JPH11326482A - Wide-area radio wave monitoring method and device - Google Patents
Wide-area radio wave monitoring method and deviceInfo
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- JPH11326482A JPH11326482A JP10128769A JP12876998A JPH11326482A JP H11326482 A JPH11326482 A JP H11326482A JP 10128769 A JP10128769 A JP 10128769A JP 12876998 A JP12876998 A JP 12876998A JP H11326482 A JPH11326482 A JP H11326482A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、一定の地域内で電
波監視を行う方法及び装置に関し、特に、不法無線局な
どの電波発射源の位置を特定し、電波利用環境を監視す
る広域電波監視方法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for monitoring radio waves in a certain area, and more particularly to a wide area radio monitoring system for specifying the position of a radio wave emitting source such as an illegal radio station and monitoring a radio wave use environment. Method and apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、ある地域内にある不法無線局など
の電波発射源の位置を特定する際には、複数の地点にセ
ンサ局（監視局）を配置して、各センサ局において八木
・宇田アンテナやゴニオメータなどを用いてその電波発
射源からの電波の到来方向を観測し、それぞれのセンサ
局での到来方向を地図上にプロットしてその交点の位置
からその電波発射源の位置を推定していた。2. Description of the Related Art Conventionally, when specifying the position of a radio wave emitting source such as an illegal radio station in a certain area, sensor stations (monitoring stations) are arranged at a plurality of points, and Yagi / Observe the direction of arrival of the radio wave from the source using a Uda antenna or goniometer, etc., plot the direction of arrival at each sensor station on a map, and estimate the position of the source from the intersection point Was.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方法
は、監視対象の電波発射源からの電波がセンサ局まで単
一の経路で直進して伝搬することを仮定している。しか
しながら、電波発射源からの電波は、実際には、地形や
ビルなどの地物によって回折や反射し、そのため直進し
ないで伝搬することがある。また、電波発射源からの電
波は、地形や地物の影響で複数の伝搬経路（マルチパ
ス）を通って、センサ局に到来することがある。従来の
方法によって監視対象の電波発射源の位置を推定した場
合、電波が曲がって伝搬することや複数の経路で伝搬す
ることにより、電波発射源の位置の推定精度が悪くなる
という問題点を生じる。The conventional method described above assumes that the radio wave from the radio wave source to be monitored propagates straight to the sensor station by a single path. However, a radio wave from a radio wave emission source is actually diffracted or reflected by a terrain or a feature such as a building, and may propagate without going straight. In addition, a radio wave from a radio wave emission source may arrive at the sensor station through a plurality of propagation paths (multipath) due to the influence of the terrain or the feature. When the position of the radio wave source to be monitored is estimated by the conventional method, a problem arises in that the radio wave propagates in a curved manner or propagates through a plurality of paths, so that the accuracy of estimating the position of the radio wave source deteriorates. .
【０００４】電波監視の目的は、単に不法無線局を見つ
けるだけでなく、干渉や混信の有無やその要因を調べて
よりよい電波利用環境を提供することにある。干渉や混
信の要因を調べるためには、電波発射源からの伝搬経路
や電界強度分布を知ることが有効である。しかしなが
ら、上述した従来の方法は、監視対象の電波発射源の位
置の特定のみを目的としたものであって、電波発射源が
正規に運用している無線局であるか不法無線局であるか
を問わず、その電波発射源からの電波がセンサ局に対し
てどのように伝搬するかを求めたり、その電波発射源か
らの電波の電界強度分布を求めたりすることができない
という問題点も有する。The purpose of radio wave monitoring is not only to find illegal radio stations but also to provide a better radio wave use environment by examining the presence or absence of interference or interference and its factors. In order to investigate the causes of interference and interference, it is effective to know the propagation path and electric field intensity distribution from the radio wave emission source. However, the above-described conventional method is intended only for specifying the position of the radio wave emission source to be monitored, and whether the radio wave emission source is a legally operated radio station or an illegal radio station. Irrespective of the above, there is also a problem that it is not possible to determine how the radio wave from the radio wave emission source propagates to the sensor station or to obtain the electric field intensity distribution of the radio wave from the radio wave emission source. .
【０００５】本発明の目的は、地形や地物の影響を考慮
し、監視対象の電波発射源の位置を精度良く推定できる
広域電波監視方法及び装置を提供することにある。さら
に本発明は、電波発射源での送信アンテナの指向性を推
定でき、また、電波発射源からの電波の勢力分布を分か
りやすく示すことができる広域電波監視方法及び装置を
提供することにある。An object of the present invention is to provide a wide-area radio wave monitoring method and apparatus capable of accurately estimating the position of a radio wave emission source to be monitored in consideration of the influence of terrain and features. Another object of the present invention is to provide a wide area radio wave monitoring method and apparatus which can estimate the directivity of a transmitting antenna at a radio wave emission source and can easily show the power distribution of radio waves from the radio wave emission source.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の広域電波監視方
法は、一定の地域内において電波発射源からの電波を監
視する広域電波監視方法であって、１以上のセンサ局を
配置し、地域内の複数の地点の各々について、当該地点
に電波発射源があるとしたときのセンサ局での電波の到
来方向を、地図情報を利用する計算機シミュレーション
によって算出し、センサ局において、伝搬経路ごとに分
離して電波発射源からの電波の到来方向を観測し、観測
した電波の到来方向と計算機シミュレーションの結果と
を比較し、計算機シミュレーションの結果の中から、観
測した電波の到来方向と最も類似性が高い到来方向を示
すものを探索して対応する地点を候補位置として判別
し、候補位置の周辺に電波発射源があるとして電波発射
源の位置を調整しながら計算機シミュレーションを実行
して電波発射源の位置を決定する。SUMMARY OF THE INVENTION A wide area radio monitoring method according to the present invention is a wide area radio monitoring method for monitoring radio waves from a radio wave emitting source within a certain area. For each of a plurality of points in the, the arrival direction of the radio wave at the sensor station when there is a radio wave emission source at the point is calculated by computer simulation using map information, Separate and observe the direction of arrival of the radio wave from the source, compare the direction of arrival of the observed radio wave with the result of computer simulation, and find the most similarity to the direction of arrival of the observed radio wave from the results of computer simulation Search for a direction that indicates a high arrival direction, determine the corresponding point as a candidate position, and adjust the position of the radio wave emission source assuming that there is a radio wave emission source around the candidate position. Determining the position of the radio wave source is running al computer simulation.
【０００７】本発明の広域電波監視装置は、一定の地域
内において電波発射源からの電波を監視する広域電波監
視装置であって、地図情報に基づいて電波伝搬の計算機
シミュレーションを実行するシミュレーション装置と、
電波発射源からの電波の到来方向を観測する１以上のセ
ンサ局と、計算機シミュレーションによるセンサ局での
到来方向が観測によるセンサ局での到来方向に対して最
大の類似性を有するように、電波発射源の位置を変化さ
せながらシミュレーション装置に計算機シミュレーショ
ンを実行させ、電波発射源の位置を決定し、シミュレー
ション装置での計算機シミュレーションによって電波の
伝搬経路をトレースする方向探知トレース図作成手段
と、を有する。A wide-area radio monitoring apparatus according to the present invention is a wide-area radio monitoring apparatus for monitoring a radio wave from a radio wave emitting source in a certain area, and a simulation apparatus for executing a computer simulation of a radio wave propagation based on map information. ,
One or more sensor stations observing the direction of arrival of the radio wave from the radio wave emitting source and the radio wave so that the direction of arrival at the sensor station by computer simulation has the maximum similarity to the direction of arrival at the sensor station by observation. A direction finding trace diagram creating means for causing the simulation device to execute a computer simulation while changing the position of the emission source, determining the position of the radio wave emission source, and tracing the propagation path of the radio wave by the computer simulation in the simulation device. .
【０００８】本発明によれば、地図情報を利用して計算
機シミュレーションを行うことにより、地形や地物の影
響を考慮して電波の曲がって伝搬することを含めて到来
経路の推定を行うことができる。また、各センサ局にお
いて伝搬経路ごとに電波到来方向と強さを分離して観測
することにより、電波発射源のアンテナ指向性や送信電
力、地形上の反射・回折点を推定できる。さらに、電波
強度分布を計算再合成することで、電波勢力地図を作成
することができる。伝搬経路ごとの成分を分離して観測
するためには、各センサ局において電波ホログラム観測
を行うとともに、電波ホログラム観測によって得られた
電波再生像から到来方向や強度を求めるようにすること
が好ましい。According to the present invention, by performing a computer simulation using map information, it is possible to estimate an arrival route including a radio wave bending and propagating in consideration of the influence of terrain and features. it can. Further, by separately observing the arrival direction and intensity of the radio wave for each propagation path at each sensor station, it is possible to estimate the antenna directivity and transmission power of the radio wave emission source, and the reflection and diffraction points on the terrain. Furthermore, a radio wave power map can be created by calculating and re-synthesizing the radio wave intensity distribution. In order to separate and observe components for each propagation path, it is preferable to perform radio hologram observation at each sensor station and obtain the arrival direction and intensity from a radio wave reproduction image obtained by the radio hologram observation.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施の形
態について、図面を参照して説明する。図１は本発明に
基づく広域電波監視の概念を説明する図、図２は本発明
の実施の一形態の広域電波監視装置の構成を示すブロッ
ク図、図３は図２の広域電波監視装置を用いた広域電波
監視の実行手順を示すフローチャートである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining the concept of wide-area radio wave monitoring based on the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a wide-area radio wave monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a flowchart which shows the execution procedure of the wide area radio wave monitoring used.
【００１０】まず、本発明に基づく広域電波監視の概要
について、図１を用いて説明する。First, an outline of wide-area radio wave monitoring based on the present invention will be described with reference to FIG.
【００１１】ここでは、電波発射源１０は周波数ｆ１の
電波を発射するものとする。監視区域内での電波監視を
行うために、センサ局（監視局）Ａ〜Ｃが配置してお
り、これらセンサ局Ａ〜Ｃは、回線１２を介してセンタ
局１１に接続している。電波発射源１０からの電波はセ
ンサ局Ａ〜Ｃに伝搬するが、山岳やその他の地物の影響
により、電波発射源からセンサ局へ直接伝搬する成分
（直接波）の他、回折して伝搬する成分（回折波）や反
射して伝搬する成分（反射波）が存在する。本発明で
は、各センサ局Ａ〜Ｃにおいて、伝搬経路ごとの成分を
分離してその到来方向や強度を求めるために、電波ホロ
グラム観測を行い、電波像を再生することとする。な
お、伝搬経路ごとの成分を分離して観測できるのであれ
ば、電波ホログラム観測によらずに従来の方向探知技術
を用いてもよい。Here, it is assumed that the radio wave emitting source 10 emits a radio wave having a frequency f1. Sensor stations (monitoring stations) A to C are arranged to perform radio wave monitoring in the monitoring area, and these sensor stations A to C are connected to a center station 11 via a line 12. The radio wave from the radio wave source 10 propagates to the sensor stations A to C, but due to the influence of mountains and other features, there is a component (direct wave) directly propagating from the radio wave source to the sensor station, as well as diffracted propagation. Components (diffraction waves) and components that propagate by reflection (reflected waves). In the present invention, in each of the sensor stations A to C, radio wave hologram observation is performed to reproduce a radio wave image in order to separate the components for each propagation path and obtain the arrival direction and intensity. Note that a conventional direction finding technology may be used instead of radio wave hologram observation, as long as components can be observed separately for each propagation path.
【００１２】電波も波動の一種であるから、光のホログ
ラムの場合と同様にホログラム観測を行うことができ、
ホログラムを再生することによって電波再生像が得ら
れ、この電波再生像から波源分布や強度などを調べるこ
とができる。Since radio waves are also a kind of wave, hologram observation can be performed as in the case of light holograms.
By reproducing the hologram, a radio wave reproduced image is obtained, and from this radio wave reproduced image, the distribution of the wave source and the intensity can be examined.
【００１３】センタ局１１は、予め地形データや地物デ
ータに基づく計算機シミュレーションによって各センサ
局で得られるであろう再生電波像をいくつか用意し、実
際に各センサ局で得られた電波再生像とシミュレーショ
ンによる電波再生像とを比較することにより、電波発射
源１０の位置を決定し、また、方向探知トレース図１３
及び電波勢力地図１４を作成、出力する。The center station 11 prepares in advance several reconstructed radio wave images that can be obtained at each sensor station by computer simulation based on topographic data and terrestrial data, and reconstructs the radio wave reconstructed image actually obtained at each sensor station. And the reproduced radio wave image obtained by the simulation, the position of the radio wave emission source 10 is determined.
And the radio wave power map 14 is created and output.
【００１４】図２は、このような広域電波監視を行うた
めの広域電波監視装置の構成を示している。各センサ局
Ａ〜Ｃには、電波ホログラム観測を行って電波再生像を
出力する電波ホログラム観測再生装置２１が設けられて
いる。電波ホログラム観測再生装置２１は、例えば、固
定アンテナと走査観測面内を走査する走査アンテナとを
備え、所定の観測周波数において固定アンテナでの受信
信号と走査アンテナでの受信信号を相関させることによ
って走査観測面の各点での相関値（２次元複素インタフ
ェログラム）を求め、この２次元複素インタフェログラ
ムを再生することによって、電波再生像を得る。この電
波ホログラム観測再生装置２１としては、また、本発明
者による特開平８−２０１４５９号公報や特開平９−１
３４１１３号公報に開示されているもの、さらには、特
願平９−２２６６０１号（「円周走査型ホログラム観測
方法及び装置」）に記載されているものを使用すること
ができる。FIG. 2 shows a configuration of a wide area radio monitoring apparatus for performing such wide area radio monitoring. Each of the sensor stations A to C is provided with a radio hologram observation and reproduction device 21 that performs radio hologram observation and outputs a radio wave reproduction image. The radio wave hologram observation / reproduction device 21 includes, for example, a fixed antenna and a scanning antenna that scans within a scanning observation plane, and performs scanning by correlating a reception signal at the fixed antenna with a reception signal at the scanning antenna at a predetermined observation frequency. A correlation value (two-dimensional complex interferogram) at each point on the observation surface is obtained, and a reproduced radio wave image is obtained by reproducing the two-dimensional complex interferogram. The radio hologram observation / reproduction apparatus 21 is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-201459 and 9-1.
No. 34113, and further, those described in Japanese Patent Application No. 9-226601 (“circumferential scanning hologram observation method and apparatus”) can be used.
【００１５】ここでは、３つのセンサ局（監視局）Ａ〜
Ｃが設けられているが、センサ局の数は３に限定される
ものではない。センサ局の数は１局でも２局でもよく、
あるいは４局以上としてもよい。Here, three sensor stations (monitoring stations) A to
Although C is provided, the number of sensor stations is not limited to three. The number of sensor stations may be one or two,
Alternatively, four or more stations may be provided.
【００１６】センタ局１１には、電波伝搬や電波再生像
を計算機シミュレーションするためのシミュレーション
装置２３と、シミュレーション装置２３によって予めシ
ミュレーションを行った結果を格納しておくデータベー
ス２６と、比較手段であって、各センサ局Ａ〜Ｃで観測
された電波再生像とシミュレーションによる電波再生像
とを比較する比較部２７と、方向探知トレース図作成手
段であって、電波発射源の位置を決定するとともに方向
探知トレース図を作成、出力する方向探知トレース図作
成部２８と、電波勢力地図作成手段であって、電波勢力
地図を作成、出力する電波勢力地図作成部２９とが設け
られている。シミュレーション装置２３は、地図、地形
や地物に関する情報（地図情報）を格納した地図情報格
納部２４と、地図情報を参照し、地図上のある点に電波
発射源があるとして電波伝搬のシミュレーションを行う
電波伝搬シミュレータ２５とを備えている。近年の地理
情報システム（ＧＩＳ）の進歩により、電波伝搬シミュ
レータ２５で必要とする地図情報は、容易に得られるよ
うになってきている。電波伝搬シミュレータ２５は、例
えば、レイトレース法（IEEE Network Magazine, pp.27
-30, November, 1991）やモーメント法（R. F. Harring
ton, "Field Computation by Moment Methods," IEEE P
ress, 1993）などを用い、地図上の１点に任意の指向性
を有する送信局（電波発生源）が存在したときに生じる
電界強度分布を計算機シミュレーションし、センサ局位
置での電波の到来方向やその強度を求め電波再生像を計
算機シミュレーションする。The center station 11 includes a simulation device 23 for performing computer simulation of radio wave propagation and a reproduced radio wave image, a database 26 for storing the results of a simulation performed by the simulation device 23 in advance, and comparison means. A comparison unit 27 for comparing a reproduced radio wave image observed by each of the sensor stations A to C with a reproduced radio wave image obtained by simulation; and a direction finding trace diagram creating means for determining the position of the radio wave emitting source and detecting the direction. A direction finding trace diagram creating unit 28 that creates and outputs a trace diagram and a radio power map creating unit 29 that creates and outputs a radio power map are provided. The simulation device 23 refers to the map information storage unit 24 that stores information (map information) related to a map, terrain and features, and performs a simulation of radio wave propagation by assuming that a radio wave emission source is located at a certain point on the map. And a radio wave propagation simulator 25 for performing the operation. With the progress of the geographic information system (GIS) in recent years, the map information required by the radio wave propagation simulator 25 has been easily obtained. The radio wave propagation simulator 25 is, for example, a ray trace method (IEEE Network Magazine, pp.27).
-30, November, 1991) and the method of moments (RF Harring
ton, "Field Computation by Moment Methods," IEEE P
ress, 1993), computer simulation of the electric field intensity distribution that occurs when there is a transmitting station (radio wave source) with arbitrary directivity at one point on the map, and the arrival direction of the radio wave at the sensor station position And computer simulation of the reconstructed radio wave image.
【００１７】データベース２６に予め格納されるシミュ
レーション結果は、監視区域内を例えば３００ｍ間隔の
メッシュで区切り、メッシュの格子点上に無指向性アン
テナを有する送信局が配置している場合に各センサ局Ａ
〜Ｃで観測されるであろう電波再生像を各格子点ごとに
シミュレーション装置２３で求めた結果である。The simulation results stored in the database 26 in advance indicate that the monitoring area is divided by, for example, a mesh at 300 m intervals, and that when a transmitting station having an omni-directional antenna is arranged on a grid point of the mesh, each of the sensor stations can be monitored. A
4C are results obtained by the simulation device 23 for each grid point for the reproduced radio waves that would be observed at C. to C.
【００１８】比較部２７は、データベース２６に蓄積さ
れているシミュレーションによる電波再生像と各センサ
局Ａ〜Ｃでの電波ホログラム観測によって得られた電波
再生像を比較することによって、データベース２６中の
電波再生像の中から、観測による電波再生像に最も類似
性の高いものを探索し、探索された（シミュレーション
による）電波再生像に対応するメッシュ交点の位置を求
める。類似性の比較では、通常のパターンマッチングの
手法を用いることができ、例えば、電波再生像における
電波の最大レベルが０ｄＢであるとすれば、電波レベル
が−４０ｄＢ以上の部分のパターンを比較し、図形とし
ての相関係数を求めるといった手法を用いる。もっと
も、この時点では、電波発射源のアンテナ指向性が分か
らないので、電波の到来方向に主に着目して類似性の高
いものを探索するようにする。The comparing section 27 compares the reproduced radio wave image obtained by the simulations stored in the database 26 with the radio wave hologram observed by each of the sensor stations A to C to compare the reproduced radio wave image in the database 26 with each other. From the reconstructed images, the one having the highest similarity to the observed reconstructed radio wave image is searched, and the position of the mesh intersection corresponding to the searched (simulated) reconstructed radio wave image is obtained. In the comparison of similarity, a normal pattern matching method can be used. For example, if the maximum level of the radio wave in the radio wave reproduction image is 0 dB, the pattern of the portion where the radio wave level is −40 dB or more is compared. A method of obtaining a correlation coefficient as a figure is used. However, at this time, since the antenna directivity of the radio wave emitting source is not known, a search is made mainly for the direction of arrival of the radio wave to search for a high similarity.
【００１９】方向探知トレース図作成部２８は、比較部
２７での処理で探索されたメッシュ交点周辺に送信局
（電波発射源）があると仮定し、さらに細かな位置の調
整を行った場合の電波伝搬の計算機シミュレーションを
シミュレーション装置２３に実行させ、観測結果による
電波再生像とこの位置の微調整を行ったときのシミュレ
ーションによる電波再生像とを比較し、より類似性の高
い電波発射源位置を決定する。そして、決定した電波発
射源位置から各センサ局Ａ〜Ｃまでの電波伝搬路のトレ
ースを行って方向探知トレース図を作成、出力し、さら
に、トレース結果をもとに、電波発射源でのアンテナ指
向性を推定する。方向探知トレース図及びアンテナ指向
性の推定については、後述する。The direction finding trace diagram creating section 28 assumes that there is a transmitting station (radio wave source) around the mesh intersection searched by the processing in the comparing section 27, and further finely adjusts the position. A computer simulation of radio wave propagation is executed by the simulation apparatus 23, and a radio wave reproduction image based on the observation result is compared with a radio wave reproduction image obtained by performing a simulation when the position is finely adjusted. decide. Then, the radio wave propagation path from the determined radio wave emission source position to each of the sensor stations A to C is traced to create and output a direction finding trace diagram. Further, based on the trace result, the antenna at the radio wave emission source is used. Estimate the directivity. The direction finding trace diagram and the estimation of the antenna directivity will be described later.
【００２０】電波勢力地図作成部２９は、方向探知トレ
ース図作成部２８で求めた電波発射源位置及び電波発射
源のアンテナ指向性の推定結果をもとに、シミュレーシ
ョン装置２３に電波伝搬の計算機シミュレーションを実
行させ、地図上でのその電波発射源からの電波の電界強
度分布を計算し、その電波発射源の電波勢力地図として
表示、印刷する。電波勢力地図の表示手法としては、電
界強度に応じて色調を変える方法や、等高線を用いる方
法、これらを併用する方法などがある。The radio wave power map creator 29 sends a computer simulation of radio wave propagation to the simulation device 23 based on the estimation result of the position of the radio wave source and the antenna directivity obtained by the direction finding trace diagram creator 28. To calculate the electric field intensity distribution of the radio wave from the radio wave source on the map, and display and print the radio power map of the radio wave source. As a method of displaying the radio wave power map, there are a method of changing the color tone according to the electric field intensity, a method of using contour lines, and a method of using these in combination.
【００２１】以上、説明した本実施形態の広域電波監視
装置での処理をまとめると、図３に示すフローチャート
のようになる。ここでは、地図上のメッシュ交点に電波
発射源があることを仮定した計算機シミュレーション結
果が予めデータベース２６に蓄積されているものとす
る。The processing in the wide-area radio wave monitoring apparatus of the present embodiment described above is summarized as a flowchart shown in FIG. Here, it is assumed that a computer simulation result assuming that a radio wave emitting source is located at a mesh intersection on a map is stored in the database 26 in advance.
【００２２】まず、各センサ局Ａ〜Ｃで電波ホログラム
観測を行って、電波再生像を取得し（ステップ１０
１）、比較部２７において、データベース２６中のシミ
ュレーションによる電波再生像の中から、実際の観測に
よる電波再生像に最も類似性の高いものを探索し、その
電波再生像に対応するメッシュ交点の位置を電波発射源
の候補位置とする（ステップ１０２）。次に、方向探知
トレース図作成部２８に制御が移り、候補位置のメッシ
ュ点の周辺で電波発射源の細かく調整しながら計算機シ
ミュレーションを行い、電波発射源の位置を最終的に決
定する（ステップ１０３）。決定した電波発射源の位置
に基づいて電波伝搬路のトレースを行って方向探知トレ
ース図を作成し（ステップ１０４）、電波発射源の送信
アンテナの指向性の推定を行う（ステップ１０５）。最
後に、電波勢力地図作成部２９に制御が移り、地図上で
の電界強度分布を求めて電波勢力地図を作成、出力する
（ステップ１０６）。First, radio wave hologram observation is performed at each of the sensor stations A to C to obtain a reproduced radio wave image (step 10).
1) The comparing unit 27 searches the reproduced radio wave image obtained by simulation in the database 26 for the one having the highest similarity to the reproduced radio wave image obtained by actual observation, and the position of the mesh intersection corresponding to the reproduced radio wave image. Is set as a candidate position of a radio wave emission source (step 102). Next, control is transferred to the direction finding trace diagram creating unit 28, and computer simulation is performed while finely adjusting the radio wave emission source around the mesh point at the candidate position, and the position of the radio wave emission source is finally determined (step 103). ). The radio wave propagation path is traced based on the determined position of the radio wave emission source to create a direction finding trace diagram (step 104), and the directivity of the transmission antenna of the radio wave emission source is estimated (step 105). Finally, the control is transferred to the radio wave power map creator 29, which obtains an electric field intensity distribution on the map, generates and outputs a radio wave power map (step 106).
【００２３】以上説明した処理は、単一の電波発射源に
対してのみではなく、複数の電波発射源に対して適用で
きるので、ここで述べた広域電波監視方法によれば、複
数の電波発射源（送信局）のそれぞれについてのカバー
エリアや、干渉状況を地図上で監視することができる。The processing described above can be applied not only to a single radio wave emission source, but also to a plurality of radio wave emission sources. According to the wide area radio wave monitoring method described here, The coverage area of each source (transmitting station) and the interference situation can be monitored on a map.
【００２４】次に、方向探知トレース図の詳細について
説明する。図４は方向探知トレース図の一例を示してい
る。Next, details of the direction finding trace diagram will be described. FIG. 4 shows an example of the direction finding trace diagram.
【００２５】この方向探知トレース図１３では、点Ｑに
電波発射源（仮定した送信局）があり、この電波発射源
からの電波の伝搬経路が矢印で示されている。図中、三
角形の印と等高線は山岳を示し、ハッチングは地物を示
している。この方向探知トレース図１３からは、電波発
射源からの電波が、センサ局Ａへは直接波（Ｐ1）及び
山岳による反射波（Ｐ2）として伝搬し、センサ局Ｂに
は直接波（Ｐ5）及び地物による反射波（Ｐ6）として伝
搬し、センサ局Ｃには、山岳による回折波（Ｐ3）及び
地物による反射波（Ｐ4）として伝搬することが分か
る。ここでは、２次元的な方向探知トレース図を説明し
たが、３次元的（立体的）に電波伝搬経路のトレースを
行って表示、出力を行わせるようにしてもよい。In this direction finding trace FIG. 13, there is a radio wave source (assumed transmitting station) at point Q, and the propagation path of the radio wave from this radio wave source is indicated by an arrow. In the figure, triangle marks and contour lines indicate mountains, and hatching indicates features. From this direction finding trace FIG. 13, the radio wave from the radio wave emitting source propagates to the sensor station A as a direct wave (P 1 ) and a reflected wave from the mountains (P 2 ), and to the sensor station B as the direct wave (P 5 ) and a reflected wave (P 6 ) due to a terrestrial object, and propagates to the sensor station C as a diffracted wave (P 3 ) due to a mountain and a reflected wave (P 4 ) due to a terrestrial object. Here, the two-dimensional direction detection trace diagram has been described, but the radio wave propagation path may be traced three-dimensionally (three-dimensionally) for display and output.
【００２６】次に、電波発射源での送信アンテナの指向
性の推定について、図５を用いて説明する。Next, estimation of the directivity of the transmitting antenna at the radio wave emitting source will be described with reference to FIG.
【００２７】各センサ局Ａ〜Ｃで観測される電波再生像
から、伝搬経路ごとの電波の到来方向とその強度を抽出
する。図５(a)〜(c)は、それぞれセンサ局Ａ〜Ｃでの観
測による電波の振幅を示している。太線の矢印の向きが
その伝搬経路の電波の到来方向を示し、その矢印の長さ
が電波の振幅を示している。図示した例では、伝搬経路
ごとの振幅が、ａ1,ａ2,ｂ1,ｂ2,ｃ1,ｃ2となってい
る。一方、シミュレータ装置２３によって、すでに求め
た電波発射源の位置に無指向性の送信アンテナがあって
そこから電波が発射されているものとして、電波伝搬シ
ミュレーションを行い、伝搬経路ごとに、各センサ局Ａ
〜Ｃでの電波の振幅を求める。図５(d)〜(f)は、それぞ
れセンサ局Ａ〜Ｃでのシミュレーションによる電波の振
幅を示しており、伝搬経路ごとの振幅は、ａ1',ａ2',ｂ
1',ｂ2',ｃ1',ｃ2'となっている。そして、伝搬経路
Ｐ1,Ｐ2,Ｐ3,Ｐ4,Ｐ5,Ｐ6ごとに観測による振幅をシミ
ュレーションによる振幅で除算することによって、電波
発射源の位置での各伝搬経路の方向への、送信アンテナ
の指向性を求めることができる。図５(g)において黒丸
は各伝搬経路の方向への指向性を示している。そして、
想定されるアンテナの種類などを考慮して補間計算を行
えば、任意の方向に対する指向特性を算出することがで
きる。図５(g)の破線はこのようにして算出した指向特
性を示している。The directions of arrival and the intensities of the radio waves for each propagation path are extracted from the reproduced radio waves observed by the sensor stations A to C. FIGS. 5A to 5C show the amplitudes of radio waves observed by the sensor stations A to C, respectively. The direction of the bold arrow indicates the arrival direction of the radio wave on the propagation path, and the length of the arrow indicates the amplitude of the radio wave. In the illustrated example, the amplitude for each propagation path is a 1 , a 2 , b 1 , b 2 , c 1 , c 2 . On the other hand, the simulator device 23 performs a radio wave propagation simulation on the assumption that an omnidirectional transmitting antenna is located at the position of the radio wave emitting source already determined and radio waves are emitted from the antenna, and for each propagation path, A
The amplitude of the radio wave at C is calculated. FIGS. 5 (d) to 5 (f) show the amplitudes of radio waves simulated by the sensor stations A to C, respectively. The amplitudes of the propagation paths are a 1 ′, a 2 ′, b
1 ′, b 2 ′, c 1 ′, c 2 ′. Then, by dividing the amplitude obtained by observation for each of the propagation paths P 1 , P 2 , P 3 , P 4 , P 5 , and P 6 by the amplitude obtained by simulation, the direction of each propagation path at the position of the radio wave emission source is obtained. , The directivity of the transmitting antenna can be obtained. In FIG. 5G, black circles indicate directivity in the direction of each propagation path. And
If the interpolation calculation is performed in consideration of the assumed type of antenna and the like, the directional characteristics in an arbitrary direction can be calculated. The dashed line in FIG. 5 (g) indicates the directional characteristic calculated in this way.
【００２８】以上説明した送信アンテナの指向性の推定
において、シミュレーションにおいて無指向性アンテナ
を仮定するのではなく、例えばダイポール特性などの指
向性を仮定し、観測された振幅とシミュレーションによ
る振幅の比から、仮定した指向性からのずれとして、送
信アンテナの指向性を推定するようにしてもよい。ま
た、図５では、電波の到来方向や指向性を平面（２次
元）内で取り扱っているが、３次元で電波の到来方向を
扱うことにより、３次元での指向性を推定することが可
能である。In the estimation of the directivity of the transmitting antenna described above, instead of assuming an omnidirectional antenna in the simulation, directivity such as dipole characteristics is assumed, and the ratio between the observed amplitude and the amplitude obtained by the simulation is used. Alternatively, the directivity of the transmitting antenna may be estimated as a deviation from the assumed directivity. In FIG. 5, the direction of arrival and the directivity of the radio wave are handled in a plane (two-dimensional). However, the direction of arrival of the radio wave can be estimated in three dimensions by treating the direction of arrival of the radio wave in three dimensions. It is.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、センサ局
において伝搬経路ごとに電波到来方向を分離して観測す
るとともに、地形や地物を考慮した電波伝搬の計算機シ
ミュレーション結果と組み合わせることにより、電波の
直進性の仮定が妥当でなかったり、回折・反射が存在す
るような場合であっても、電波発射源の位置を正確に決
定することができるという効果がある。また、計算機シ
ミュレーションを用いることによって電波発射源からセ
ンサ局までの電波の伝搬経路をトレースすることがで
き、電波発射源の送信アンテナ指向性を推定することが
でき、これらから、電波発射源からの電波の電界強度分
布を推定することができて、電波の利用環境を適切に監
視することができるようになるという効果がある。As described above, according to the present invention, the direction of arrival of radio waves is separately observed for each propagation path at the sensor station, and the results are combined with the results of computer simulation of radio wave propagation in consideration of terrain and features. Even when the assumption of the straightness of the radio wave is not appropriate or when there is diffraction / reflection, the position of the radio wave emission source can be determined accurately. Also, by using computer simulation, the propagation path of the radio wave from the radio wave source to the sensor station can be traced, and the directivity of the transmitting antenna of the radio wave source can be estimated. It is possible to estimate the electric field strength distribution of the radio wave, and it is possible to appropriately monitor the use environment of the radio wave.
【図１】本発明に基づく広域電波監視の概念を説明する
図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the concept of wide-area radio wave monitoring based on the present invention.
【図２】本発明の実施の一形態の広域電波監視装置の構
成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a wide-area radio wave monitoring device according to an embodiment of the present invention.
【図３】図２の広域電波監視装置を用いた広域電波監視
の実行手順を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an execution procedure of wide area radio monitoring using the wide area radio monitoring device of FIG. 2;
【図４】方向探知トレース図の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a direction finding trace diagram.
【図５】電波発射源の送信アンテナの指向性の推定を説
明する図であって、(a)〜(c)はそれぞれセンサ局Ａ〜Ｃ
での観測による伝搬経路ごとの電波の振幅の例を示す
図、(d)〜(f)はそれぞれ無指向性アンテナを仮定してシ
ミュレーションを行ったときのセンサ局Ａ〜Ｃでの伝搬
経路ごとの電波の振幅の例を示す図、(g)は(a)〜(f)の
結果に基づいて推定した送信アンテナの指向性を示す図
である。FIG. 5 is a diagram for explaining the estimation of directivity of a transmission antenna of a radio wave emission source, wherein (a) to (c) show sensor stations A to C, respectively.
FIG. 3D is a diagram showing an example of the amplitude of a radio wave for each propagation path observed by the method, and FIGS. 7D to 7F show the propagation paths at the sensor stations A to C when a simulation is performed assuming an omnidirectional antenna. FIG. 7G is a diagram showing an example of the amplitude of the radio wave, and FIG. 7G is a diagram showing the directivity of the transmitting antenna estimated based on the results of FIGS.
１０ 電波発射源 １１ センタ局 １２ 回線 １３ 方向探知トレース図 １４ 電波勢力地図 ２１ 電波ホログラム観測再生装置 ２３ シミュレーション装置 ２４ 地図情報格納部 ２５ 電波伝搬シミュレータ ２６ データベース ２７ 比較部 ２８ 方向探知トレース作成部 ２９ 電波勢力地図作成部 １０１〜１０６ ステップ Ａ〜Ｃ センサ局 Reference Signs List 10 radio wave emitting source 11 center station 12 line 13 direction detection trace diagram 14 radio power map 21 radio hologram observation and reproduction device 23 simulation device 24 map information storage unit 25 radio propagation simulator 26 database 27 comparison unit 28 direction detection trace generation unit 29 radio power Map creator 101 to 106 steps A to C Sensor station
Claims (10)
電波を監視する広域電波監視方法であって、 １以上のセンサ局を配置し、 前記地域内の複数の地点の各々について、当該地点に電
波発射源があるとしたときの前記センサ局での電波の到
来方向を、地図情報を利用する計算機シミュレーション
によって算出し、 前記センサ局において、伝搬経路ごとに分離して前記電
波発射源からの電波の到来方向を観測し、 観測した電波の到来方向と前記計算機シミュレーション
の結果とを比較し、前記計算機シミュレーションの結果
の中から、観測した電波の到来方向と最も類似性が高い
到来方向を示すものを探索して対応する地点を候補位置
として判別し、 前記候補位置の周辺に前記電波発射源があるとして前記
電波発射源の位置を調整しながら計算機シミュレーショ
ンを実行して前記電波発射源の位置を決定する、広域電
波監視方法。1. A wide-area radio monitoring method for monitoring radio waves from a radio wave emission source within a certain area, comprising: arranging one or more sensor stations; The direction of arrival of the radio wave at the sensor station when there is a radio wave emission source is calculated by computer simulation using map information, and at the sensor station, the radio wave from the radio wave emission source is separated for each propagation path. The direction of arrival of the observed radio wave is compared with the result of the computer simulation, and the result of the computer simulation indicates the direction of arrival having the highest similarity to the direction of the observed radio wave. To determine the corresponding point as a candidate position, while adjusting the position of the radio wave emission source assuming that the radio wave emission source is around the candidate position Run the computer simulation to determine the position of the radio wave source, wide-area radio monitoring method.
波伝搬の計算機シミュレーションを実行し伝搬経路のト
レースを行う、請求項１に記載の広域電波監視方法。2. The wide-area radio wave monitoring method according to claim 1, wherein a radio wave emission source is arranged at the determined position and a computer simulation of radio wave propagation is executed to trace a propagation path.
度も観測するものとし、 前記伝搬経路のトレースの実行後、前記センサ局での前
記各伝搬経路ごとの観測された振幅と、前記センサ局で
の前記各伝搬経路ごとの計算機シミュレーションでの振
幅とを比較し、前記電波発射源のアンテナ指向性を推定
する請求項３に記載の広域電波監視方法。3. The sensor station also monitors the intensity of radio waves for each direction of arrival. After executing the trace of the propagation path, the amplitude observed by the sensor station for each propagation path and the sensor 4. The wide area radio wave monitoring method according to claim 3, wherein an amplitude of a computer simulation for each of the propagation paths at a station is compared with an amplitude to estimate an antenna directivity of the radio wave emission source.
での前記各伝搬経路ごとの観測された振幅とを利用し
て、所定の地域内における前記電波発射源からの電波の
電界強度分布を算出する請求項４に記載の広域電波監視
方法。4. An electric field intensity distribution of a radio wave from the radio wave emission source in a predetermined area is calculated using the estimated antenna directivity and the amplitude observed by the sensor station for each of the propagation paths. The wide-area radio wave monitoring method according to claim 4.
測によって電波の到来方向を決定する請求項１乃至４い
ずれか１項に記載の広域電波監視方法。5. The wide area radio wave monitoring method according to claim 1, wherein the sensor station determines the direction of arrival of the radio wave by observing the radio wave hologram.
電波を監視する広域電波監視装置であって、 地図情報に基づいて電波伝搬の計算機シミュレーション
を実行するシミュレーション装置と、 前記電波発射源からの電波の到来方向を観測する１以上
のセンサ局と、 計算機シミュレーションによる前記センサ局での到来方
向が観測による前記センサ局での到来方向に対して最大
の類似性を有するように、電波発射源の位置を変化させ
ながら前記シミュレーション装置に計算機シミュレーシ
ョンを実行させ、電波発射源の位置を決定し、前記シミ
ュレーション装置での計算機シミュレーションによって
電波の伝搬経路をトレースする方向探知トレース図作成
手段と、を有する広域電波監視装置。6. A wide-area radio wave monitoring device for monitoring radio waves from a radio wave emitting source within a certain area, comprising: a simulation device for executing a computer simulation of radio wave propagation based on map information; One or more sensor stations for observing the direction of arrival of radio waves, and a radio wave emission source such that the direction of arrival at the sensor station by computer simulation has the greatest similarity to the direction of arrival at the sensor station by observation. A direction finding trace diagram creating means for causing the simulation device to execute a computer simulation while changing the position, determining the position of the radio wave emission source, and tracing the propagation path of the radio wave by the computer simulation in the simulation device. Radio monitoring equipment.
て、当該地点に電波発射源があるとしたときの前記セン
サ局での電波の到来方向を前記シミュレーション装置に
よって予め計算機シミュレーションさせた結果を保持す
るデータベースと、 前記データベース中の結果のうち、前記センサ局での観
測による到来方向の最も類似性の高いものを検索して対
応する地点を候補位置とする比較手段と、をさらに有
し、 前記方向探知トレース図作成手段は、前記候補位置の周
辺で前記電波発射源の位置を変化させる請求項６に記載
の広域電波監視装置。7. For each of a plurality of points in the area, a result of computer simulation of the direction of arrival of radio waves at the sensor station when a radio wave emission source is assumed to be present at the points is held by the simulation device. And a comparison unit that searches for the most similar direction of arrival based on the observation at the sensor station among the results in the database and sets a corresponding point as a candidate position, 7. The wide-area radio wave monitoring apparatus according to claim 6, wherein the direction detection trace diagram creating unit changes the position of the radio wave emission source around the candidate position.
度も観測するものであり、 前記方向探知トレース図作成手段が、前記センサ局での
前記各伝搬経路ごとの観測された振幅と、前記センサ局
での前記各伝搬経路ごとの計算機シミュレーションでの
振幅とを比較し、前記電波発射源のアンテナ指向性を推
定する請求項６または７に記載の広域電波監視装置。8. The sensor station also observes the intensity of a radio wave for each direction of arrival, and the direction finding trace diagram creating means includes: an observed amplitude for each of the propagation paths at the sensor station; The wide-area radio wave monitoring device according to claim 6 or 7, wherein the antenna directivity of the radio wave emission source is estimated by comparing an amplitude in a computer simulation for each of the propagation paths in a sensor station.
定の地域内における前記電波発射源からの電波の電界強
度分布を算出して電波勢力地図として出力する電波勢力
地図作成手段をさらに有する請求項８に記載の広域電波
監視装置。9. A radio power map creating means for calculating an electric field intensity distribution of a radio wave from the radio wave emission source within a predetermined area using the estimated antenna directivity and outputting it as a radio power map. Item 9. A wide-area radio wave monitoring device according to item 8.
観測によって電波の到来方向を決定する請求項６乃至９
いずれか１項に記載の広域電波監視装置。10. The sensor station determines an arrival direction of a radio wave by observing a radio hologram.
A wide-area radio wave monitoring device according to any one of the preceding claims.
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