JP7316396B1 - 信号解析装置および信号解析方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バースト信号のスペクトラムを高い精度で確実に測定可能な信号解析装置および信号解析方法を提供する。【解決手段】被測定信号のうち測定周波数の信号成分の電力を所定の時間間隔で測定して電力の測定データを取得する測定部３と、掃引モードで取得した電力の測定データから、各々が被測定信号の周波数成分とその電力値を対で含むトレースデータ群を、被測定信号のスペクトラムとして生成するスペクトラム解析部５１と、スペクトラムの表示部８０と、バースト信号のメイン周波数でのゼロスパン測定により取得された電力の事前測定データから、バースト周期を算出するバースト周期算出部６２と、算出した周期に基づいてトレースデータ群の生成に用いる測定データの時間幅であるデータ時間幅を設定するデータ時間幅設定部６３とを備える。スペクトラム解析部は、データ時間幅に含まれる測定データからトレースデータ群をスペクトラムとして生成する。【選択図】図１

Description

本発明は、バースト信号を解析対象とする信号解析装置および信号解析方法に関する。

デジタル業務用無線機などの被測定対象（ＤＵＴ）から送信されるデジタル変調信号のスペクトラム解析や変調解析を行うために、スペクトラムアナライザやシグナルアナライザなどの信号解析装置が用いられている。

従来の信号解析装置は、例えば、局部発振器から出力される局発信号の周波数を掃引しつつ、ＤＵＴから送信された被測定信号と局発信号とを混合して中間周波数の信号に変換し、該中間周波数の信号をフィルタで帯域制限して検波し、横軸に周波数、縦軸に信号レベル（電力）を示すスペクトラム波形として表示部に表示するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

ＤＵＴから送信される被測定信号として、パワーを出しているオン区間とパワーを出していないオフ区間とを交互に繰り返す周期信号であるバースト信号がある（例えば、ＡＲＩＢ標準規格ＳＴＤ－Ｔ６１、ＳＴＤ－Ｔ１１５等参照）。

特開平５－１７２８７１号公報

しかしながら、従来の信号解析装置にあっては、スペクトラム解析時に周波数掃引を行いつつバースト信号の電力を測定する場合、バースト信号のオフ区間での測定が測定結果を不正確なものとし、スペクトラム測定の精度を低下させるという問題があった。

また、スペクトラムの測定結果に生じた問題が、被測定信号を送信するＤＵＴに起因するものか、信号解析装置に起因するものか、その他の接続や設定などの要因によるものかの切り分けができない場合があり、改善が求められていた。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、バースト信号のスペクトラムを高い精度で確実に測定することができる信号解析装置および信号解析方法を提供することを目的とする。

本発明の信号解析装置は、上記目的達成のため、被測定信号としてのバースト信号を解析する信号解析装置であって、測定周波数を掃引する第１モードと前記測定周波数を固定する第２モードとを選択して設定する周波数設定部（７０）と、前記被測定信号のうち前記測定周波数の信号成分の電力を所定の時間間隔で測定して電力の測定データを取得する測定部（３）と、前記第１モードに設定した条件下で前記測定部により取得した電力の測定データから、各々が前記被測定信号の周波数成分と該周波数成分での電力値を対で含むトレースデータ群を、前記被測定信号のスペクトラムとして生成するスペクトラム生成部（５１）と、前記スペクトラムを表示する表示部（８０）と、前記周波数設定部が前記バースト信号のメイン周波数を前記測定周波数として固定する前記第２モードに設定した条件下で前記測定部により予め取得された電力の事前測定データから、前記バースト信号の周期を算出するバースト周期算出部（６２）と、前記算出した周期に基づいて前記トレースデータ群の生成に用いる前記測定データの時間幅であるデータ時間幅（Ｄ）を設定するデータ時間幅設定部（６３）と、を備え、前記スペクトラム生成部は、前記設定されたデータ時間幅に含まれる前記測定データから前記トレースデータ群をスペクトラムとして生成することを特徴とする。

上述のように、本発明の信号解析装置は、周波数設定部がバースト信号のメイン周波数を測定周波数として固定する第２モードに設定した条件下で測定部により予め取得された電力の事前測定データから、バースト信号の周期を算出するバースト周期算出部と、算出した周期に基づいてトレースデータ群の生成に用いる測定データの時間幅であるデータ時間幅を設定するデータ時間幅設定部とを備えており、スペクトラム生成部は、設定されたデータ時間幅に含まれる測定データからトレースデータ群をスペクトラムとして生成するようになっている。この構成により、データ時間幅を適切に設定することにより、１トレースデータを生成する測定データの時間幅内にバースト信号のオン区間が含まれるようにすることが可能となり、バースト信号のオフ区間の測定がスペクトラムの測定結果を不正確にすることを抑制することができる。これにより、バースト信号の電力の測定を精度よく行うことができるので、バースト信号のスペクトラムを高い精度で正確に測定することができる。また、従来のようにユーザが手動で煩雑な操作、設定を行う必要がなく、人為的な操作ミスもなくなるので、スペクトラムの測定結果に生じた問題が、被測定信号を送信するＤＵＴに起因するものか、信号解析装置の掃引時間等の設定に起因するものか等の要因の分析を容易に行うことができる。

本発明の信号解析装置は、前記電力の事前測定データから、前記被測定信号がバースト波であるか否かを判定するバースト波判定部（６１）をさらに備え、前記バースト周期算出部は、前記バースト波判定部により前記被測定信号がバースト波であると判定された場合に、前記バースト信号の周期を算出する構成であってもよい。

この構成により、本発明の信号解析装置は、被測定信号がバースト波であるか否かをバースト波判定部で判定するので、より確実にバースト信号のスペクトラムを測定することができる。

本発明の信号解析装置において、前記周波数設定部は、前記測定周波数を掃引させる掃引部（７２）を備え、前記掃引部は、前記データ時間幅に等しい掃引時間で前記測定周波数の掃引を行う構成であってもよい。

この構成により、本発明の信号解析装置は、掃引型の信号解析装置において、バースト信号のオフ区間の測定がスペクトラムの測定結果を不正確にすることを抑制するように、掃引時間を適切に自動で設定することができる。

本発明の信号解析装置において、前記データ時間幅設定部は、１トレースデータの生成に用いる前記測定データの時間幅が前記バースト周期算出部により算出された前記バースト信号の周期以上となるように、前記データ時間幅を設定する構成であってもよい。

この構成により、本発明の信号解析装置は、１トレースデータの測定に少なくとも１周期分のバースト波を必ず含むので、バースト信号のオフ区間の測定がスペクトラムの測定結果を不正確にすることを抑制することができ、バースト信号の測定を高い精度で正確に行うことができる。

本発明の信号解析装置は、前記データ時間幅を自動設定するか否かを設定する設定部（７３）をさらに備え、前記データ時間幅設定部は、前記設定部により前記データ時間幅の自動設定が選択されているとき、前記データ時間幅の設定を行う構成であってもよい。

この構成により、データ時間幅の設定を自動か手動に切り替えることができ、利便性が増す。

本発明の信号解析方法は、被測定信号としてのバースト信号を解析する信号解析方法であって、測定周波数を掃引する第１モードと前記測定周波数を固定する第２モードとを選択して設定する周波数設定ステップと、前記被測定信号のうち前記測定周波数の信号成分の電力を所定の時間間隔で測定して電力の測定データを取得する測定ステップと、前記第１モードに設定した条件下で前記測定ステップにて取得した電力の測定データから、各々が前記被測定信号の周波数成分と該周波数成分での電力値を対で含むトレースデータ群を、前記被測定信号のスペクトラムとして生成するスペクトラム生成ステップと、前記スペクトラムを表示部に表示する表示ステップと、前記周波数設定ステップにて前記バースト信号のメイン周波数を前記測定周波数として固定する前記第２モードに設定した条件下で前記測定ステップを実行して予め取得された電力の事前測定データから、前記バースト信号の周期を算出するバースト周期算出ステップ（ＳＴ１６）と、前記算出した周期に基づいて前記トレースデータ群の生成に用いる前記測定データの時間幅であるデータ時間幅（Ｄ）を設定するデータ時間幅設定部（ＳＴ１７）と、を含み、前記スペクトラム生成ステップでは、前記設定されたデータ時間幅に含まれる前記測定データから前記トレースデータ群をスペクトラムとして生成することを特徴とする。

この構成により、データ時間幅を適切に設定することにより、１トレースデータを生成する測定データの時間幅内にバースト信号のオン区間が含まれるようにすることが可能となり、バースト信号のオフ区間の測定がスペクトラムの測定結果を不正確にすることを抑制することができる。これにより、バースト信号の電力の測定を精度よく行うことができるので、バースト信号のスペクトラムを高い精度で正確に測定することができる。また、従来のようにユーザが手動で煩雑な操作、設定を行う必要がなく、人為的な操作ミスもなくなるので、スペクトラムの測定結果に生じた問題が、被測定信号を送信するＤＵＴに起因するものか、信号解析装置の掃引時間等の設定に起因するものか等の要因の分析を容易に行うことができる。

本発明によれば、バースト信号のスペクトラムを高い精度で確実に測定することができる信号解析装置および信号解析方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る信号解析装置の構成を示すブロック図である。 バースト信号を説明するための図である。 トレースデータ群の生成過程を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る信号解析装置による信号解析方法のフローチャートである。 掃引時間の自動設定処理を説明するためのフローチャートである。 バースト周期算出処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態に係る信号解析装置が備える表示部の表示画面の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る信号解析装置１の概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係る信号解析装置１は、例えば、スペクトラムアナライザであり、ＤＵＴ２から送信された被測定信号であるバースト信号の周波数特性（周波数スペクトラム）を測定し、その周波数スペクトラムの波形を表示器に表示するものである。具体的には、図１に示すように、信号解析装置１は、中間周波数変換部１０、アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）２０、信号処理部３０、測定データ記憶部４０、解析処理部５０、データ時間幅制御部６０、制御部７０、表示部８０、および操作部８１を備えている。なお、中間周波数変換部１０、ＡＤＣ２０、信号処理部３０、および測定データ記憶部４０は、本実施形態の測定部３を構成している。

ＤＵＴ２は、例えば、バースト信号を用いるデジタル業務用無線機などである。ＤＵＴ２の通信規格としては、例えば、ＡＲＩＢ（一般社団法人電波産業会）の標準規格ＳＴＤ－Ｔ６１、ＳＴＤ－Ｔ１１５などが挙げられる。ＤＵＴ２と中間周波数変換部１０とは、同軸ケーブルなどで有線接続されるか、あるいは、無線通信アンテナを介して無線接続される。

図２は、バースト信号を説明するための図である。バースト信号はバースト波からなり、バーストが存在する区間であるオン区間と、バーストが存在しない区間であるオフ区間とが交互に周期的に繰り返す信号である。ＤＵＴ２からの送信データはオン区間であるバースト部分に含まれる。図２のバースト波は、周期Ｔ、オン区間の幅に等しいバースト幅Ｗの周期信号である。

（中間周波数変換部）
図１に戻り、中間周波数変換部１０は、ＤＵＴ２から送信された被測定信号Ｓ１を、中間周波数を有する中間周波数信号Ｓ５に変換するものであり、アッテネータ１１と局部発振器１２とミキサ１３とバンドパスフィルタ１４とを備えている。

アッテネータ１１は、内部に抵抗を有し、ＤＵＴ２からの被測定信号Ｓ１を後段の信号処理に適した信号レベルに減衰させるものであり、インピーダンスを変化させない電子部品である。

局部発振器１２は、制御部７０の制御下で動作する電圧制御発振器（ＶＣＯ（Voltage-controlled oscillator））を備え、局発信号Ｓ３を出力するようになっている。局発信号Ｓ３は、元の被測定信号Ｓ１の特定の周波数の値よりも変換先の周波数の値の分だけ高い周波数あるいは低い周波数の正弦波である。局発信号Ｓ３の周波数は、後で説明する掃引信号発生部７２から出力される掃引ランプ信号により所定の周波数範囲にわたって掃引されるようになっている。

本実施形態の信号解析装置１は、局発信号Ｓ３の周波数を掃引せず、特定周波数に固定して時間ドメインにおいて所定の時間間隔で被測定信号の特定周波数成分の電力を測定する、いわゆる「ゼロスパン測定」を行うこともできる。

ミキサ１３は、アッテネータ１１で減衰された周波数ｆ_Ｓの信号Ｓ２と、局部発振器１２から出力された周波数ｆ_Ｌの局発信号Ｓ３とを混合し、２つの信号の和および差の周波数の出力信号、すなわち中間周波数｜ｆ_Ｌ－ｆ_Ｓ｜またはｆ_Ｌ＋ｆ_Ｓの混合信号Ｓ４を生成するものである。つまり、ミキサ１３は、アッテネータ１１からの信号Ｓ２を局発信号Ｓ３と混合することにより周波数変換を行うようになっている。

バンドパスフィルタ１４は、ミキサ１３から出力される混合信号Ｓ４から中間周波数を有する中間周波数信号Ｓ５を抽出するようになっている。

本実施形態の中間周波数変換部１０は、被測定信号Ｓ１を減衰した信号Ｓ２と局発信号Ｓ３との混合を１回行う１段構成であるが、局発信号との混合を複数回行う複数段構成としてもよい。

（ＡＤＣ）
ＡＤＣ２０は、バンドパスフィルタ１４から出力されるアナログの中間周波数信号Ｓ５を所定のサンプリングレートでサンプリングして、デジタルデータに変換する。スペクトラム解析モードでは、ＡＤＣ２０は、このアナログデジタル変換により得られたデジタル中間周波数信号Ｓ６を信号処理部３０に送るようになっている。また、変調解析モードでは、ＡＤＣ２０は、アナログデジタル変換により得られたデジタル中間周波数信号Ｓ６を測定データ記憶部４０に送るようになっている。ＡＤＣ２０は、限定するものではないが、例えば、分解能が１６ビット、サンプリングレートが１００Ｍｓｐｓ（samples per second）である。

（信号処理部）
信号処理部３０は、ＡＤＣ２０により取得されたデジタル中間周波数信号Ｓ６に対して、帯域制限や検波処理などのデジタル信号処理を行うものであり、ＲＢＷ（Resolution BandWidth）フィルタ３１、対数変換部３２、ＶＢＷ（Video BandWidth）フィルタ３３、および検波器３４をこの順で或いは別の適当な順で備えている。例えば、検波器３４は、必要に応じて、ＲＢＷフィルタ３１と対数変換部３２の間に入れてもよい。信号処理部３０は、限定するものではないが、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）により構成される。

ＲＢＷフィルタ３１は、デジタルのバンドパスフィルタで構成されており、通信規格に応じて設定された分解能帯域幅でデジタル中間周波数信号Ｓ６をフィルタリングするようになっている。ＲＢＷフィルタ３１を通過した信号は、必要ならば増幅器（不図示）によりゲイン調整された後に対数変換部３２に送られる。

対数変換部３２は、ＲＢＷフィルタ３１から出力された信号の信号レベル（強度または電力）を対数値に変換するようになっている。別言すれば、対数変換部３２により、信号レベルがｄＢ単位に変換される。対数変換部３２を通過した信号は、次のＶＢＷフィルタ３３に入力される。表示部８０にログスケールで表示しない場合は、ＲＢＷフィルタ３１を通った信号を、対数変換部３２に送らず、次のＶＢＷフィルタ３３に送るように、切替可能な構成となっている。

ＶＢＷフィルタ３３は、例えばデジタルのローパスフィルタで構成され、遮断周波数で定まるビデオ帯域幅を有する。ＶＢＷフィルタ３３は、対数変換部３２から出力される信号に対してあらかじめ定められたビデオ帯域幅の帯域制限処理を行って、表示部８０に最終的に表示されるスペクトラム波形の高周波成分（雑音成分）を除去した信号を出力するようになっている。

検波器３４は、設定された検波モードに従って、ＶＢＷフィルタ３３から出力された信号の電力を算出し、電力値（検波値）として出力するようになっている。検波モードとして、Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｐｅａｋ、Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｐｅａｋ、Ｓａｍｐｌｅ、ＲＭＳ（Root Mean Square）などがある。

測定データ記憶部４０は、検波器３４による検波処理により得られた電力値を、各周波数ポイントでの測定データ（ポイントデータともいう）として記憶するようになっている。測定データは、被測定信号の周波数成分と該周波数成分の信号電力の値を対で含んでおり、被測定信号のスペクトラム（トレースデータ群）を生成する元データ群である。なお、ゼロスパン測定では、測定データ記憶部４０は、検波器３４により得られた電力値を、各時間ポイントでの測定データとして記憶するようになっている。

本実施形態では、ＡＤＣ２０を中間周波数変換部１０と信号処理部３０の間に設けているが、構成はこれに限定されず、ＡＤＣ２０を信号処理部３０の後に配置してもよい。この場合、信号処理部３０はアナログ回路で構成する。

（解析処理部）
解析処理部５０は、スペクトラム解析モード時に被測定信号Ｓ１のスペクトラムを測定・解析するスペクトラム解析部５１と、変調解析モード時に被測定信号Ｓ１の変調を解析する変調解析部５２とを備えている。スペクトラム解析モードと変調解析モードは、ユーザが選択できるようになっている。

スペクトラム解析部５１は、スペクトラム解析モードで、信号処理部３０により検波されて得られる信号電力の測定データに対して、所定の信号解析処理を行うようになっている。スペクトラム解析部５１が実行する信号解析処理としては、例えば、被測定信号Ｓ１のスペクトラムの生成、チャネルパワー（Channel Power：ＣＨＰ）、占有帯域幅（Occupied Band Width：ＯＢＷ）、隣接チャネル漏洩電力比（Adjacent Channel Leakage Ratio：ＡＣＬＲ）、スペクトラムエミッションマスク（Spectrum Emission Mask：ＳＥＭ）、スプリアス放射、バースト平均電力などの被測定信号の品質を評価するための測定が挙げられる。なお、スペクトラム解析部５１は、本発明のスペクトラム生成部に対応する。

図１に示すように、スペクトラム解析部５１は、トレースデータ生成部５１ａを備えている。トレースデータ生成部５１ａは、まず、測定データ記憶部４０に記憶された測定データから、各トレースポイントに対応付けられた周波数範囲であるトレースバケット内に周波数成分が存在する測定データを抽出する。そして、トレースデータ生成部５１ａは、抽出した測定データに基づいて、被測定信号Ｓ１のスペクトラムとしてトレースデータ群を生成するようになっている。各トレースデータは、被測定信号Ｓ１の周波数成分と該周波数成分での信号電力の値を対で含んでいる。

「トレースデータ」は、最終的に表示部８０の画面に表示（トレース）される各トレースポイントでの電力値のデータである。例えば、各トレースデータは、トレースポイントごとに割り当てられた周波数範囲（トレースバケット）の中心周波数と、抽出された測定データを検波して得られる電力値の情報を有している。

図３は、トレースデータ群の生成を説明するための図である。図３に示すように、スペクトラム解析部５１は、後で説明するデータ時間幅制御部６０のデータ時間幅設定部６３により設定されたデータ時間幅Ｄに含まれる測定データに対して、トレースデータ生成部５１ａによるデータ処理を施し、周波数スペクトラムとしてトレースデータ群を生成するようになっている。

変調解析部５２は、変調解析モードにおいて、被測定信号Ｓ１から得られたデジタル中間周波数信号Ｓ６を直交復調して、互いに直交する直交信号Ｉ（ｔ）およびＱ（ｔ）を生成するようになっている。直交復調では、例えばヒルベルト変換を利用した直交分配器を用いることができる。

具体的には、変調解析部５２は、直交復調により得られた直交信号Ｉ（ｔ）およびＱ（ｔ）に対して、所定の信号解析処理を行うようになっている。変調解析部５２が実行する信号解析処理としては、例えば、被測定信号の振幅（パワー）、位相、周波数などの時間変化を示す時系列データやスペクトラムの生成、チャネルパワー（ＣＨＰ）、占有帯域幅（ＯＢＷ）、隣接チャネル漏洩電力比（ＡＣＬＲ）、バースト平均電力、変調精度（ＥＶＭ）、送信パワーレベル、送信スペクトラムマスク、エラーベクトル振幅などの被測定信号Ｓ１の品質を評価するための測定が挙げられる。

（制御部）
制御部７０は、中間周波数変換部１０、ＡＤＣ２０、信号処理部３０等の動作を制御し、表示部８０への周波数スペクトラムの表示を制御し、各種パラメータの設定を行うよう構成されたものであり、タイミング信号発生部７１、掃引信号発生部７２、および測定条件設定部７３を備えている。制御部７０は、測定周波数を掃引する第１モードと前記測定周波数を固定する第２モードとを選択して設定することができる。なお、本実施形態の制御部７０、掃引信号発生部７２、および測定条件設定部７３は、本発明の周波数設定部、掃引部、および設定部にそれぞれ対応する。

タイミング信号発生部７１は、設定された掃引時間などのパラメータに基づき、掃引信号発生部７２による掃引信号の発生のタイミングを与えるタイミング信号を発生し、掃引信号発生部７２に送るようになっている。

また、タイミング信号発生部７１は、ＡＤＣ２０におけるＡ／Ｄ変換のタイミングを示すタイミング信号を発生し、ＡＤＣ２０に出力する。ＡＤＣ２０は、タイミング信号発生部７１から出力されたタイミング信号に同期してＡ／Ｄ変換を行う。

具体的には、タイミング信号発生部７１は、基準となるクロック信号を分周して各部の駆動周波数に合ったタイミング信号を発生しており、固定周波数（サンプリングレート）のタイミング信号をＡＤＣ２０に出力するとともに、このタイミング信号に同期しサンプリングレートよりも低い周波数のタイミング信号を掃引信号発生部７２に出力している。

掃引信号発生部７２は、スペクトラム解析モード（第１モード）において、局部発振器１２から出力される局発信号Ｓ３の周波数ｆ_Ｌを所定の周波数範囲にわたって周波数掃引するための掃引ランプ信号を生成するようになっている。掃引信号発生部７２は、タイミング信号発生部７１から送られたタイミング信号に同期して掃引ランプ信号を発生し、局部発振器１２に出力する。局部発振器１２は、掃引信号発生部７２から出力された掃引ランプ信号により発振周波数を変化させる。なお、変調解析モードやゼロスパン測定モード（第２モード）では、局部発振器１２から出力される局発信号Ｓ３の周波数ｆ_Ｌは固定される。

測定条件設定部７３は、操作部８１等からのユーザ入力に基づき、周波数スパン、掃引開始周波数、掃引終了周波数、中心周波数、ＲＢＷフィルタ３１の分解能帯域幅、ＶＢＷフィルタ３３のビデオ帯域幅等のパラメータや測定モードなど、必要な測定条件を設定するよう構成されている。また、測定条件設定部７３は、例えばチェックボックスのチェック状況に応じて掃引時間を自動設定するか否かを設定するようになっている。

制御部７０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＤＤなどを含むマイクロコンピュータまたはパーソナルコンピュータ等で構成され、信号解析装置１を構成する上記各部の動作を制御する。また、制御部７０は、ＲＯＭ等に記憶された所定のプログラムをＲＡＭに移して実行することにより、信号処理部３０、解析処理部５０、データ時間幅制御部６０の少なくとも一部をソフトウェア的に構成することが可能である。なお、信号処理部３０、解析処理部５０、およびデータ時間幅制御部６０の少なくとも一部は、ＦＰＧＡやＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのデジタル回路で構成することも可能である。あるいは、信号処理部３０、解析処理部５０、およびデータ時間幅制御部６０の少なくとも一部は、デジタル回路によるハードウェア処理と所定のプログラムによるソフトウェア処理とを適宜組み合わせて構成することも可能である。

表示部８０は、例えばＬＣＤやＣＲＴなどの表示機器で構成され、解析処理部５０による解析処理結果などを表示するようになっている。例えば、スペクトラム解析モードの場合、表示部８０は、トレースデータ生成部５１ａにより生成されたトレースデータ群を、横軸が周波数、縦軸が信号電力を示す表示画面に周波数スペクトラムの波形として表示する。また、表示部８０は、制御部７０から出力される制御信号に応じて、測定条件などを設定するためのボタン、ソフトキー、プルダウンメニュー、テキストボックスなどの操作対象の表示を行うようになっている。

操作部８１は、ユーザによる操作入力を受け付けるためのものであり、例えば表示部８０に設けられたタッチパネルで構成される。あるいは、操作部８１は、キーボードまたはマウスのような入力デバイスを含んで構成されてもよい。また、操作部８１は、リモートコマンドなどによる遠隔制御を行う外部制御装置で構成されてもよい。操作部８１への操作入力は、制御部７０により検知されるようになっている。例えば、操作部８１により、送信電力、送信周波数、通信規格名に関する情報をユーザが設定することや、変調解析モードとスペクトラム解析モードの切り替えをユーザが指定することなどが可能である。

図７は、測定条件の設定時において表示部８０に表示された表示画面１００の一例である。図７に示すように、操作部８１の操作により表示部８０上で設定されたデータを基に、測定条件設定部７３が測定条件を設定する。

図７に示す表示画面１００は、測定対象設定部１０１、測定項目設定部１０２、およびスプリアス測定設定部１０３を含んでいる。

測定対象設定部１０１は、設定項目として送信電力および送信周波数を含み、操作部８１を操作してＤＵＴ２から送信される際の送信電力および送信周波数を設定できるようになっている。

測定項目設定部１０２は、測定項目として送信電力等、スプリアス、占有周波数帯域、および隣接チャネル漏洩電力を含み、操作部８１を操作してチェックボックスにチェックを入れることにより、測定項目を選択できるようになっている。

測定項目設定部１０２においてスプリアスが選択されている場合、スプリアス測定設定部１０３が表示される。スプリアス測定設定部１０３は、規格設定部１０４、測定パラメータ設定部１０５、掃引時間自動設定部１０６、およびゼロスパン測定設定部１０７を含んでいる。

規格設定部１０４は、操作部８１を操作してＤＵＴ２の通信規格を設定できるようになっている。

測定パラメータ設定部１０５は、設定項目として掃引開始周波数、掃引終了周波数、アッテネータ、分解能帯域幅、ビデオ帯域幅、検波モード、および掃引時間を含み、操作部８１を操作して各測定パラメータを設定できるようになっている。

掃引時間自動設定部１０６は、ユーザが操作部８１を操作してチェックボックスにチェックを入れることにより、掃引時間の自動設定を設定するようになっている。

ゼロスパン測定設定部１０７は、設定項目としてマージン、分解能帯域幅、ビデオ帯域幅、検波方式を含み、操作部８１を操作して各設定項目を設定できるようになっている。

（データ時間幅制御部）
次に、データ時間幅制御部６０について説明する。

データ時間幅制御部６０は、スペクトラム解析に用いる測定データのデータ時間幅Ｄを制御するものであり、図１に示すように、データ時間幅制御部６０は、バースト波判定部６１、バースト周期算出部６２、およびデータ時間幅設定部６３を備えている。

バースト波判定部６１は、スペクトラム解析モード時にスペクトラム解析を行う前の準備段階にて、測定データから被測定信号が周期性のバースト波であるか否かを判定するようになっている。具体的には、バースト波判定時に、測定部３が、測定周波数をバースト信号のメイン周波数に固定したゼロスパンモード（第２モード）で所定の時間間隔で被測定信号の電力を測定して事前測定データ（以後、単に測定データとも称する）を取得する。そして、バースト波判定部６１が、測定データから最大値と最小値を取得し、最大値と最小値の差がバースト波判定用の閾値よりも大きいか否かを調べ、大きい場合にバースト波であると判定し、小さい場合に連続波であると判定する。

バースト周期算出部６２は、被測定信号がバースト波であると判定された場合、バースト信号のメイン周波数を測定周波数として設定した場合に測定部３により取得された電力の事前測定データから、バースト信号の周期と必要に応じてバースト幅を算出する。事前測定データは、各時間ポイントにおける電力値のデータ、すなわち時間ドメインの電力値データである。バースト周期算出部６２により用いられる事前測定データとして、バースト波判定時に取得された事前測定データを代用してもよい。

具体的には、バースト周期算出部６２は、まず、立上り閾値と立下り閾値とトリガ条件を設定する。立上り閾値は、例えば測定部３により測定した電力の最大値の２／３程度としてもよく、立下り閾値は、例えば測定部３により測定した電力の最小値の２／３程度としてもよい。次いで、測定部３は、制御部７０の制御下にて、測定周波数をバースト信号のメイン周波数に固定するゼロスパンモードで所定の時間の間、所定の時間間隔にて被測定信号の電力を測定して測定データを測定データ記憶部４０に格納する。バースト周期算出部６２は、測定データ記憶部４０から測定データを読み出し、測定データとトリガレベルを比較し、最初の立上り、最初の立下り、次の立上りを検出する。そして、バースト周期算出部６２は、２番目の立上りの時間ｔ３と最初の立上りの時間ｔ１との差（ｔ３－ｔ１）をバースト信号の周期Ｔとして算出する。また、バースト周期算出部６２は、最初の立下り時間ｔ２と最初の立上り時間ｔ１との差（ｔ２－ｔ１）をバースト幅Ｗとして算出する（図２参照）。

データ時間幅設定部６３は、算出した周期Ｔに基づいてトレースデータ群の生成に用いる測定データの時間幅であるデータ時間幅Ｄを設定するようになっている。掃引信号発生部７２は、データ時間幅Ｄに等しい掃引時間で測定周波数の掃引を行う。ここで「掃引時間」とは、信号解析装置１において設定された掃引開始周波数と掃引終了周波数により定まる周波数範囲を掃引するのに費やされる時間である。掃引信号発生部７２は、設定された掃引時間に基づいて掃引ランプ信号を発生し、局部発振器１２からの局発信号Ｓ３の周波数を掃引する。

データ時間幅設定部６３は、例えば、１トレースデータの生成に用いる測定データの時間幅が、バースト周期算出部６２により算出された周期以上となるように、データ時間幅Ｄすなわち掃引時間を設定する。これにより、１トレースデータの測定に少なくとも１周期分のバースト波を必ず含むので、バースト信号のオフ区間の測定がスペクトラムの測定結果を不正確にすることを抑制することができ、バースト信号の電力の測定をより正確に行うことができる。

（信号解析方法）
次に、本実施形態に係る信号解析方法を説明する。

図４は、本実施形態に係る信号解析方法のフローチャートである。図４に示すように、まず、測定条件設定部７３が測定条件を設定する（ステップＳＴ１）。測定条件設定部７３は、ユーザによる操作部８１の操作に従って信号解析に必要なパラメータや測定モード等の測定条件を設定してもよいし、自動で設定してもよい。設定する測定条件としては、例えば、測定モード、送信電力、送信周波数、測定項目、通信規格、掃引開始周波数、掃引終了周波数、分解能帯域幅、ビデオ帯域幅、掃引時間自動設定などが挙げられる。

測定モードとして、スペクトラム解析モードと変調解析モードがある。測定モードがスペクトラム解析モードに設定されている場合、スペクトラム解析を行い、変調解析モードに設定されている場合、変調解析を実行する。また、測定モードとして、測定周波数を掃引する第１モードと測定周波数を固定する第２モードがある。以下では、スペクトラム解析モードが設定されている場合について説明する。

制御部７０は、測定条件設定部７３により設定された掃引時間自動設定の設定状態を確認し、掃引時間自動設定が有効か否かを判定する（ステップＳＴ２）。

掃引時間自動設定が有効に設定されている場合（ステップＳＴ２でＹＥＳ）、データ時間幅制御部６０は、掃引時間の自動設定を行う（ステップＳＴ３）。掃引時間自動設定が有効に設定されていない場合（ステップＳＴ２でＮＯ）、ユーザが手動で掃引時間を設定する（ステップＳＴ４）。

信号解析装置１は、データ時間幅制御部６０により設定された掃引時間を用いて、制御部７０の制御下でスペクトラムの測定を行い（ステップＳＴ５）、表示部８０にスペクトラムの測定結果を表示する（ステップＳＴ６）。

次に、掃引時間の自動設定ステップＳＴ３について説明する。

図５に示すように、測定条件設定部７３は、掃引時間の自動設定に必要な測定の測定条件を設定する（ステップＳＴ１０）。測定条件設定部７３は、ユーザによる操作部８１の操作に従ってパラメータ等の測定条件を設定してもよいし、自動で設定してもよい。設定する測定条件としては、例えば、測定モード、測定周波数、分解能帯域幅（ＲＢＷ）、ビデオ帯域幅（ＶＢＷ）、トレースポイント数、検波方式等が挙げられる。ここで、測定モードとしては、ゼロスパン測定モードに設定される。測定周波数は、バースト信号のメイン周波数（送信周波数）に設定される。

信号解析装置１の測定部３は、制御部７０の制御下で所定時間の間、所定の時間間隔にて設定された測定周波数でのゼロスパン測定を実行する（ステップＳＴ１１）。ゼロスパン測定により得られた、各時間ポイントでの検波値は、測定データとして測定データ記憶部４０に格納される。

バースト波判定部６１は、ゼロスパン測定により得られた測定データから信号電力の最大値と最小値を検出する（ステップＳＴ１２）。

バースト波判定部６１は、信号電力の最大値と最小値の差が、バースト波判定用の閾値より大きいか否かを判定し（ステップＳＴ１３）、大きいならば（ステップＳＴ１３でＹＥＳ）、バースト波と判定し（ＳＴ１４）、そうでないならば（ステップＳＴ１３でＮＯ）、連続波と判定する（ＳＴ１８）。

ステップＳＴ１３およびＳＴ１４にてバースト波と判定された場合、バースト周期算出部６２は、トリガレベルとして立上り閾値および立下り閾値を算出する（ステップＳＴ１５）。バースト周期算出部６２は、例えば、立上り閾値を信号電力の最大値の２／３程度とし、立下り閾値を信号電力の最小値の２／３程度とする。

バースト周期算出部６２は、立上り閾値および立下り閾値を用いて、バースト周期および必要に応じてバースト幅を算出する（ステップＳＴ１６）。

データ時間幅設定部６３は、算出されたバースト周期に基づいて掃引時間を設定する（ステップＳＴ１７）。具体的には、データ時間幅設定部６３は、１トレースデータ（あるいはトレースポイント）当たりの掃引時間が、バースト周期算出部６２により算出されたバースト信号の周期Ｔよりも長くなるように、掃引信号発生部７２における掃引時間（データ時間幅）を設定する。

次に、バースト周期およびバースト幅の算出ステップＳＴ１６について説明する。

図６に示すように、測定条件設定部７３は、立上り閾値、立下り閾値などのトリガレベルを測定条件として設定する（ステップＳＴ２０）。

信号解析装置１は、制御部７０の制御下で所定時間の間、所定の時間間隔にて設定された測定周波数にてゼロスパン測定を実行する（ステップＳＴ２１）。ゼロスパン測定により得られた、各時間ポイントでの電力値は、測定データとして測定データ記憶部４０に格納される。なお、このゼロスパン測定のステップＳＴ２１は、ゼロスパン測定ステップＳＴ１１の結果を代用する場合には、省略してもよい。

バースト周期算出部６２は、測定データ記憶部４０からゼロスパン測定の測定データを読み出し、トリガレベルと比較して、最初の立上り、最初の立下り、および次の（２番目）の立上りを検出する（ステップＳＴ２２）。

バースト周期算出部６２は、２番目の立上り時間ｔ３から最初の立上り時間ｔ１を引き、その差分（ｔ３－ｔ１）をバースト信号の周期Ｔとして取得する（ステップＳＴ２３）（図２参照）。また、バースト周期算出部６２は、最初の立下り時間ｔ２から最初の立上り時間ｔ１を引き、その差分（ｔ２－ｔ１）をバースト幅Ｗとして取得する（ＳＴ２４）（図２参照）。

（作用効果）
以上説明したように、本実施形態に係る信号解析装置１は、１トレースデータ（トレースポイント）の測定に少なくとも１周期分のバースト波を必ず含むように掃引時間を自動で設定するので、バースト信号のオフ区間の測定がスペクトラムの測定結果を不正確にすることを抑制することができ、バースト信号のスペクトラムを高い精度で確実に測定することができる。また、従来のようにユーザが手動で煩雑な操作、設定を行う必要がなく、人為的な操作ミスもなくなるので、測定結果に生じた問題が、被測定信号を送信するＤＵＴ２に起因するものか、信号解析装置１の掃引時間等の設定に起因するものか等の要因の分析を容易に行うことができる。

以上述べたように、本発明は、バースト信号のスペクトラムを高い精度で確実に測定することができるという効果を有し、バースト信号を解析する掃引型の信号解析装置および信号解析方法として有用である。

１、１Ａ 信号解析装置
２ ＤＵＴ
３、３Ａ 測定部
１０ 中間周波数変換部
１１ アッテネータ
１２ 局部発振器
１３ ミキサ
１４ バンドパスフィルタ
２０ アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）
３０ 信号処理部
３１ ＲＢＷフィルタ
３２ 対数変換器
３３ ＶＢＷフィルタ
３４ 検波器
４０ 測定データ記憶部
５０ 解析処理部
５１ スペクトラム解析部（スペクトラム生成部）
５１ａ トレースデータ生成部
５２ 変調解析部
６０ データ時間幅制御部
６１ バースト波判定部
６２ バースト周期算出部
６３ データ時間幅設定部
７０ 制御部（周波数設定部）
７１ タイミング信号発生部
７２ 掃引信号発生部（掃引部）
７３ 測定条件設定部（設定部）
８０ 表示部
８１ 操作部
１００ 表示画面

Claims (6)

1. 被測定信号としてのバースト信号を解析する信号解析装置であって、
   測定周波数を掃引する第１モードと前記測定周波数を固定する第２モードとを選択して設定する周波数設定部（７０）と、
   前記被測定信号のうち前記測定周波数の信号成分の電力を所定の時間間隔で測定して電力の測定データを取得する測定部（３）と、
   前記第１モードに設定した条件下で前記測定部により取得した電力の測定データから、各々が前記被測定信号の周波数成分と該周波数成分での電力値を対で含むトレースデータ群を、前記被測定信号のスペクトラムとして生成するスペクトラム生成部（５１）と、
   前記スペクトラムを表示する表示部（８０）と、
   前記周波数設定部が前記バースト信号のメイン周波数を前記測定周波数として固定する前記第２モードに設定した条件下で前記測定部により予め取得された電力の事前測定データから、前記バースト信号の周期を算出するバースト周期算出部（６２）と、
   前記算出した周期に基づいて前記トレースデータ群の生成に用いる前記測定データの時間幅であるデータ時間幅（Ｄ）を設定するデータ時間幅設定部（６３）と、
   を備え、前記スペクトラム生成部は、前記設定されたデータ時間幅に含まれる前記測定データから前記トレースデータ群をスペクトラムとして生成することを特徴とする信号解析装置。
2. 前記電力の事前測定データから、前記被測定信号がバースト波であるか否かを判定するバースト波判定部（６１）をさらに備え、前記バースト周期算出部は、前記バースト波判定部により前記被測定信号がバースト波であると判定された場合に、前記バースト信号の周期を算出する、請求項１に記載の信号解析装置。
3. 前記周波数設定部は、前記測定周波数を掃引させる掃引部（７２）を備え、前記掃引部は、前記データ時間幅に等しい掃引時間で前記測定周波数の掃引を行う、請求項１または２に記載の信号解析装置。
4. 前記データ時間幅設定部は、１トレースデータの生成に用いる前記測定データの時間幅が前記バースト周期算出部により算出された前記バースト信号の周期以上となるように、前記データ時間幅を設定する、請求項３に記載の信号解析装置。
5. 前記データ時間幅を自動設定するか否かを設定する設定部（７３）をさらに備え、
   前記データ時間幅設定部は、前記設定部により前記データ時間幅の自動設定が選択されているとき、前記データ時間幅の設定を行う、請求項１～４のいずれか一項に記載の信号解析装置。
6. 被測定信号としてのバースト信号を解析する信号解析方法であって、
   測定周波数を掃引する第１モードと前記測定周波数を固定する第２モードとを選択して設定する周波数設定ステップと、
   前記被測定信号のうち前記測定周波数の信号成分の電力を所定の時間間隔で測定して電力の測定データを取得する測定ステップと、
   前記第１モードに設定した条件下で前記測定ステップにて取得した電力の測定データから、各々が前記被測定信号の周波数成分と該周波数成分での電力値を対で含むトレースデータ群を、前記被測定信号のスペクトラムとして生成するスペクトラム生成ステップと、
   前記スペクトラムを表示部に表示する表示ステップと、
   前記周波数設定ステップにて前記バースト信号のメイン周波数を前記測定周波数として固定する前記第２モードに設定した条件下で前記測定ステップを実行して予め取得された電力の事前測定データから、前記バースト信号の周期を算出するバースト周期算出ステップ（ＳＴ１６）と、
   前記算出した周期に基づいて前記トレースデータ群の生成に用いる前記測定データの時間幅であるデータ時間幅（Ｄ）を設定するデータ時間幅設定部（ＳＴ１７）と、
   を含み、前記スペクトラム生成ステップでは、前記設定されたデータ時間幅に含まれる前記測定データから前記トレースデータ群をスペクトラムとして生成することを特徴とする信号解析方法。

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