(57)【要約】実時間スペクトラム・アナライザ（ＲＴＳＡ）を用いて、過渡信号の広帯域スペクトル分析を行うシステム及び方法。周波数ウィンドウをＲＴＳＡ取込み用に選択する。その周波数ウィンドウは、関心のある周波数スペクトルの帯域幅よりも狭い。ＲＴＳＡを、関心のある周波数スペクトル内の複数の異なる周波数に連続的に同調させる。かかる連続的な同調は、信号の特性に基づいて制御される。ＲＦ信号を受信し、複数の異なる周波数各々に対して、その周波数の中心の帯域内の信号に対してパワー・データを取込み、帯域幅を周波数ウィンドウの帯域幅と同じにする。次に、ＲＴＳＡの連続同調の間に取込んだパワー・データから、関心のある周波数スペクトルの表示を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
関心のある周波数スペクトル内の信号のスペクトル信号分析を行う方法であって、
実時間スペクトラム・アナライザ（ＲＴＳＡ）取込み用の周波数ウィンドウであって、上記関心のある周波数スペクトルよりも帯域幅が狭い周波数ウィンドウを選択し、
上記関心のある周波数スペクトル内で上記ＲＴＳＡを複数の異なる周波数に、上記信号の特性に基づいた制御により連続的に同調させ、
上記信号を受け、上記複数の異なる周波数の各々に対して、上記周波数の中心の帯域における信号のパワー・データを取込み、帯域幅を上記周波数ウィンドウの帯域幅に等しくさせ、
上記ＲＴＳＡの上記連続的同調の期間中に取り込まれた上記パワー・データから上記関心のある周波数スペクトルの表現を構成する方法。
【請求項２】
上記特性は、パルス幅、パルス繰り返しレート及びパルス・オフ／オン時間／衝撃係数の少なくとも１つであり、上記方法は、上記信号の見積ったパルス幅、パルス繰り返しレート及びパルス・オフ／オン時間／衝撃係数に基づいた上記ＲＴＳＡの上記繰り返し同調のタイミングを合わせる請求項１の方法。
【請求項３】
上記信号の見積ったパルス幅、パルス繰り返しレート及びパルス・オフ／オン時間／衝撃係数の少なくとも１つに基づいて上記ＲＴＳＡの上記繰り返し同調のタイミング合わせは、初期パルス幅見積りと、略得た厳密なパルス幅、パルス繰り返しレート及びパルス・オフ／オン時間／衝撃係数の見積りを用いることを含む請求項２の方法。
【請求項４】
上記周波数ウィンドウ及び上記複数の異なる周波数を選択して、上記関心のある全体の周波数スペクトルを実質的にスパンする請求項１の方法。
【請求項５】
上記繰り返し同調は、上記信号の特性の初期の見積りに基づいて初めにタイミングを合わせされ、次に、上記信号の特性の更新された見積りに基づいてタイミング合わせされる請求項１の方法。
【請求項６】
上記関心のある周波数スペクトルの表現を表示器に表示するステップを更に具えた請求項１の方法。
【請求項７】
パワー・データの取込みは、上記帯域用のピーク・パワー・レベルの取り込みを含む請求項１の方法。
【請求項８】
パワー・データの取込みは、上記帯域用の平均パワー・レベルの取り込みを含む請求項１の方法。
【請求項９】
パワー・データの取込みは、上記帯域用の最小パワー・レベルの取り込みを含む請求項１の方法。
【請求項１０】
信号を受信するように構成された同調可能な受信器と、
該同調可能な受信器に機能的に結合されたアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）と、
該ＡＤＣから受信された時間領域デジタル信号を事前捕捉の実時間処理を行うように構成され、上記同調可能な受信器の動作により選択された周波数帯域を通じて上記実時間処理を実行するデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）と、
上記同調可能な受信器及び上記ＤＳＰと機能的に結合された制御器及びメモリとを具え、
上記制御器及びメモリは、
上記同調可能な受信器が、関心のある周波数スペクトル内の複数の異なる帯域の各々に連続的に同調され、上記帯域の各々が上記関心のある周波数スペクトルよりも狭い帯域幅を有し、
上記ＤＳＰが上記複数の異なる帯域に対して、上記メモリに蓄積されるべき受信デジタル信号の上記各帯域内の時間領域サンプルを発生し、
上記複数の異なる帯域の各々に対して、相対的時間領域サンプル用のパワー・レベルを得るように構成され、
上記制御器は、上記複数の異なる帯域の各々に対して得た上記パワー・レベルから、上記関心のある周波数スペクトル用の上記受信デジタル信号の周波数トレースを描くように構成されている電子測定器。
【請求項１１】
上記制御器は、上記受信デジタル信号の特性に基づいて上記同調可能な受信器の上記連続的同調を制御するように構成されている請求項１０の電子測定器。
【請求項１２】
上記特性は、上記受信デジタル信号のパルス幅、パルス繰り返しレート、及びパルス・オフ／オン時間／衝撃係数の少なくとも１つである請求項１１の電子測定器。
【請求項１３】
上記受信デジタル信号の上記パルス幅、パルス繰り返しレート、又はパルス・オフ／オン時間／衝撃係数に基づいて決まる時間間隔に対する複数の異なる帯域の各々への上記同調を、上記同調可能な受信器が維持するように上記制御器を構成した請求項１２の電子測定器。
【請求項１４】
ＲＦ信号のスペクトル分析を行う方法であって、
上記ＲＦ信号の期待されるスペクトル分布内で、かかるスペクトル分布よりも帯域幅が狭い周波数の第１範囲に実時間スペクトラム・アナライザ（ＲＴＳＡ）を同調し、
上記ＲＦ信号の特性に基づいて制御された時間間隔の間、上記ＲＴＳＡが上記周波数の第１範囲に同調されるように維持し、
上記時間間隔の間、上記周波数第１範囲内の上記ＲＦ信号のパワー・データを得るように上記ＲＴＳＡを動作させ、
上記時間間隔の終わりにて、上記期待されるスペクトル分布内で且つこのスペクトル分布よりも帯域幅が狭い周波数第２範囲で上記ＲＴＳＡを再同調し、この再同調を実行して上記周波数の第２範囲内の上記ＲＦ信号用のパワー・データを求める方法。
【請求項１５】
上記周波数の第１範囲及び第２範囲のパワー・データを求めることは、上記周波数範囲の各々にて最小パワー・レベルを求めることを含む請求項１４の方法。
【請求項１６】
上記周波数の第１範囲及び第２範囲のパワー・データを求めることは、上記周波数範囲の各々にてピーク・パワー・レベルを求めることを含む請求項１４の方法。
【請求項１７】
上記周波数の第１範囲及び第２範囲のパワー・データを求めることは、上記周波数範囲の各々にて平均パワー・レベルを求めることを含む請求項１４の方法。
【請求項１８】
更に、上記ＲＴＳＡを上記期待されるスペクトル分布内の複数の追加周波数範囲に連続的に再同調し、かかる追加周波数範囲のパワー・データを得る請求項１４の方法。
【請求項１９】
更に、上記ＲＦ信号のスペクトル表現を発生して、上記周波数用に得た上記パワー・データを組み合わせる請求項１８の方法。
【請求項２０】
上記ＲＴＳＡの上記連続再同調は、上記ＲＦ信号のパルス幅、パルス繰り返しレート及びパルス・オフ／オン時間／衝撃係数に基づいて同期する請求項１８の方法。
【請求項２１】
関心のある周波数スペクトルのＲＦ信号にスペクトル分析を行う方法であって、
実時間スペクトラム・アナライザ（ＲＴＳＡ）を用いて、上記関心のある周波数スペクトル内の異なる周波数位置にて複数のゼロ・スパン・パワー・レベルの測定を行い、
上記ゼロ・スパン・パワー・レベルの測定の各々に対して、
（ａ）上記ＲＴＳＡを上記周波数位置に同調すると共に、上記関心のある周波数スペクトルよりも狭いＲＴＳＡ捕捉帯域幅を用い、
（ｂ）ある時間間隔の間、上記同調された周波数位置に上記ＲＴＳＡの同調を維持し、
（ｃ）上記時間間隔の期間中に上記周波数位置のパワー・レベルを測定して、該パワー・レベルを蓄積する
ことを連続して実行し、
上記関心のある周波数スペクトル内の上記異なる周波数位置用に測定したパワー・レベルから、上記
関心のある周波数スペクトルの周波数領域トレースを構成する方法。
【請求項２２】
上記異なる周波数位置の各々に対して、更に、同調を開始するタイミングを制御し、上記同調を位置する期間を制御し、両方の場合に、上記制御が、上記ＲＦ信号のパルス幅、パルス繰り返しレート及びパルス・オフ／オン時間／衝撃係数に基づく請求項２１の方法。
【請求項２３】
両方の場合に、上記ＲＦ信号から発生したトリガと独立して、上記制御を実行する請求項２２の方法。
【請求項２４】
上記制御は、上記周波数領域トレースの更新レートを増加させる請求項２２の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願のクロスリファレンス】
【０００１】
本出願は、総ての目的に対して参照される全内容がここに組み込まれ、２００５年１１月４日に出願された米国仮出願番号６０，７３３，５２１号の便益を主張する。
【背景】
【０００２】
ＲＦ信号の周波数分析を行うために、スペクトラム・アナライザは長期にわたって使用されてきた。種々の形式のスペクトラム・アナライザが存在し、最新の種類の１つは、実時間スペクトラム・アナライザ（ＲＴＳＡ）である。最新のＲＴＳＡ装置は、ＲＦ信号を周波数領域で略瞬間的に変化させるためにパワー計算を増強している。掃引型スペクトラム・アナライザと対照的に、周波数の比較的広い範囲をモニタできると共に、同時に更新できる。なお、掃引型スペクトラム・アナライザは、任意所定の瞬間にて比較的狭い帯域幅に単にわたる周波数領域情報をモニタする。
【０００３】
スペクトル事象を実時間での観察を可能にすることにより、ＲＴＳＡ装置は、最新のＲＦ環境において非常に有用である。なお、最新のＲＦ環境では、益々複雑となり、従来の掃引型スペクトラム・アナライザでは分析できない過渡特性が含まれるようになってきている。しかし、現在のＲＴＳＡ装置では、帯域幅制限がある。よって、関心のあるスペクトルの帯域幅が増加すると、ＲＴＳＡの能力は、実時間スペクトル表現を低下させる。
【詳細な説明】
【０００４】
図１は、掃引型スペクトラム・アナライザ１０を図として示す。アナライザ１０のフロント・エンド１２は、被分析信号を受信する入力１４を含む。このアナライザのフロント・エンドは、ミキサ２２に供給される出力を有する調整可能な掃引発生器１６も含んでおり、ミキサ２２は、被分析入力信号を受ける。ミキサ２２の周波数、ＩＦフィルタ／ＲＢＷブロック２４によりろ波される。ミキサ２２及びフィルタ２４は、ＲＦのダウン・コンバージョンを行い、その結果の信号は、（例えば、増幅器３０により）増幅され、（例えば３２により）包絡線検波され、ビデオＢＷ３４にてビデオろ波される。その結果の信号は、表示器３６に、典型的には、表示のｙ軸に表示される。すなわち、ＲＦフロント・エンドは、関心のある周波数範囲にわたって掃引される。この回路は、掃引における各周波数にてＲＦパワーをろ波し、検波し、表示する。
【０００５】
典型的には、アナライザは、非常に広い周波数帯域にわたってＲＦＰＡＬを測定できる連続的な周波数掃引を提供するように構成される。優れた周波数適用範囲の他に、アナライザ１０の典型的な実施例は、高いダイナミック・レンジと、良好な局部発振器位相ノイズ性能を有する。
【０００６】
しかし、掃引型スペクトラム・アナライザは、総てのアプリケーションにとって理想的ではない。アナライザのフロント・エンドにおける周波数前置選択器とＩＦフィルタ／分解能帯域幅とは、狭帯域であるので、アナライザは、任意所定時点でデータの非常に小さな帯域幅のみを表す。掃引型スペクトラム・アナライザは、ＲＦ信号周波数成分の実時間測定を提供できない。すなわち、たとえ観察したスイッチが非常に広いとしても、特定時点にて、掃引がその時点に位置する周波数のみを測定できる。複数の掃引の間の分析されない無効な期間が、特に、バースト、周波数ホッピングなどの過渡現象を示す信号に対して問題となる。
【０００７】
図２は、ここでは実時間スペクトラム・アナライザ（ＲＴＳＡ）と関連したスペクトル分析を行う異なる形式の装置を図的に示す。アナライザ１０と同様に、図示のアナライザ（概略的に４０で示す）は、入力ＲＦ信号の周波数又は周波数範囲を分析するために、ミキサ４２及びフィルタ４４を有するフロント・エンドＲＦダウン・コンバータ４１を有し、入力ＲＦ信号を受け、（４６により）同調可能である。フロント・エンド・ダウン・コンバータ４１は、測定機器の周波数範囲（例えば、８ＧＨｚ）の任意の信号をＩＦ信号にダウン・コンバージョンするように構成されている。従来のアナライザと対比すると、ＲＴＳＡ４０のフロント・エンドは、ステップ状に同調され、ＲＴＳＡのＩＦ帯域幅は、一般的には従来のＳＡよりも広い。すなわち、関心のあるスペクトルにわたり掃引する代わりに、周波数範囲をカバーするように、アナライザのフロント・エンドが個別に同調される。すなわち、掃引型スペクトラム・アナライザは、比較的狭い帯域幅に同調されるが、関心のあるスペクトルにわたって掃引される。一方、ＲＴＳＡは、掃引することなく、関心のあるスペクトルをカバーするように同調されるフロント・エンドを有する。
【０００８】
よって、ＲＴＳＡは、掃引型スペクトラム・アナライザ１０よりも非常に広い捕捉帯域幅を有する。ＲＴＳＡにおいて、高速アナログ・デジタル変換器５０を用いて、ＲＴＳＡの全捕捉帯域幅にわたって、ＩＦ信号（即ち、ダウン・コンバータの下流）をサンプリングし、デジタル化する。これは、ＡＤＣから出力するＲＦ信号のつなぎ目のない時間領域表現を発生する。捕捉の前に、ＤＳＰ５２は、サンプル・レート変換や、時間領域での平坦さ及び位相補正の如き実時間処理を実行する。ＲＴＳＡアーキテクチャにより、ＲＦ信号をデジタル化し、時間的に隣接したサンプルをメモリに蓄積することにより、時間的なギャップがなくつなぎ目なく入力信号を捕捉できる。後述の如く、装置で可能な最大値よりも低いレベルにて、ＲＴＳＡの捕捉帯域幅を設定することがしばしば望ましい。また、実時間捕捉及びフロント・エンド処理により、時間領域、周波数領域及び変調領域にて同時にＲＦ信号を分析できる。また、ＲＴＳＡは、メモリ５４及び表示器５６を典型的には含んでいる。ゼロ・スパンＦＰＧＡ６０を設けてもよく、これは、ろ波された時間領域表現の発生と、実時間での信号パワー計算とを容易にするように構成されている。
【０００９】
実時間でのスペクトル・データの処理能力と、一連の比較的狭帯域の時間領域のパワー測定を用いた広帯域分析の実行能力とにより、種々の設定において利点を有するように図２のＲＴＳＡを用いることができる。ＲＴＳＡを用いて、非常に広い周波数領域分布を分析できる。いくつかの場合において、周波数領域分布は、ＲＴＳＡの最大捕捉帯域幅よりも広くなるだろう。例えば、狭いパルス幅のあるパルス状ＲＦ信号は、広い周波数領域の分布を生じることができる。
【００１０】
例えば、ＲＴＳＡ装置の最大捕捉帯域幅を１１０ＭＨｚと仮定する一方、関心のある周波数範囲を５００ＭＨｚの広さとする。かかる場合、ＲＴＳＡは、実時間にて、一度に全範囲を捕捉できない。
【００１１】
よって、全スペクトルに対する周波数領域表現を捕捉するために、求めるべき所望スペクトルの複数の異なる部分にＲＴＳＡ４０を同調することが望ましい。つぎに、複数の異なる周波数における信号パワー情報を組合せて、関心のある比較的広いスペクトルに対する周波数領域トレースを形成する。この方法において、ＲＴＳＡは、掃引型スペクトラム・アナライザと同様な方法で動作する。特に、スペクトルの異なる位置にアナライザを同調して、スペクトルの対応位置に対する周波数情報（例えば、信号パワー・レベル）を得る。
【００１２】
１つのアプローチは、関心のある周波数範囲にわたって段階的にＲＴＳＡを連続的に同調させることを含む。各同調した位置にて、ＲＴＳＡは、周波数帯域でのピーク・パワー・レベルの如き、その位置でのパワー情報を得る。しかし、広い周波数範囲にわたるスペクトル成分を含む過渡信号の正確なスペクトルを発生するために、関心のある信号特性（例えば、ＲＦパルス）が存在するとき、所望スパン（ステッチ）のキャッシュ部分を捕捉しなければならない。
【００１３】
信号特性が存在する時を参照しないで段階的な同調方法を用いる結果、遅いスペクトル取込みとなる。取り込むべき全スペクトルに介して迅速にＲＴＳＡがステップすると、任意の所定同調において、同調帯域幅における成分を含むＲＦ信号の部分が発生しないことが可能である。いくつかの場合、所定帯域に対して、分析する信号の対応する帯域内周波数成分とＲＴＳＡタイミングが一致する前に、ＲＴＳＡは、関心のあるいくつかの時点の全スペクトルを介して循環しなければならない。
【００１４】
他のアプローチは、ＲＴＳＡのタイミングを被分析信号に同期させようとする外部トリガの使用を含んでいる。典型的には、被分析信号を用いて外部トリガを発生させるが、信号源にアクセスする必要がある。代わりに、外部トリガを発生するか、受信信号の分析に基づいて推論するが、このアプローチは、追加的なハードウェアが必要であり複雑となる。しかし、用いると、全スペクトルにわたってパワー情報を得るために必要な時間を最短とするために、外部トリガを用いて、ＲＴＳＡを知的に同調させてもよい。外部トリガが可能であり実行できるならば、それは、以前の非同期例に対する改善となる。この改善は時間短縮の結果であり、その帯域内で生じる周波数成分の関係パワー情報を得るために、所定帯域にＲＴＳＡを同調させなければならない。
【００１５】
外部トリガの代わりに、スペクトラム・アナライザが内部トリガを発生してもよい。例えば、周波数マスク・トリガ又はパワー・トリガの如き既存の内部トリガを用いて、これを達成してもよい。いくつかの場合、これは、複数の可変周波数マスク又はパワー・トリガ・レベル（スペクトルの各ステッチ・セグメントに対するだけの数）を必要とする。さらに、信号特性に応じて、スパン内のいくつかの周波数は、トリガされる信号パワーを実際に含まないかもしれない。多くの設定において、この方法は、典型的なＲＴＳＡ構成におけるたった１つのＲＦ信号経路の存在により大幅に制限される。
【００１６】
図３及び図４を参照すると、ＲＴＳＡ装置を用いる別のアプローチを示している。上述の装置の実施例に関連して、典型的な方法を主に説明する。しかし、これら方法を異なる装置及び／又はこれら装置の組合せと共に用いることが明らかである。
【００１７】
これら方法を種々の異なる設定に用いてもよいが、これらは、過渡信号のスペクトル表示を展開させる際に特に有用であることが証明されており、ここでは、関心のある周波数範囲は、ＲＴＳＡが用いる捕捉帯域幅を超えている。これは、ＲＴＳＡ装置の最大捕捉帯域幅能力よりも広い帯域幅の関心スペクトルの結果として生じる。例えば、いくつかのＲＴＳＡは、１１０ＭＨｚの最大捕捉帯域幅を有する。したがって、ここで説明した方法例を、５００ＭＨｚスペクトル分布の信号を分析する装置と共に用いることができる。かかる状況において、ＲＴＳＡ装置をゼロ・スパン・モードにて用い、被試験信号のパルス繰り返しレート又はある他の特性に基づいてイントラ・スペクトル同調及び再同調を同期させてもよい。さらに、いくつかの場合には、ＲＴＳＡの捕捉帯域幅を装置の最大捕捉能力未満に意図的に設定することは、有利である。つぎに、捕捉帯域幅が所望スペクトル分布よりも狭い範囲までは、この方法を有利に用いて、高い分解能でスペクトルを分析する。
【００１８】
上述の方法でＲＴＳＡを用いるために、ゼロ・スパンＦＰＧＡ６０を用いてもよい。図３の例において、ＤＳＰ５２からの出力を受け、ＲＴＳＡ装置が同調された周波数帯域における検出パワー・レベルに基づいてトレース・ポイントを発生する。ゼロ・スパン能力及びパワー検出機能を以下に詳述する。
【００１９】
図４を参照する。１０２にて、この方法は、先ず、関心のあるスペクトル事象を検出する、又はこの事象でトリガすることを含む。ＲＴＳＡ装置内で実施されている周波数依存マスクにより、かかる検出を付勢してもよい。関心のある事象が生じると、この方法は、１０４に示すように、捕捉制御ルーチンに入ることを含む。しかし、多くのアプリケーションではトリガ・ステップを省略できることが理解できよう。実際、後述の如く、上述の方法の１つの利点は、トリガ又は任意の特定スペクトル事象に独立した広帯域分析を効率的に実行できることを利用できることである。
【００２０】
捕捉制御期間中、１０６に示すように、取込みウィンドウを選択する。また、取込みウィンドウは、周波数ウィンドウ又は捕捉帯域幅ともいう。上述の如く、いくつかの場合には、これは、単に、ＲＴＳＡ装置の最大捕捉帯域幅である一方、他の場合には、所望分解能又は他の考察により示されるように、より狭い周波数ウィンドウを用いてもよい。
【００２１】
１０８にて、ＲＴＳＡ装置を次に関心のあるスペクトル内の位置に同調する。典型的には、各同調がある時間間隔で維持される。さらに詳細に後述するように、パルス幅などの試験信号の特性に基づいて、この間隔（例えば、特定の周波数ポイントに対してパワー測定を行う期間）を制御してもよい。捕捉制御期間中（即ち、関心のあるスペクトル内の異なる周波数位置への同調、及び各同調が維持される時間間隔）、各同調された位置に対するパワー・データを得て（１１０）、その結果の捕捉データを用いて、関心のあるスペクトルの表示を更新させてもよい（１１２）。
【００２２】
図に示すように、捕捉は、典型的には、関心のあるスペクトルの異なる位置（帯域）へのＲＴＳＡ装置の複数の連続した同調を含んでいる。副スペクトル帯域用の同調を選択し、順序づけ、及び／又は任意所望の同調スキームとなるまでの時間を計ってもよい。例えば、同じ時間量だけ各同調位置を維持して、関心のあるスペクトルにわたってＲＴＳＡをステップ状に連続的に同調してもよい。代わりに、分解能及び／又は帯域は位置に従属しているので、いくつかの周波数にて、その結果のスペクトルの分解能は、他の位置よりも高いか又は低い。このタイミングは、スペクトルの位置に応じて変化するかもしれない。更に、低から広周波数帯域又はその逆のステップの代わりに、ステッチ処理の総てのパワー・レベル・トレースを取り込むために、関心のあるスペクトルのまわりで同調がジャンプするかもしれない。
【００２３】
典型的には、タイミング、分解能及び／又は他のパラメータを選択して、所望のスペクトルを効率よく発生する。実際に、１トレース更新につきたった１回のスパンにおける各位置にＲＴＳＡを同調させることによりスペクトルを発生させるか、又は、そうでなければ、関心のあるスイッチｐを発生するのに必要な時間を短縮する戦略を用いることは、しばしば望ましい。
【００２４】
いくつかの設定において、入力信号の特性に基づいてＲＴＳＡ同調のタイミングを設定することにより、効果的なスペクトル発生を行える。例えば、被分析のパルス状ＲＦ信号のパルス幅、パルス繰り返しレート、パルス・オフ／オン時間／衝撃係数に基づいてＲＴＳＡのタイミングをトリガ又は同期させてもよい。例として、パルス繰り返しレートは、再同調用の決定要素である一方、パルス幅を時間間隔制御に用いてもよいが、実施例はこれらのアプリケーションに限定されない。さらに、１０８で実行したＲＴＳＡ同調（即ち、「捕捉制御」）を、パルス幅（例えば、初期の信号分析から求めたパルス幅の見積り）に基づく時間の間、維持してもよい。ＲＴＳＡが特定の位置に同調されている間、実際に、このシステムが同調周波数帯域に対応する信号成分を受信することを、ＲＴＳＡ同調の捕捉制御に基づくパルス幅によって確実にする。換言すれば、生じるその帯域に対応するスペクトル事象の充分に長い時間間隔の間にわたって所定帯域の同調を維持することが、パルス幅に基づく捕捉制御により確実になる。また、典型的にはパルス幅制御を実施するので、スペクトル事象が生じるのに必要な期間よりも短い間にわたって同調を維持して、所望スペクトルの発生に必要な時間を最小にする。
【００２５】
よって、所望スペクトルを一緒にステッチする連続同調は、（ａ）捕捉帯域幅を選択すること、（ｂ）ＲＴＳＡが所望位置に同調された時間を選択すること、及び／又は（ｃ）例えば、ステッチからステッチまでの増加、減少、単なる増加又は減少ではなく、ランダム又はある制御されたスキームにより同調が生じる順序又はシーケンスを選択することを含む。
【００２６】
１１０で得たパワー・データは、（１）その期間中の帯域でのピーク・パワー・レベルを得ること、（２）その帯域での最小パワー・レベルを得ること、（３）その帯域での平均パワーを得ることの１つ以上を含んでもよい。
【００２７】
１１２に示すように、パワー・レベル・データを求めて、表示されたスペクトルを更新してもよい。更に又はその代わりに、総てのパワー・レベルを求めた後に、１１４に示すように、関心のあるスペクトルの総ての取込みパワー・データを組合せて、関心のあるスペクトルを互いにステッチしてもよい。
【００２８】
図４を参照して説明した補足機能を更に述べる。ＲＴＳＡ同調の同期は、分析信号について更に情報を得る時間に対してダイナミックに適合してもよい。例えば、パルス幅の大雑把な見積りを用いて、パルス幅に基づく時間間隔制御を初めに実行してもよい。その信号に関して更に情報を得るので、より正確な見積りが得られて、ＲＴＳＡ同調同期に調整できる（例えば、更新した見積りを用いることにより）。さらに、同調は、初めは完全にトリガされずに、予め設定された再同調レートにて関心のあるスペクトルを単に循環してもよい。このモードの期間中、信号に関するいくつかの情報が得られる。あるポイントでは、充分な情報が得られて、パルス幅、パルス繰り返しレート、パルス・オフ／オン時間／衝撃係数などを見積もることができ、このポイントにて、見積りを用いてＲＴＳＡ同調のタイミングを制御できる。
【００２９】
本実施例及び方法の実現を特に示し説明したが、本発明の要旨及び範囲を逸脱することなく、多くの変更が可能なことが当業者には理解できよう。この説明は、ここで述べた要素の総ての新規で自明でない組合せを含むことが理解でき、請求項は、これら要素の新規且つ自明でない組合せに対するこの又はその後のアプリケーションにも適用できる。請求項では、「１つ」又は「第１」要素又はこれらと均等なものを引用しているが、かかる請求項が１つ又はそれ以上の要素の結合を含み、２つ以上のかかる要素を必要としない又は排除するものでないことを理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、掃引型スペクトラム・アナライザを表す図である。
【図２】図２は、実時間スペクトラム・アナライザ（ＲＴＳＡ）を表す図である。
【図３】図３は、改善された広帯域幅ＲＴＳＡ分析を容易にするため、図２のアナライザに関連して実現できるゼロ・スパンＦＰＧＡコンポーネントを示す図である。
【図４】図４は、ＲＴＳＡ装置を用いて広帯域幅スペクトル分析を行う方法の一例を示す。
【図１】
2009515197.tif 000003
【図２】
2009515197.tif 000004
【図３】
2009515197.tif 000005
【図４】
2009515197.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月2日(2009.2.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関心のある周波数スペクトル内の信号のスペクトル信号分析を行う方法であって、
実時間スペクトラム・アナライザ（ＲＴＳＡ）取込み用の周波数ウィンドウであって、上記関心のある周波数スペクトルよりも帯域幅が狭い周波数ウィンドウを選択し、
上記関心のある周波数スペクトル内で上記ＲＴＳＡを複数の異なる周波数に、上記信号の特性に基づいた制御により連続的に同調させ、
上記信号を受け、上記複数の異なる周波数の各々に対して、上記周波数の中心の帯域における信号のパワー・データを取込み、帯域幅を上記周波数ウィンドウの帯域幅に等しくさせ、
上記ＲＴＳＡの上記連続的同調の期間中に取り込まれた上記パワー・データから上記関心のある周波数スペクトルの表現を構成する方法。
【請求項２】
信号を受信するように構成された同調可能な受信器と、
該同調可能な受信器に機能的に結合されたアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）と、
該ＡＤＣから受信された時間領域デジタル信号を事前捕捉の実時間処理を行うように構成され、上記同調可能な受信器の動作により選択された周波数帯域を通じて上記実時間処理を実行するデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）と、
上記同調可能な受信器及び上記ＤＳＰと機能的に結合された制御器及びメモリとを具え、
上記制御器及びメモリは、
上記同調可能な受信器が、関心のある周波数スペクトル内の複数の異なる帯域の各々に連続的に同調され、上記帯域の各々が上記関心のある周波数スペクトルよりも狭い帯域幅を有し、
上記ＤＳＰが上記複数の異なる帯域に対して、上記メモリに蓄積されるべき受信デジタル信号の上記各帯域内の時間領域サンプルを発生し、
上記複数の異なる帯域の各々に対して、相対的時間領域サンプル用のパワー・レベルを得るように構成され、
上記制御器は、上記複数の異なる帯域の各々に対して得た上記パワー・レベルから、上記関心のある周波数スペクトル用の上記受信デジタル信号の周波数トレースを描くように構成されている電子測定器。
【請求項３】
ＲＦ信号のスペクトル分析を行う方法であって、
上記ＲＦ信号の期待されるスペクトル分布内で、かかるスペクトル分布よりも帯域幅が狭い周波数の第１範囲に実時間スペクトラム・アナライザ（ＲＴＳＡ）を同調し、
上記ＲＦ信号の特性に基づいて制御された時間間隔の間、上記ＲＴＳＡが上記周波数の第１範囲に同調されるように維持し、
上記時間間隔の間、上記周波数第１範囲内の上記ＲＦ信号のパワー・データを得るように上記ＲＴＳＡを動作させ、
上記時間間隔の終わりにて、上記期待されるスペクトル分布内で且つこのスペクトル分布よりも帯域幅が狭い周波数第２範囲で上記ＲＴＳＡを再同調し、この再同調を実行して上記周波数の第２範囲内の上記ＲＦ信号用のパワー・データを求める方法。
【請求項４】
関心のある周波数スペクトルのＲＦ信号にスペクトル分析を行う方法であって、
実時間スペクトラム・アナライザ（ＲＴＳＡ）を用いて、上記関心のある周波数スペクトル内の異なる周波数位置にて複数のゼロ・スパン・パワー・レベルの測定を行い、
上記ゼロ・スパン・パワー・レベルの測定の各々に対して、
（ａ）上記ＲＴＳＡを上記周波数位置に同調すると共に、上記関心のある周波数スペクトルよりも狭いＲＴＳＡ捕捉帯域幅を用い、
（ｂ）ある時間間隔の間、上記同調された周波数位置に上記ＲＴＳＡの同調を維持し、
（ｃ）上記時間間隔の期間中に上記周波数位置のパワー・レベルを測定して、該パワー・レベルを蓄積する
ことを連続して実行し、
上記関心のある周波数スペクトル内の上記異なる周波数位置用に測定したパワー・レベルから、上記関心のある周波数スペクトルの周波数領域トレースを構成する方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【関連出願のクロスリファレンス】
【０００１】
本出願は、総ての目的に対して参照される全内容がここに組み込まれ、２００５年１１月４日に出願された米国仮出願番号６０／７３３，５２１号の利益を主張する。
【背景】
【０００２】
ＲＦ信号の周波数分析を行うために、スペクトラム・アナライザは長期にわたって使用されてきた。種々の形式のスペクトラム・アナライザが存在し、最新の種類の１つは、実時間スペクトラム・アナライザ（ＲＴＳＡ）である。最新のＲＴＳＡ装置は、ＲＦ信号を周波数領域で略瞬間的に変化させるためにパワー計算を増強している。掃引型スペクトラム・アナライザと対照的に、周波数の比較的広い範囲をモニタできると共に、同時に更新できる。なお、掃引型スペクトラム・アナライザは、任意所定の瞬間にて比較的狭い帯域幅に単にわたる周波数領域情報をモニタする。
【０００３】
スペクトル事象を実時間での観察を可能にすることにより、ＲＴＳＡ装置は、最新のＲＦ環境において非常に有用である。なお、最新のＲＦ環境では、益々複雑となり、従来の掃引型スペクトラム・アナライザでは分析できない過渡特性が含まれるようになってきている。しかし、現在のＲＴＳＡ装置では、帯域幅制限がある。よって、関心のあるスペクトルの帯域幅が増加すると、ＲＴＳＡの能力は、実時間スペクトル表現を低下させる。
【０００４】
本発明の概念は、次のようなものである。
（１）関心のある周波数スペクトル内の信号のスペクトル信号分析を行う方法であって；実時間スペクトラム・アナライザ（ＲＴＳＡ）取込み用の周波数ウィンドウであって、上記関心のある周波数スペクトルよりも帯域幅が狭い周波数ウィンドウを選択し；上記関心のある周波数スペクトル内で上記ＲＴＳＡを複数の異なる周波数に、上記信号の特性に基づいた制御により連続的に同調させ；上記信号を受け、上記複数の異なる周波数の各々に対して、上記周波数の中心の帯域における信号のパワー・データを取込み、帯域幅を上記周波数ウィンドウの帯域幅に等しくさせ；上記ＲＴＳＡの上記連続的同調の期間中に取り込まれた上記パワー・データから上記関心のある周波数スペクトルの表現を構成する方法。
（２）上記特性は、パルス幅、パルス繰り返しレート及びパルス・オフ／オン時間／衝撃係数の少なくとも１つであり、上記方法は、上記信号の見積ったパルス幅、パルス繰り返しレート及びパルス・オフ／オン時間／衝撃係数に基づいた上記ＲＴＳＡの上記繰り返し同調のタイミングを合わせる概念１の方法。
（３）上記信号の見積ったパルス幅、パルス繰り返しレート及びパルス・オフ／オン時間／衝撃係数の少なくとも１つに基づいて上記ＲＴＳＡの上記繰り返し同調のタイミング合わせは、初期パルス幅見積りと、略得た厳密なパルス幅、パルス繰り返しレート及びパルス・オフ／オン時間／衝撃係数の見積りを用いることを含む概念２の方法。
（４）上記周波数ウィンドウ及び上記複数の異なる周波数を選択して、上記関心のある全体の周波数スペクトルを実質的にスパンする概念１の方法。
（５）上記繰り返し同調は、上記信号の特性の初期の見積りに基づいて初めにタイミングを合わせされ、次に、上記信号の特性の更新された見積りに基づいてタイミング合わせされる概念１の方法。
（６）上記関心のある周波数スペクトルの表現を表示器に表示するステップを更に具えた概念１の方法。
（７）パワー・データの取込みは、上記帯域用のピーク・パワー・レベルの取り込みを含む概念１の方法。
（８）パワー・データの取込みは、上記帯域用の平均パワー・レベルの取り込みを含む概念１の方法。
（９）パワー・データの取込みは、上記帯域用の最小パワー・レベルの取り込みを含む概念１の方法。
（１０）信号を受信するように構成された同調可能な受信器と；該同調可能な受信器に機能的に結合されたアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）と；該ＡＤＣから受信された時間領域デジタル信号を事前捕捉の実時間処理を行うように構成され、上記同調可能な受信器の動作により選択された周波数帯域を通じて上記実時間処理を実行するデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）と；上記同調可能な受信器及び上記ＤＳＰと機能的に結合された制御器及びメモリとを具え；上記制御器及びメモリは；上記同調可能な受信器が、関心のある周波数スペクトル内の複数の異なる帯域の各々に連続的に同調され、上記帯域の各々が上記関心のある周波数スペクトルよりも狭い帯域幅を有し；上記ＤＳＰが上記複数の異なる帯域に対して、上記メモリに蓄積されるべき受信デジタル信号の上記各帯域内の時間領域サンプルを発生し；上記複数の異なる帯域の各々に対して、相対的時間領域サンプル用のパワー・レベルを得るように構成され；上記制御器は、上記複数の異なる帯域の各々に対して得た上記パワー・レベルから、上記関心のある周波数スペクトル用の上記受信デジタル信号の周波数トレースを描くように構成されている電子測定器。
（１１）上記制御器は、上記受信デジタル信号の特性に基づいて上記同調可能な受信器の上記連続的同調を制御するように構成されている概念１０の電子測定器。
（１２）上記特性は、上記受信デジタル信号のパルス幅、パルス繰り返しレート、及びパルス・オフ／オン時間／衝撃係数の少なくとも１つである概念１１の電子測定器。
（１３）上記受信デジタル信号の上記パルス幅、パルス繰り返しレート、又はパルス・オフ／オン時間／衝撃係数に基づいて決まる時間間隔に対する複数の異なる帯域の各々への上記同調を、上記同調可能な受信器が維持するように上記制御器を構成した概念１２の電子測定器。
（１４）ＲＦ信号のスペクトル分析を行う方法であって；上記ＲＦ信号の期待されるスペクトル分布内で、かかるスペクトル分布よりも帯域幅が狭い周波数の第１範囲に実時間スペクトラム・アナライザ（ＲＴＳＡ）を同調し；上記ＲＦ信号の特性に基づいて制御された時間間隔の間、上記ＲＴＳＡが上記周波数の第１範囲に同調されるように維持し；上記時間間隔の間、上記周波数第１範囲内の上記ＲＦ信号のパワー・データを得るように上記ＲＴＳＡを動作させ；上記時間間隔の終わりにて、上記期待されるスペクトル分布内で且つこのスペクトル分布よりも帯域幅が狭い周波数第２範囲で上記ＲＴＳＡを再同調し、この再同調を実行して上記周波数の第２範囲内の上記ＲＦ信号用のパワー・データを求める方法。
（１５）上記周波数の第１範囲及び第２範囲のパワー・データを求めることは、上記周波数範囲の各々にて最小パワー・レベルを求めることを含む概念１４の方法。
（１６）上記周波数の第１範囲及び第２範囲のパワー・データを求めることは、上記周波数範囲の各々にてピーク・パワー・レベルを求めることを含む概念１４の方法。
（１７）上記周波数の第１範囲及び第２範囲のパワー・データを求めることは、上記周波数範囲の各々にて平均パワー・レベルを求めることを含む概念１４の方法。
（１８）更に、上記ＲＴＳＡを上記期待されるスペクトル分布内の複数の追加周波数範囲に連続的に再同調し、かかる追加周波数範囲のパワー・データを得る概念１４の方法。
（１９）更に、上記ＲＦ信号のスペクトル表現を発生して、上記周波数用に得た上記パワー・データを組み合わせる概念１８の方法。
（２０）上記ＲＴＳＡの上記連続再同調は、上記ＲＦ信号のパルス幅、パルス繰り返しレート及びパルス・オフ／オン時間／衝撃係数に基づいて同期する概念１８の方法。
（２１）関心のある周波数スペクトルのＲＦ信号にスペクトル分析を行う方法であって；実時間スペクトラム・アナライザ（ＲＴＳＡ）を用いて、上記関心のある周波数スペクトル内の異なる周波数位置にて複数のゼロ・スパン・パワー・レベルの測定を行い；上記ゼロ・スパン・パワー・レベルの測定の各々に対して；（ａ）上記ＲＴＳＡを上記周波数位置に同調すると共に、上記関心のある周波数スペクトルよりも狭いＲＴＳＡ捕捉帯域幅を用い；（ｂ）ある時間間隔の間、上記同調された周波数位置に上記ＲＴＳＡの同調を維持し；（ｃ）上記時間間隔の期間中に上記周波数位置のパワー・レベルを測定して、該パワー・レベルを蓄積する；ことを連続して実行し；上記関心のある周波数スペクトル内の上記異なる周波数位置用に測定したパワー・レベルから、上記関心のある周波数スペクトルの周波数領域トレースを構成する方法。
（２２）上記異なる周波数位置の各々に対して、更に、同調を開始するタイミングを制御し、上記同調を位置する期間を制御し、両方の場合に、上記制御が、上記ＲＦ信号のパルス幅、パルス繰り返しレート及びパルス・オフ／オン時間／衝撃係数に基づく概念２１の方法。
（２３）両方の場合に、上記ＲＦ信号から発生したトリガと独立して、上記制御を実行する概念２２の方法。
（２４）上記制御は、上記周波数領域トレースの更新レートを増加させる概念２２の方法。
【詳細な説明】
【０００５】
図１は、掃引型スペクトラム・アナライザ１０を図として示す。アナライザ１０のフロント・エンド１２は、被分析信号を受信する入力１４を含む。このアナライザのフロント・エンドは、ミキサ２２に供給される出力を有する調整可能な掃引発生器１６も含んでおり、ミキサ２２は、被分析入力信号を受ける。ミキサ２２の周波数、ＩＦフィルタ／ＲＢＷブロック２４によりろ波される。ミキサ２２及びフィルタ２４は、ＲＦのダウン・コンバージョンを行い、その結果の信号は、（例えば、増幅器３０により）増幅され、（例えば３２により）包絡線検波され、ビデオＢＷ３４にてビデオろ波される。その結果の信号は、表示器３６に、典型的には、表示のｙ軸に表示される。すなわち、ＲＦフロント・エンドは、関心のある周波数範囲にわたって掃引される。この回路は、掃引における各周波数にてＲＦパワーをろ波し、検波し、表示する。
【０００６】
典型的には、アナライザは、非常に広い周波数帯域にわたってＲＦＰＡＬを測定できる連続的な周波数掃引を提供するように構成される。優れた周波数適用範囲の他に、アナライザ１０の典型的な実施例は、高いダイナミック・レンジと、良好な局部発振器位相ノイズ性能を有する。
【０００７】
しかし、掃引型スペクトラム・アナライザは、総てのアプリケーションにとって理想的ではない。アナライザのフロント・エンドにおける周波数前置選択器とＩＦフィルタ／分解能帯域幅とは、狭帯域であるので、アナライザは、任意所定時点でデータの非常に小さな帯域幅のみを表す。掃引型スペクトラム・アナライザは、ＲＦ信号周波数成分の実時間測定を提供できない。すなわち、たとえ観察したスイッチが非常に広いとしても、特定時点にて、掃引がその時点に位置する周波数のみを測定できる。複数の掃引の間の分析されない無効な期間が、特に、バースト、周波数ホッピングなどの過渡現象を示す信号に対して問題となる。
【０００８】
図２は、ここでは実時間スペクトラム・アナライザ（ＲＴＳＡ）と関連したスペクトル分析を行う異なる形式の装置を図的に示す。アナライザ１０と同様に、図示のアナライザ（概略的に４０で示す）は、入力ＲＦ信号の周波数又は周波数範囲を分析するために、ミキサ４２及びフィルタ４４を有するフロント・エンドＲＦダウン・コンバータ４１を有し、入力ＲＦ信号を受け、（４６により）同調可能である。フロント・エンド・ダウン・コンバータ４１は、測定機器の周波数範囲（例えば、８ＧＨｚ）の任意の信号をＩＦ信号にダウン・コンバージョンするように構成されている。従来のアナライザと対比すると、ＲＴＳＡ４０のフロント・エンドは、ステップ状に同調され、ＲＴＳＡのＩＦ帯域幅は、一般的には従来のＳＡよりも広い。すなわち、関心のあるスペクトルにわたり掃引する代わりに、周波数範囲をカバーするように、アナライザのフロント・エンドが個別に同調される。すなわち、掃引型スペクトラム・アナライザは、比較的狭い帯域幅に同調されるが、関心のあるスペクトルにわたって掃引される。一方、ＲＴＳＡは、掃引することなく、関心のあるスペクトルをカバーするように同調されるフロント・エンドを有する。
【０００９】
よって、ＲＴＳＡは、掃引型スペクトラム・アナライザ１０よりも非常に広い捕捉帯域幅を有する。ＲＴＳＡにおいて、高速アナログ・デジタル変換器５０を用いて、ＲＴＳＡの全捕捉帯域幅にわたって、ＩＦ信号（即ち、ダウン・コンバータの下流）をサンプリングし、デジタル化する。これは、ＡＤＣから出力するＲＦ信号のつなぎ目のない時間領域表現を発生する。捕捉の前に、ＤＳＰ５２は、サンプル・レート変換や、時間領域での平坦さ及び位相補正の如き実時間処理を実行する。ＲＴＳＡアーキテクチャにより、ＲＦ信号をデジタル化し、時間的に隣接したサンプルをメモリに蓄積することにより、時間的なギャップがなくつなぎ目なく入力信号を捕捉できる。後述の如く、装置で可能な最大値よりも低いレベルにて、ＲＴＳＡの捕捉帯域幅を設定することがしばしば望ましい。また、実時間捕捉及びフロント・エンド処理により、時間領域、周波数領域及び変調領域にて同時にＲＦ信号を分析できる。また、ＲＴＳＡは、メモリ５４及び表示器５６を典型的には含んでいる。ゼロ・スパンＦＰＧＡ６０を設けてもよく、これは、ろ波された時間領域表現の発生と、実時間での信号パワー計算とを容易にするように構成されている。
【００１０】
実時間でのスペクトル・データの処理能力と、一連の比較的狭帯域の時間領域のパワー測定を用いた広帯域分析の実行能力とにより、種々の設定において利点を有するように図２のＲＴＳＡを用いることができる。ＲＴＳＡを用いて、非常に広い周波数領域分布を分析できる。いくつかの場合において、周波数領域分布は、ＲＴＳＡの最大捕捉帯域幅よりも広くなるだろう。例えば、狭いパルス幅のあるパルス状ＲＦ信号は、広い周波数領域の分布を生じることができる。
【００１１】
例えば、ＲＴＳＡ装置の最大捕捉帯域幅を１１０ＭＨｚと仮定する一方、関心のある周波数範囲を５００ＭＨｚの広さとする。かかる場合、ＲＴＳＡは、実時間にて、一度に全範囲を捕捉できない。
【００１２】
よって、全スペクトルに対する周波数領域表現を捕捉するために、求めるべき所望スペクトルの複数の異なる部分にＲＴＳＡ４０を同調することが望ましい。つぎに、複数の異なる周波数における信号パワー情報を組合せて、関心のある比較的広いスペクトルに対する周波数領域トレースを形成する。この方法において、ＲＴＳＡは、掃引型スペクトラム・アナライザと同様な方法で動作する。特に、スペクトルの異なる位置にアナライザを同調して、スペクトルの対応位置に対する周波数情報（例えば、信号パワー・レベル）を得る。
【００１３】
１つのアプローチは、関心のある周波数範囲にわたって段階的にＲＴＳＡを連続的に同調させることを含む。各同調した位置にて、ＲＴＳＡは、周波数帯域でのピーク・パワー・レベルの如き、その位置でのパワー情報を得る。しかし、広い周波数範囲にわたるスペクトル成分を含む過渡信号の正確なスペクトルを発生するために、関心のある信号特性（例えば、ＲＦパルス）が存在するとき、所望スパン（ステッチ）のキャッシュ部分を捕捉しなければならない。
【００１４】
信号特性が存在する時を参照しないで段階的な同調方法を用いる結果、遅いスペクトル取込みとなる。取り込むべき全スペクトルに介して迅速にＲＴＳＡがステップすると、任意の所定同調において、同調帯域幅における成分を含むＲＦ信号の部分が発生しないことが可能である。いくつかの場合、所定帯域に対して、分析する信号の対応する帯域内周波数成分とＲＴＳＡタイミングが一致する前に、ＲＴＳＡは、関心のあるいくつかの時点の全スペクトルを介して循環しなければならない。
【００１５】
他のアプローチは、ＲＴＳＡのタイミングを被分析信号に同期させようとする外部トリガの使用を含んでいる。典型的には、被分析信号を用いて外部トリガを発生させるが、信号源にアクセスする必要がある。代わりに、外部トリガを発生するか、受信信号の分析に基づいて推論するが、このアプローチは、追加的なハードウェアが必要であり複雑となる。しかし、用いると、全スペクトルにわたってパワー情報を得るために必要な時間を最短とするために、外部トリガを用いて、ＲＴＳＡを知的に同調させてもよい。外部トリガが可能であり実行できるならば、それは、以前の非同期例に対する改善となる。この改善は時間短縮の結果であり、その帯域内で生じる周波数成分の関係パワー情報を得るために、所定帯域にＲＴＳＡを同調させなければならない。
【００１６】
外部トリガの代わりに、スペクトラム・アナライザが内部トリガを発生してもよい。例えば、周波数マスク・トリガ又はパワー・トリガの如き既存の内部トリガを用いて、これを達成してもよい。いくつかの場合、これは、複数の可変周波数マスク又はパワー・トリガ・レベル（スペクトルの各ステッチ・セグメントに対するだけの数）を必要とする。さらに、信号特性に応じて、スパン内のいくつかの周波数は、トリガされる信号パワーを実際に含まないかもしれない。多くの設定において、この方法は、典型的なＲＴＳＡ構成におけるたった１つのＲＦ信号経路の存在により大幅に制限される。
【００１７】
図３及び図４を参照すると、ＲＴＳＡ装置を用いる別のアプローチを示している。上述の装置の実施例に関連して、典型的な方法を主に説明する。しかし、これら方法を異なる装置及び／又はこれら装置の組合せと共に用いることが明らかである。
【００１８】
これら方法を種々の異なる設定に用いてもよいが、これらは、過渡信号のスペクトル表示を展開させる際に特に有用であることが証明されており、ここでは、関心のある周波数範囲は、ＲＴＳＡが用いる捕捉帯域幅を超えている。これは、ＲＴＳＡ装置の最大捕捉帯域幅能力よりも広い帯域幅の関心スペクトルの結果として生じる。例えば、いくつかのＲＴＳＡは、１１０ＭＨｚの最大捕捉帯域幅を有する。したがって、ここで説明した方法例を、５００ＭＨｚスペクトル分布の信号を分析する装置と共に用いることができる。かかる状況において、ＲＴＳＡ装置をゼロ・スパン・モードにて用い、被試験信号のパルス繰り返しレート又はある他の特性に基づいてイントラ・スペクトル同調及び再同調を同期させてもよい。さらに、いくつかの場合には、ＲＴＳＡの捕捉帯域幅を装置の最大捕捉能力未満に意図的に設定することは、有利である。つぎに、捕捉帯域幅が所望スペクトル分布よりも狭い範囲までは、この方法を有利に用いて、高い分解能でスペクトルを分析する。
【００１９】
上述の方法でＲＴＳＡを用いるために、ゼロ・スパンＦＰＧＡ６０を用いてもよい。図３の例において、ＤＳＰ５２からの出力を受け、ＲＴＳＡ装置が同調された周波数帯域における検出パワー・レベルに基づいてトレース・ポイントを発生する。ゼロ・スパン能力及びパワー検出機能を以下に詳述する。
【００２０】
図４を参照する。１０２にて、この方法は、先ず、関心のあるスペクトル事象を検出する、又はこの事象でトリガすることを含む。ＲＴＳＡ装置内で実施されている周波数依存マスクにより、かかる検出を付勢してもよい。関心のある事象が生じると、この方法は、１０４に示すように、捕捉制御ルーチンに入ることを含む。しかし、多くのアプリケーションではトリガ・ステップを省略できることが理解できよう。実際、後述の如く、上述の方法の１つの利点は、トリガ又は任意の特定スペクトル事象に独立した広帯域分析を効率的に実行できることを利用できることである。
【００２１】
捕捉制御期間中、１０６に示すように、取込みウィンドウを選択する。また、取込みウィンドウは、周波数ウィンドウ又は捕捉帯域幅ともいう。上述の如く、いくつかの場合には、これは、単に、ＲＴＳＡ装置の最大捕捉帯域幅である一方、他の場合には、所望分解能又は他の考察により示されるように、より狭い周波数ウィンドウを用いてもよい。
【００２２】
１０８にて、ＲＴＳＡ装置を次に関心のあるスペクトル内の位置に同調する。典型的には、各同調がある時間間隔で維持される。さらに詳細に後述するように、パルス幅などの試験信号の特性に基づいて、この間隔（例えば、特定の周波数ポイントに対してパワー測定を行う期間）を制御してもよい。捕捉制御期間中（即ち、関心のあるスペクトル内の異なる周波数位置への同調、及び各同調が維持される時間間隔）、各同調された位置に対するパワー・データを得て（１１０）、その結果の捕捉データを用いて、関心のあるスペクトルの表示を更新させてもよい（１１２）。
【００２３】
図に示すように、捕捉は、典型的には、関心のあるスペクトルの異なる位置（帯域）へのＲＴＳＡ装置の複数の連続した同調を含んでいる。副スペクトル帯域用の同調を選択し、順序づけ、及び／又は任意所望の同調スキームとなるまでの時間を計ってもよい。例えば、同じ時間量だけ各同調位置を維持して、関心のあるスペクトルにわたってＲＴＳＡをステップ状に連続的に同調してもよい。代わりに、分解能及び／又は帯域は位置に従属しているので、いくつかの周波数にて、その結果のスペクトルの分解能は、他の位置よりも高いか又は低い。このタイミングは、スペクトルの位置に応じて変化するかもしれない。更に、低から広周波数帯域又はその逆のステップの代わりに、ステッチ処理の総てのパワー・レベル・トレースを取り込むために、関心のあるスペクトルのまわりで同調がジャンプするかもしれない。
【００２４】
典型的には、タイミング、分解能及び／又は他のパラメータを選択して、所望のスペクトルを効率よく発生する。実際に、１トレース更新につきたった１回のスパンにおける各位置にＲＴＳＡを同調させることによりスペクトルを発生させるか、又は、そうでなければ、関心のあるスイッチｐを発生するのに必要な時間を短縮する戦略を用いることは、しばしば望ましい。
【００２５】
いくつかの設定において、入力信号の特性に基づいてＲＴＳＡ同調のタイミングを設定することにより、  効果的なスペクトル発生を行える。例えば、被分析のパルス状ＲＦ信号のパルス幅、パルス繰り返しレート、パルス・オフ／オン時間／衝撃係数に基づいてＲＴＳＡのタイミングをトリガ又は同期させてもよい。例として、パルス繰り返しレートは、再同調用の決定要素である一方、パルス幅を時間間隔制御に用いてもよいが、実施例はこれらのアプリケーションに限定されない。さらに、１０８で実行したＲＴＳＡ同調（即ち、「捕捉制御」）を、パルス幅（例えば、初期の信号分析から求めたパルス幅の見積り）に基づく時間の間、維持してもよい。ＲＴＳＡが特定の位置に同調されている間、実際に、このシステムが同調周波数帯域に対応する信号成分を受信することを、ＲＴＳＡ同調の捕捉制御に基づくパルス幅によって確実にする。換言すれば、生じるその帯域に対応するスペクトル事象の充分に長い時間間隔の間にわたって所定帯域の同調を維持することが、パルス幅に基づく捕捉制御により確実になる。また、典型的にはパルス幅制御を実施するので、スペクトル事象が生じるのに必要な期間よりも短い間にわたって同調を維持して、所望スペクトルの発生に必要な時間を最小にする。
【００２６】
よって、所望スペクトルを一緒にステッチする連続同調は、（ａ）捕捉帯域幅を選択すること、（ｂ）ＲＴＳＡが所望位置に同調された時間を選択すること、及び／又は（ｃ）例えば、ステッチからステッチまでの増加、減少、単なる増加又は減少ではなく、ランダム又はある制御されたスキームにより同調が生じる順序又はシーケンスを選択することを含む。
【００２７】
１１０で得たパワー・データは、（１）その期間中の帯域でのピーク・パワー・レベルを得ること、（２）その帯域での最小パワー・レベルを得ること、（３）その帯域での平均パワーを得ることの１つ以上を含んでもよい。
【００２８】
１１２に示すように、パワー・レベル・データを求めて、表示されたスペクトルを更新してもよい。更に又はその代わりに、総てのパワー・レベルを求めた後に、１１４に示すように、関心のあるスペクトルの総ての取込みパワー・データを組合せて、関心のあるスペクトルを互いにステッチしてもよい。
【００２９】
図４を参照して説明した補足機能を更に述べる。ＲＴＳＡ同調の同期は、分析信号について更に情報を得る時間に対してダイナミックに適合してもよい。例えば、パルス幅の大雑把な見積りを用いて、パルス幅に基づく時間間隔制御を初めに実行してもよい。その信号に関して更に情報を得るので、より正確な見積りが得られて、ＲＴＳＡ同調同期に調整できる（例えば、更新した見積りを用いることにより）。さらに、同調は、初めは完全にトリガされずに、予め設定された再同調レートにて関心のあるスペクトルを単に循環してもよい。このモードの期間中、信号に関するいくつかの情報が得られる。あるポイントでは、充分な情報が得られて、パルス幅、パルス繰り返しレート、パルス・オフ／オン時間／衝撃係数などを見積もることができ、このポイントにて、見積りを用いてＲＴＳＡ同調のタイミングを制御できる。
【００３０】
本実施例及び方法の実現を特に示し説明したが、本発明の要旨及び範囲を逸脱することなく、多くの変更が可能なことが当業者には理解できよう。この説明は、ここで述べた要素の総ての新規で自明でない組合せを含むことが理解でき、請求項は、これら要素の新規且つ自明でない組合せに対するこの又はその後のアプリケーションにも適用できる。請求項では、「１つ」又は「第１」要素又はこれらと均等なものを引用しているが、かかる請求項が１つ又はそれ以上の要素の結合を含み、２つ以上のかかる要素を必要としない又は排除するものでないことを理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、掃引型スペクトラム・アナライザを表す図である。
【図２】図２は、実時間スペクトラム・アナライザ（ＲＴＳＡ）を表す図である。
【図３】図３は、改善された広帯域幅ＲＴＳＡ分析を容易にするため、図２のアナライザに関連して実現できるゼロ・スパンＦＰＧＡコンポーネントを示す図である。
【図４】図４は、ＲＴＳＡ装置を用いて広帯域幅スペクトル分析を行う方法の一例を示す。
【国際調査報告】
2009515197.tif 000007