６Ａ、周波数の高いゾーン範囲を第２のゾーンマーカ１６Ｂとして決定し、これらゾーンマーカ１６Ａ，１６Ｂを表示部１５の表示画面１５ａ上に表示する（ＳＴ１５）。そして、第１のゾーンマーカ１６Ａのゾーン幅内のチャンネルパワー値と第２のゾーンマーカ１６Ｂのゾーン幅内のチャンネルパワー値との比を算出し（ＳＴ１６）、算出したチャンネルパワー比（積分電力比）を表示部１５の表示画面１５ａ上に表示する（ＳＴ１７）。その際、各ゾーンマーカ１６Ａ，１６Ｂのチャンネルパワー値（積分電力値）も表示部１６の表示画面１５ａ上（表示画面１５ａの左上部分）に表示する。

ところで、上述した第２実施形態では、２つのゾーンマーカ１６Ａ，１６Ｂのゾーン幅内のチャンネルパワー比を算出して結果を表示する構成としているが、これら２つのゾーンマーカ１６Ａ，１６Ｂの各ゾーン幅内の任意の位置に設定部２から不図示のマーカを設定し、表示制御部１４が２つのゾーンマーカ１６Ａ，１６Ｂのゾーン幅内のマーカが示す位置におけるチャンネルパワー比を算出して結果を表示する構成とすることもできる。

また、上述した第２実施形態では、ゾーンマーカ位置制御表示機能を用いて２つのゾーンマーカ１６Ａ，１６Ｂを自動的に表示制御する場合を例にとって説明したが、少なくとも１つのゾーンマーカ１６についてゾーンマーカ位置制御表示機能を用いて表示制御を行う構成であれば良い。例えば２つのゾーンマーカ１６Ａ，１６Ｂを表示する場合には、一方のゾーンマーカ１６Ａ（又は１６Ｂ）についてはゾーンマーカ位置制御表示機能を用い、他方のゾーンマーカ１６Ｂ（又は１６Ａ）については手動設定する。また、３つ以上のゾーンマーカ１６を表示制御する場合でも同様の手法により表示制御でき、少なくとも１つのゾーンマーカ１６についてゾーンマーカ位置制御表示機能を用いて自動的に表示し、残りのゾーンマーカについては位置を手動設定して表示する。そして、これら複数のゾーンマーカ１６を表示した場合には、この表示された複数のゾーンマーカから２つのゾーンマーカを設定部２から任意に選択し、この任意に選択された２つのゾーンマーカのゾーン幅内のチャンネルパワー比を算出し、その結果を表示することができる。

次に、本発明に係る信号解析装置の第３実施形態について図５および図８，図９を参照しながら説明する。なお、上述した第２実施形態の信号解析装置と同一の構成要素については、説明を省略する。

第３実施形態の信号解析装置１（１Ｃ）は、第２実施形態の信号解析装置１Ｂと同様に、図５に示すブロック構成に基づくゾーンマーカ位置制御表示機能を用いて２つのゾーンマーカ１６（１６Ａ，１６Ｂ）を自動的に表示制御し、その表示された２つのゾーンマーカ１６Ａ，１６Ｂのゾーン幅ＺＨ内のチャンネルパワー比（積分電力比）の算出及び結果表示を行う機能を有するが、第２実施形態の信号解析装置１Ｂとはゾーン位置の検出が異なっている。

ゾーン内ピーク検出手段１４ａは、設定部２からゾーンマーカ情報（マーカ数、ゾーン幅）が入力しており、第２波形メモリ１３に記憶されたチャンネルパワー値において、例えば前述した図３（ａ）〜（ｃ）の手法を用い、ゾーンをスケールの端から端まで１ポイントづつ移動したときのゾーン幅ＺＨ内のチャンネルパワー値が最大となるゾーン位置を１つ目のピーク位置として検出することに加え、以下に説明するネクストピークサーチ機能を有し、２つ目以降のピーク位置を検出する。

ネクストピークサーチ機能は、現在、ピークとして検出しているポイントの次に値が最大となるピークをサーチする機能である。そして、ネクストピークサーチ機能の検出対象となるピークは、そのポイントの両側にサーチ分解能以上のスロープがあること、言い換えれば、サーチ分解能以上のレベル差がある他のポイントを両側に有する極大点であることである。サーチ分解能とは、レベル差として設定されるパラメータであり、ノイズ等によるピークの誤検出を防ぐのに有用である。このサーチ分解能の値は、予め設定された所定値が用いられるか、もしくは設定部２からの設定により設定される。

以下、図８を用いて、ネクストピークサーチ機能を説明する。図８はネクストピークサーチ機能を説明するための測定波形の一例である。図８における（ａ）〜（ｉ）は、波形のピーク点又はディップ点を表している。なお、サーチ分解能は３０ｄＢに設定されているものとする。

現在、表示波形中で最大レベルである（ｃ）点がピークとして検出されている場合に、ネクストピークサーチ機能が実行されると、以下のように検出が行われる。

まず、（ｃ）点の次にレベルが大きい（ａ）点は、片側にしかスロープがないため、ピークと見なされない。その次にレベルが大きい（ｉ）点も同様である。さらにその次にレベルが大きい（ｅ）点は、（ｄ）点に至る左側のスロープと、（ｈ）点に至る右側のスロープとがそれぞれ３０ｄＢ以上のレベル差を有しているので、ピークとして検出され、ネクストピークサーチ機能は終了する。この場合、（ｅ）点から（ｈ）点に至る波形の間にディップ（ｆ）点とピーク（ｇ）点とが存在しているが、（ｅ）点を基準として（ｆ）点、（ｇ）点を見ると、サーチ分解能３０ｄＢの範囲にどちらの点も含まれてしまう。このため（ｇ）点は検出対象とされず、（ｅ）点から（ｈ）点に至る波形は単一のスロープと見なされる。これにより、例えばノイズによってピーク（ｇ）点が発生してしまった場合でも、ピーク点の誤検出を防ぐことができる。もし、ここで再度ネクストピークサーチ機能が実行されると、（ｅ）点の次にレベルが大きい（ｇ）点は検出対象でないため検出されず、他にピークが無いため、「ネクストピーク無し」の状態で終了する。

なお、（ｇ）点をネクストピークサーチ機能で検出対象とすべき場合は、サーチ分解能の設定を例えば５ｄＢにすることにより、（ｅ）点の次に検出できる。

ゾーンマーカ表示位置制御手段１４ｂは、設定部２からゾーンマーカ情報（マーカ数、ゾーン幅）が入力しており、ゾーン内ピーク検出手段１４ａが検出した２つのピーク位置のうち、一つ目のピーク位置をゾーン幅の中心とするゾーンマーカ１６Ａと、ネクストピークサーチ機能によって検出された２つ目のピーク位置をゾーン幅の中心とするゾーンマーカ１６Ｂとの位置情報をゾーンマーカ表示位置情報として全体表示制御手段１４ｃに出力している。

次に、上記構成による第３実施形態の信号解析装置１Ｃの動作について図９のフローチャートを参照しながら説明する。ＳＴ１〜ＳＴ８までは第２実施形態の信号解析装置１Ｂと同様であるので、説明を省略する。

ＳＴ７でゾーンがスケールの右端まで移動したと判断されると、第２波形メモリ１３に格納されたチャンネルパワー値からゾーン幅内のパワー値が最大となるゾーン位置ａを検出する（ＳＴ２１）。このゾーン位置ａの検出は、例えば図３（ａ）〜（ｃ）の手法を用いて行われる。その後、検出したゾーン位置ａを中心とするゾーン範囲Ａを設定し、第１のゾーンマーカ１６Ａとして表示する（ＳＴ２２）。

次に、第２波形メモリ１３に格納されたチャンネルパワー値において、ネクストピークサーチ機能により、ゾーン位置ａの次にゾーン幅内のパワー値が最大となるゾーン位置ｂを検出する（ＳＴ２３）。ここで、ゾーン位置ｂの検出は、ネクストピークサーチ機能により行われるので、検出されるゾーン位置ｂは、サーチ分解能以上のレベル差がある他のポイントを両側に有する極大点であるという条件を満たしている。その後、検出したゾーン位置ｂを中心とするゾーン範囲Ｂを設定し、第２のゾーンマーカ１６Ｂとして表示する（ＳＴ２４）。

そして、第１のゾーンマーカ１６Ａのゾーン幅内のチャンネルパワー値と第２のゾーンマーカ１６Ｂのゾーン幅内のチャンネルパワー値との比を算出し（ＳＴ２５）、算出したチャンネルパワー比（積分電力比）を表示部１５の表示画面１５ａ上に表示する（ＳＴ２６）。その際、各ゾーンマーカ１６Ａ, １６Ｂのチャンネルパワー値（積分電力値）も表示部１６の表示画面１５ａ上（表示画面１５ａの左上部分）に表示する。

上述した第３実施形態では、ゾーンマーカ位置制御表示機能を用いて２つのゾーンマーカ１６Ａ，１６Ｂを自動的に表示制御する場合を例にとって説明したが、３つ以上のゾーンマーカ１６を表示制御する場合でも同様の手法により表示制御できる。そして、これら複数のゾーンマーカ１６を表示した場合には、この表示された複数のゾーンマーカから２つのゾーンマーカを設定部２から任意に選択し、この任意に選択された２つのゾーンマーカのゾーン幅内のチャンネルパワー比を算出し、その結果を表示することができる。あるいは、設定部２から選択することなく、第１のゾーンマーカ１６Ａのゾーン幅内のチャンネルパワー値とそれ以外のゾーンマーカのゾーン幅内のチャンネルパワー値との比をそれぞれ算出し、並べて表示するようにしてもよい。

なお、上述した第１〜第３実施形態において、本願発明の信号解析装置は、被測定信号を周波数掃引してアナログ処理により検波し、検波した信号をＡ／Ｄ変換して波形データとして記憶する構成となっているが、この構成に限定されるものではない。例えば、被測定信号を周波数掃引してＡ／Ｄ変換し、フィルタリングや検波の処理をデジタル処理で行う構成でもよいし、周波数掃引を行わずに、ＦＦＴ方式により周波数ドメインでデジタルの波形データを取得する構成であってもよい。

このように、本例の信号解析装置及び方法によれば、被測定信号の変調帯域幅に合わせてゾーンマーカのゾーン幅（範囲）を指定し、信号処理によって取得した波形データからゾーン幅のチャンネルパワー値（積分電力値）を算出し、ゾーン幅内のノイズの影響度の低い積分電力のピーク値の位置にゾーン幅の中心が位置するようにゾーンマーカを自動的に表示制御することができる。

また、ゾーンマーカ１６を複数表示する場合には、少なくとも１つのゾーンマーカについてゾーンマーカ位置制御表示機能を用い、残りのゾーンマーカについてはユーザの手動設定することにより複数のゾーンマーカの表示制御が可能になる。そして、表示された複数のゾーンマーカから任意に選択された２つのゾーンマーカのゾーン幅内のチャンネルパワー比を算出して結果を表示することができる。これにより、被測定信号とその隣接チャンネルの信号やユーザが指示する信号との電力比を算出し、その結果を表示することができる。

本発明に係る信号解析装置の第１実施形態のブロック構成図である。 第１実施形態の信号解析装置の動作フローチャートである。 （ａ）〜（ｃ） ゾーン幅に複数のピーク値が存在する場合の１つのピーク位置を決定するための各手法例を示す説明図である。 第１実施形態の信号解析装置によるゾーンマーカの表示例を示す図である。 本発明に係る信号解析装置の第２実施形態および第３実施形態のブロック構成図である。 第２実施形態の信号解析装置の動作フローチャートである。 第２実施形態の信号解析装置によるゾーンマーカの表示例を示す図である。 本発明に係る信号解析装置によるネクストピークサーチ機能を説明するための測定波形の一例を示す図である。 第３実施形態の信号解析装置の動作フローチャートである。 従来の信号解析装置の概略構成を示すブロック構成図である。 従来の信号解析装置において、被測定信号がＣＷ信号のときのゾーンマーカの表示例を示す図である。 従来の信号解析装置において、被測定信号が変調波信号のときのゾーンマーカの表示例を示す図である。

符号の説明

１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ） 信号解析装置
２ 設定部
３ 周波数変換部
３ａ 局部発振器
３ｂ 信号混合器
３ｃ 帯域制限フィルタ（ＩＦフィルタ）
４ 掃引制御部
５ ＲＢＷフィルタ
６ 対数変換部（ＬＯＧ）
７ ＶＢＷフィルタ
８ 検波部
９ Ａ／Ｄ変換部
１０ 第１波形メモリ（第１記憶部）
１１ ゾーン制御部
１２ データ処理部
１３ 第２波形メモリ（第２記憶部）
１４ 表示制御部
１４ａ ゾーン内ピーク検出手段
１４ｂ ゾーンマーカ表示位置制御手段
１４ｃ 全体表示制御手段
１４ｄ パワー比算出手段
１５ 表示部
１６（１６Ａ，１６Ｂ） ゾーンマーカ
Ｗ 被測定信号

Claims (4)

1. 所定の変調帯域幅を有する被測定信号（Ｗ）を受信して所定の周波数範囲でスペクトラム分析し、該被測定信号の周波数成分の大きさを対応する周波数毎にデジタル値の波形データとして記憶し、該波形データに基づいて該被測定信号のスペクトラム波形表示を行う信号解析装置（１）において、
   前記被測定信号の変調帯域幅に合わせてゾーン幅を指定し、前記波形データにおける前記指定されたゾーン幅内のデータを該ゾーン幅分だけ積分した積分電力値を、前記所定の周波数範囲内で当該ゾーン幅の位置を変えてそれぞれ算出し、この算出した積分電力値から最大積分電力値を示す位置を検出するときに、前記ゾーン幅内の前記最大積分電力値が複数箇所に存在する場合、前記複数箇所の最大積分電力値から３ｄＢ低下した最大積分電力値の位置間の中心となる位置を前記最大積分電力値の位置として検出しており、
   前記指定されたゾーン幅を有するゾーンマーカであって、前記検出した最大積分電力値を示す位置を該ゾーン幅の中心としたゾーンマーカ（１６）を表示するゾーンマーカ位置制御表示機能を有することを特徴とする信号解析装置。
2. 請求項１記載の信号解析装置（１）において、
   前記ゾーンマーカ位置制御表示機能を用いて表示される少なくとも１つのゾーンマーカ（１６）を含む複数のゾーンマーカを表示し、当該表示された複数のゾーンマーカから任意に選択された２つのゾーンマーカのゾーン幅内の電力比を算出して結果を表示する機能を有することを特徴とする信号解析装置。
3. 所定の変調帯域幅を有する被測定信号（Ｗ）を受信して所定の周波数範囲でスペクトラム分析し、該被測定信号の周波数成分の大きさを対応する周波数毎にデジタル値の波形データとして記憶し、該波形データに基づいて該被測定信号のスペクトラム波形表示を行う信号解析方法において、
   前記被測定信号の変調帯域幅に合わせてゾーン幅を指定するステップと、
   前記波形データにおける前記指定されたゾーン幅内のデータを該ゾーン幅分だけ積分した積分電力値を、前記所定の周波数範囲内で当該ゾーン幅の位置を変えてそれぞれ算出するステップと、
   前記算出した積分電力値から最大積分電力値を示す位置を検出するときに、前記ゾーン幅内の前記最大積分電力値が複数箇所に存在する場合、前記複数箇所の最大積分電力値から３ｄＢ低下した最大積分電力値の位置間の中心となる位置を前記最大積分電力値の位置として検出するステップと、
   前記指定されたゾーン幅を有するゾーンマーカであって、前記検出した最大積分電力値を示す位置をゾーン幅の中心としたゾーンマーカ（１６）を表示するステップとを含むことを特徴とする信号解析方法。
4. 請求項３記載の信号解析方法において、
   前記請求項３記載の手法を用いて表示される少なくとも１つのゾーンマーカ（１６）を含む複数のゾーンマーカを表示するステップと、
   前記表示された複数のゾーンマーカから任意に選択された２つのゾーンマーカのゾーン幅内の電力比を算出して結果を表示するステップとを更に含むことを特徴とする信号解析方法。

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