JPH0769369B2 - 信号分折装置 - Google Patents

信号分折装置

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JPH0769369B2
JPH0769369B2 JP21763188A JP21763188A JPH0769369B2 JP H0769369 B2 JPH0769369 B2 JP H0769369B2 JP 21763188 A JP21763188 A JP 21763188A JP 21763188 A JP21763188 A JP 21763188A JP H0769369 B2 JPH0769369 B2 JP H0769369B2
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一夫 川島
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、信号分析装置に関し、特にレーダ等の電波
源から到来するパルス信号よりその電波諸元を算出する
電波逆探装置等に使用されるものに関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の装置として第5図に示すものがあった。
第5図において、1は受信周波数帯域を連続する複数の
小さい周波数帯域に分割して受信するチャネライズド受
信機、2はチャネライズド受信機の振幅データの採取タ
イミングを発生するサンプルタイミング発生回路、11は
チャネライズド受信機の隣接するチャンネルの出力値
(振幅値)の2階階差を求めるために2列に設けられた
減算器、12は2階階差値から各時刻の周波数を算出する
周波数算出回路、13は各時刻の周波数を記憶する周波数
値格納メモリ、14は各時刻の周波数値から周波数変化率
を算出するチャープ信号周波数変化率判定回路である。
次に動作について説明する。チャネライズド受信機1に
パルス信号が入力されるとサンプルタイミング発生回路
2が一定時間間隔毎に振幅データ算出トリガ信号をチャ
ネライズド受信機に伝える。このトリガ信号を受け、チ
ャネライズド受信機1は各チャンネル(以下、CHと記
す)の振幅値を減算器11に出力する。この際、パルスの
1サンプルポイントの振幅値は第6図に示すとおりであ
る。
次いで、2列に設けられた減算器11の1列目の減算器が
隣接する各2CHの振幅値から振幅の1階階差を求め、2
列目の減算器に出力する。次いで、2列目の減算器が1
列目の減算器から出力される隣接する各1階階差値から
2階階差を算出し、周波数算出回路12が2階階差と各CH
の振幅値とから当サンプルポイントにおける周波数値を
算出する。
この際の周波数の算出方法は以下のとおりである。即
ち、各CHのフィルタがフィルタ周波数幅の1/2の間隔で
配置されている場合、正常入力信号の2階階差は−6dB
±α(αはフィルタ特性等による誤差許容幅)となる。
従ってこの条件を満たすCHの中の最も振幅の大きいCHの
中心周波数値を入力周波数とする。
こうして求めた周波数値を周波数値格納メモリ13に記憶
する。サンプルタイミング発生回路2がトリガ信号を発
生するたびにそのサンプルポイントの周波数値を周波数
格納メモリ13に記憶し、規定数算出後、チャープ信号周
波数変化率判定回路14が(周波数変化量)/(サンプル
間隔の平均値)からチャープ信号の周波数変化率を出力
する。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の信号分析装置は以上のように構成されているの
で、フィルタ特性の異なるCH間の2階階差を用いて同じ
許容幅αによって正常信号か否かを判断するため、判断
の条件を緩めなければならない。従って、各サンプルポ
イントにおける周波数値に誤差が生じやすいという問題
点があった。また各サンプルポイントにおける周波数値
は振幅の最大となるCHの中心周波数としているため、1C
H内の周波数の差異が認識できないなどの問題点があっ
た。
この発明は、上記のような従来のものの問題点を解決す
るためになされたもので、チャネライズド受信機のフィ
ルタ特性の違いによる誤差を排除して、チャープ信号の
周波数変化率を算出することができる信号分析装置を得
ることを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る信号分析装置は、入力周波数が時刻に対
して比例的に変化するパルス信号を受信し、周波数帯域
毎にそれぞれ設けられ、前記入力周波数に対して2次関
数特性を有する振幅値を出力するフィルタにより、前記
パルス信号を前記周波数帯域毎に分割するチャネライズ
ド受信機と、このチャネライズド受信機から前記周波数
帯域毎の振幅値を採取するタイミング信号を上記チャネ
ライズド受信機に入力するサンプルタイミング発生回路
と、チャネライズド受信機から採取された各周波数帯域
毎の各チャンネルの振幅値の時系列上の1階および2階
階差情報を算出する階差演算回路と、前記階差情報から
前記各チャンネルの振幅値を各チャンネル毎の中心周波
数値を通過した時刻情報に換算し該時刻情報を用いてチ
ャープ信号の周波数変化率を算出するか、あるいは前記
各チャンネル内の2階階差情報に対して記憶している周
波数変化率に基づき各チャンネルの振幅値の時系列の2
階階差情報からチャンネル毎に周波数変化率を算出し全
チャンネルで相加平均を算出することにより、チャープ
信号の周波数変化率を算出するチャープ周波数変化率算
出手段とを備えたものである。
〔作用〕
この発明においては、上述のように、入力周波数と出力
振幅値が2次関数となる特性を有するフィルタにより受
信周波数帯域を連続する複数の小さい周波数帯域に分割
して受信するチャネライズド受信機が受信した振幅デー
タを、サンプルタイミング発生回路で発生した採取タイ
ミングで採取し、階差演算回路によりチャネライズド受
信機の各チャンネル振幅値の時系列上の1階および2階
階差情報を算出し、チャープ周波数変化率算出手段によ
り各チャンネル内の階差情報のみから当該各チャンネル
の振幅値を各チャンネル毎の中心周波数値を通過した時
刻情報に換算し該時刻情報を用いてチャープ信号の周波
数変化率を算出するか、あるいは上記各チャンネル内の
2階階差情報に対して記憶している周波数変化率に基づ
き各チャンネルの振幅値の時系列の2階階差情報からチ
ャンネル毎に周波数変化率を算出し全チャンネルで相加
平均を算出することによりチャープ信号の周波数変化率
を算出するように構成したので、チャネライズド受信機
の各チャネル間のフィルタ特性の違いにかかわらず、振
幅情報からチャープ信号の周波数変化率が正確に算出さ
れる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図は本発明の一実施例による信号分析装置を示し、図に
おいて、1はチャネライズド受信機、2はチャネライズ
ド受信機の振幅データの採取タイミングを発生するサン
プルタイミング発生回路、3は各CH毎にサンプルタイミ
ングの振幅値の時系列を記憶する振幅値記憶メモリ、4
は振幅値記憶メモリ上の2連続サンプルポイントの振幅
差を算出する1階階差演算回路、5は1階階差演算回路
の出力値から連続3サンプルポイントの2階階差を算出
する2階階差演算回路、6はCH毎のサンプルポイント間
の1階階差及び2階階差からCH中心周波数値を通過した
時刻を求める中心周波数通過時刻算出回路、7は各CHの
中心周波数通過時刻からチャープ周波数の変化率を算出
するチャープ周波数変化率算出回路、20は上記中心周波
数通過時刻算出回路6およびチャープ周波数変化率算出
回路7からなるチャープ周波数変化率算出手段である。
次に動作について説明する。チャネライズド受信機1に
パルス信号が入力されると、サンプルタイミング発生回
路2が一定間隔毎に振幅データ算出トリガ信号をチャネ
ライズド受信機に伝える。このトリガ信号を受け、チャ
ネライズド受信機1は各CHの振幅値を振幅値記憶メモリ
3に出力する。次いで、振幅値記憶メモリ3に規定サン
プルポイント数の振幅値が蓄積された後、1階階差演算
回路4が連続するサンプルポイント間の1階階差、即
ち、サンプルポイントti,ti+1の振幅値PAi,PAi+1の差PA
i+1−PAiを全サンプルポイント間で算出する。次いで2
階階差演算回路5が1階階差演算回路4から出力された
1階階差から連続する3サンプルポイント間の2階階
差、即ち、連続する2つの1階階差間の差(PAi+1−P
Ai)−(PAi−PAi-1)=PAi+1−2×PAi+PAi-1を算出
する。次いで中心周波数通過時刻算出回路6が当該CHの
全1階階差及び2階階差から当該CHの中心周波数値を通
過する時刻を算出する。その算出方法は以下のとおりで
ある。
即ち、各CHにおいてフィルタの特性から入力周波数と出
力振幅値との関係は第2図(b)に示す如く、2次関数と
なる。チャープ信号のパルス入力により時刻に対し一定
比で周波数が変化した場合、各CHにおいて時刻と振幅値
との関係も2次関数となる。従って、2次微係数に相当
する2階階差はチャープ信号の入力時に一定となり、1
階階差=0となる時刻あるいは1階階差の外挿値が0と
なる時刻が当該CH特性の極大点、つまり中心周波数を通
過した時刻となる。この性質を用いて2階階差が一定
(2次曲線のハードウェア特性による歪みの許容幅は考
慮する)であるか否かを判定し、一定であれば1階階差
が正の値から負の値に変化する時刻(tj,tj+1)とその
時刻における1階階差(ΔPAj,ΔPAj+1とする)から下
式の要領で、1階階差=0となる時刻、即ち当該CH中心
周波数通過時刻を算出する。但し、1階階差=0となる
サンプルポイントが存在する場合はその時刻とする。
第2図(a)ないし第2図(c)に本時刻算出方法の概念図を
示している。
上記の方法で各CHにおいてCH中心周波数の通過時刻を算
出し、次いでチャープ周波数変化率算出回路7が全CHの
CH中心周波数通過時刻を用いて隣接CHの中心周波数間の
移動にかかる時間、即ち、CHiの中心周波数通過からCH
i+1の中心周波数通過までにかかる時間の平均時間Tを
求め、CH間フィルタ間隔をTで除算することによりチャ
ープ信号の周波数変化率を算出することができる。
なお、上記実施例では1階階差演算回路4が振幅値記憶
メモリ5に格納された当該CHの各サンプルポイントの振
幅値同士の差を算出し、1階階差を求める構成を示した
が、第3図に示すように全CH間最大振幅記憶メモリ8を
設けることによって1パルス内で振幅が変化するチャー
プ信号の周波数変化率を検出することができる。即ち、
この第3図において、全CH間最大振幅記憶メモリ8は各
サンプルポイントにおける全CHを通じて最大振幅値を記
憶する。次いで1階階差演算回路4は当該CHの各サンプ
ルポイントの振幅値ではなく、当該CHの各サンプルポイ
ントの全CH間最大振幅に対する相対振幅値(当該CHの振
幅−全CH間最大振幅)の1階階差を算出する。以下に記
す動作は上記実施例と同様である。
従って、各サンプルポイントにおける当該CH振幅をP1,P
2,P3,…全CH間最大振幅をPm1,Pm2,Pm3とした場合 上記実施例の1階階差はP2−P1,P3−P2,…であるのに
対し、 本実施例の1階階差は(P2−Pm2)−(P1−Pm1),(P3
−Pm3)−(P2−Pm2),…である。
また第1図の実施例では2階階差演算回路4が2階階差
を求め、1階階差が0となる時刻を算出することによっ
てCH中心周波数通過時刻算出回路6が当該CH中心周波数
値を通過する時刻を求め、チャープ信号周波数変化率算
出回路7が各CH中心周波数対時刻の関係から周波数変化
率を算出する構成を示したが、第4図に示すように各CH
内周波数変化率算出回路9、周波数平均変化率算出回路
10からなるチャープ周波数変化率算出手段30を設けるこ
とによって、CH毎に2階階差(この値は第6図に示すフ
ィルタの2次曲線によって示される特性と周波数変化率
によって一意的に求まる値である。その理由は、既に述
べたように、各CHにおいてフィルタの特性から入力周波
数と出力振幅値との関係は第2図(b)に示すように2次
関数となり、チャープ信号のパルス入力により時刻に対
し一定比で周波数が変化した場合、各CHにおいて時刻と
振幅値との関係も2次関数となり、2次微分係数に相当
する2階階差はチャープ信号の入力時に一定、即ち一意
的に求まる値となるからである)対周波数変化率を予め
周波数変化率算出回路9に記憶し、一律に2階階差から
周波数変化率算出回路9が周波数変化率を求め、次いで
周波数平均変化率算出回路10が各CHから出力される変化
率の等価平均を算出するようにしたもので、かかる構成
によっても、チャープ信号変化率を正確に算出すること
ができる。
このように、上記各実施例における信号分析装置は、チ
ャネライズド受信機の各CHにおける時系列上での出力値
(振幅値)の変化の2階階差及び1階階差を求め、2階
階差と1階階差とから当該CHの入力信号が正常であるか
否かを判断し、さらに当該CHの周波数対時刻の情報を求
め、各CHの周波数対時刻の情報から周波数変化率を算出
するかあるいは各チャンネル毎の2階階差の変化に対す
る各チャンネルの周波数変化率を記憶しておりこの記憶
データを用いて全チャンネルでこれらの相加平均を算出
するようにしたので、各CHの時系列上の2階階差は正常
信号に対しては一定値となり、各CHのフィルタ幅には左
右されないものとなる。また1階階差=0となる時刻が
当該CH中心周波数の通過時刻であるので、2階階差を用
いて1階階差=0となる時刻を内挿し、各CH中心周波数
通過時刻を求めるか、あるいは予め時間対振幅変化を時
間対周波数に変換する情報を記憶し、それに基づき変換
を行なうようにしたので、各CHの振幅情報に基づいての
み時刻対周波数の関係を求め、時間に対する周波数の変
化を求めることができるので、チャネライズド受信機の
各チャンネル間のフィルタ特性の違いにかかわらず、周
波数変化率を正確に算出できる効果がある。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明に係る信号分析装置によれば、
入力周波数が時刻に対して比例的に変化するパルス信号
を受信し、周波数帯域毎にそれぞれ設けられ、前記入力
周波数に対して2次関数特性を有する振幅値を出力する
フィルタにより、前記パルス信号を前記周波数帯域毎に
分割するチャネライズド受信機と、このチャネライズド
受信機から前記周波数帯域毎の振幅値を採取するタイミ
ング信号を上記チャネライズド受信機に入力するサンプ
ルタイミング発生回路と、チャネライズド受信機から採
取された各周波数帯域毎の各チャンネルの振幅値の時系
列上の1階および2階階差情報を算出する階差演算回路
と、前記階差情報から前記各チャンネルの振幅値を各チ
ャンネル毎の中心周波数値を通過した時刻情報に換算し
該時刻情報を用いてチャープ信号の周波数変化率を算出
するか、あるいは前記各チャンネル内の2階階差情報に
対して記憶している周波数変化率に基づき各チャンネル
の振幅値の時系列の2階階差情報からチャンネル毎に周
波数変化率を算出し全チャンネルで相加平均を算出する
ことにより、チャープ信号の周波数変化率を算出するチ
ャープ周波数変化率算出手段とを備えるようにしたの
で、フィルタ同士の特性の差があっても精度の高いチャ
ープ信号周波数変化率を算出できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による信号分析装置を示す
ブロック図、第2図は第1図の実施例におけるCH中心周
波数通過時刻の算出方法を示す概念図、第3図及び第4
図はこの発明の他の実施例を示すブロック図、第5図は
従来の信号分析装置を示すブロック図、第6図はチャネ
ライズド受信機の入力信号に対する各CH出力(振幅)値
を示す概念図である。 図において、1はチャネライズド受信機、2はサンプル
タイミング発生回路、3は振幅値記憶メモリ、4は1階
階差演算回路、5は2階階差演算回路、6は中心周波数
通過時刻算出回路、7はチャープ信号周波数変化率算出
回路、8は全CH間最大振幅記憶メモリ、9は各CH周波数
変化率算出回路、10は周波数平均変化率算出回路、11は
減算器、12は周波数算出回路、13は周波数値格納メモ
リ、14はチャープ信号周波数変化率判定回路、20,30は
チャープ周波数変化率算出手段である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力周波数が時刻に対して比例的に変化す
    るパルス信号を受信し、周波数帯域毎にそれぞれ設けら
    れ、前記入力周波数に対して2次関数特性を有する振幅
    値を出力するフィルタにより、前記パルス信号を前記周
    波数帯域毎に分割するチャネライズド受信機と、 このチャネライズド受信機から前記周波数帯域毎の振幅
    値を採取するタイミング信号を上記チャネライズド受信
    機に入力するサンプルタイミング発生回路と、 チャネライズド受信機から採取された各周波数帯域毎の
    各チャンネルの振幅値の時系列上の1階および2階階差
    情報を算出する階差演算回路と、 前記階差情報から前記各チャンネルの振幅値を各チャン
    ネル毎の中心周波数値を通過した時刻情報に換算し該時
    刻情報を用いてチャープ信号の周波数変化率を算出する
    か、あるいは前記各チャンネル内の2階階差情報に対し
    て記憶している周波数変化率に基づき各チャンネルの振
    幅値の時系列の2階階差情報からチャンネル毎に周波数
    変化率を算出し全チャンネルで相加平均を算出すること
    により、チャープ信号の周波数変化率を算出するチャー
    プ周波数変化率算出手段とを備えたことを特徴とする信
    号分析装置。
JP21763188A 1988-08-31 1988-08-31 信号分折装置 Expired - Lifetime JPH0769369B2 (ja)

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CN117345680B (zh) * 2023-12-04 2024-04-02 杭州景业智能科技股份有限公司 通风机检测方法、装置、计算机设备以及存储介质

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