(57)【要約】【課題】電波発射源から発射される電波の実効輻射電力を検知できる電波監視装置を提供すること。【解決手段】電波発射源Ｔから発射された電波を受信する電波受信部１１と、この電波受信部１１で受信した受信信号をデジタル化して受信データに変換する変換部１２Ｒ、１２１〜１２Ｎと、この変換部１２Ｒ、１２１〜１２Ｎで変換した受信データを処理して電波発射源Ｔの距離を求め、この求めた距離情報を用いて得られた電波減衰量および受信信号の受信電力、電波受信部１１のアンテナ利得をもとに、電波発射源Ｔの実効輻射電力を求める信号処理部１５とを具備している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波発射源から発射された電波を受信する電波受信手段と、この電波受信手段で受信した受信信号をデジタル化して受信データに変換する変換手段と、この変換手段で変換した前記受信データを処理し、前記電波発射源の距離を求める距離測定手段と、この距離測定手段で求めた距離情報をもとにその距離による電波減衰量を求める電波減衰量算出手段と、この電波減衰量算出手段で求めた前記電波減衰量および前記受信信号の受信電力、前記電波受信手段のアンテナ利得をもとに、前記電波発射源の実効輻射電力を求める実効輻射電力算出手段とを具備したことを特徴とする電波監視装置。
【請求項２】
電波減衰量をＬspan、受信電力をＰr、アンテナ利得をＧra、実効輻射電力をＰtとした場合、実効輻射電力を、Ｐt＝Ｐr−Ｇra＋Ｌspanで求める請求項１記載の電波監視装置。
【請求項３】
距離測定手段が、変換手段で変換された受信データを用い、フレネル近似を用いた電波ホログラフィ法によって電波発射源の距離を求める請求項１記載の電波監視装置。
【請求項４】
電波受信手段がアレイアンテナとこのアレイアンテナの近傍に配置する基準アンテナとを有し、距離測定手段が、変換手段で変換した受信データのうち、前記基準アンテナの受信信号に基づく受信データをフーリエ変換して、その複素共役を求める第１演算手段と、前記変換手段で変換した受信データのうち、前記アレイアンテナの各素子による受信信号に基づく受信データをフーリエ変換する第２演算手段と、前記第１演算手段の演算結果と前記第２演算手段の演算結果とを、電波発射源から発射される電波の周波数範囲で掛け合わせて足しこむ第３演算手段と、この第３演算手段の演算結果をフレネル近似して、前記電波発射源のホログラフィ再生像を求める第４演算手段と、この第４演算手段で求めたホログラフィ再生像が最大となる座標を、前記電波発射源の位置として検出する第５演算手段とを有する請求項１記載の電波監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電波発射源から発射された電波を監視する電波監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電波監視装置は違法な電波などを監視する装置で、たとえば電波発射源から発射された電波の到来方向や中心周波数、帯域幅、スプリアス強度などを検出している。また、その検出結果を表示器の画面上などに表示している。
【０００３】
従来の電波監視装置は、電波の到来方向を検知する場合、たとえば電波発射源から発射された電波を複数のアンテナで受信し、その受信した信号を処理し、電波の到来方向を検知し推定している（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−２０９３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電波監視装置は、電波の到来方向および電波の質、たとえば中心周波数や帯域幅、スプリアス強度などを検知している。しかし、電波発射源の実効輻射電力を測定できないため、電波発射源から発射される電波の出力が違法であるかどうかを監視できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記した欠点を解決し、電波発射源から発射される電波の実効輻射電力を測定できる電波監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電波監視装置は、電波発射源から発射された電波を受信する電波受信手段と、この電波受信手段で受信した受信信号をデジタル化して受信データに変換する変換手段と、この変換手段で変換した前記受信データを処理し、前記電波発射源の距離を求める距離測定手段と、この距離測定手段で求めた距離情報をもとにその距離による電波減衰量を求める電波減衰量算出手段と、この電波減衰量算出手段で求めた前記電波減衰量および前記受信信号の受信電力、前記電波受信手段のアンテナ利得をもとに、前記電波発射源の実効輻射電力を求める実効輻射電力算出手段とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電波監視に必要な情報、たとえば電波発射源から発射される電波の実効輻射電力を測定できる電波監視装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施形態について図１の回路構成図を参照して説明する。
【０００９】
電波発射源Ｔから発射された電波を受信する電波受信部１１は、基準アンテナ１１ａとアレーアンテナ１１ｂとで構成されている。基準アンテナ１１ａはたとえば１個の基準用アンテナ素子１１Ｒから形成され、アレーアンテナ１１ｂは、たとえば複数のＮ個のアレー用アンテナ素子１１１〜１１Ｎから形成されている。基準アンテナ１１ａとアレーアンテナ１１ｂは近傍に配置され、Ｎ個のアレ用ーアンテナ素子１１１〜１１Ｎは、たとえばある間隔で直線上に設けるアレー配列、あるいは、縦方向および横方向にそれぞれある間隔で設ける２次元配列に配置される。
【００１０】
図１では、基準アンテナ１１ａとアレーアンテナ１１ｂを別に設けている。しかし、アレー用アンテナ素子１１１〜１１Ｎの１つを基準アンテナ１１ａとして用いることもできる。
【００１１】
基準アンテナ１１ａで受信された受信信号は周波数変換部１２Ｒに供給される。アレー用アンテナ素子１１１〜１１Ｎは切替器ＳＷに接続されている。アレー用アンテナ素子１１１〜１１Ｎで受信された受信信号は、たとえば切替器ＳＷの動作によって、ある時間間隔で１つずつ順に取り出され、周波数変換部１２１〜１２Ｎに供給される。周波数変換部１２Ｒ、１２１〜１２Ｎに供給された受信信号はそれぞれ、局部発振部１３から加えられる局発信号によって周波数変換され、ＡＤ変換部１４Ｒ、１４１〜１４Ｎに送られる。
【００１２】
ＡＤ変換部１４Ｒ、１４１〜１４Ｎでは受信信号をデジタル化し、受信データに変換する。ＡＤ変換部１４Ｒ、１４１〜１４Ｎから出力する受信データは信号処理部１５に送られる。
【００１３】
信号処理部１５は受信データを処理し、電波発射源から発射された電波の実効輻射電力（以下、ＥＩＲＰという）などの計算を行い、その計算結果を操作表示入力部１６に送る。操作表示入力部１６は、信号処理部１５の計算結果を画面上に表示し、また、操作者からの入力を受け付ける。
【００１４】
たとえば、操作表示入力部１６は、操作者から受信希望周波数帯が入力されると、その受信希望周波数帯情報を信号処理部１５に送る。信号処理部１５は、希望周波数帯情報が送られてくると、周波数設定信号Ｃを局部発振部１３に送り、受信希望周波数帯の信号を受信できるように、局部発振部１３が発生する局部発振信号の周波数を設定する。
【００１５】
ここで、信号処理部１５について図２の回路構成図を参照して説明する。
【００１６】
信号処理部１５は複数のメモリ２１Ｒ、２１１〜２１Ｎなどから構成されている。メモリ２１Ｒ、２１１〜２１Ｎは、ＡＤ変換部１４Ｒ、１４１〜１４Ｎから送られる受信データをそれぞれ、受信データＤＲ、Ｄ１〜ＤＮとして一時的に記憶する。
【００１７】
メモリ２１Ｒに記憶した受信データＤＲは信号解析部２２に送られる。信号解析部２２は受信データＤＲを処理、たとえば周波数解析を行い、電波の質たとえば中心周波数２３ａや帯城幅２３ｂ、スプリアス強度２３ｃ、受信電力２３ｄなどを検出する。これらの検出情報はＥＩＲＰ計算処理部２４に送られる。なお、ＥＩＲＰ計算処理部２４には、アンテナ利得テーブルなどから、受信電波の周波数および方向毎に測定した電波受信手段１１のアンテナ利得データ２５が送られている。
【００１８】
また、メモリ２１Ｒ、２１１〜２１Ｎに記憶した受信データＤＲ、Ｄ１〜ＤＮは相関マトリクス処理部２６に送られる。相関マトリクス処理部２６は、受信データＤＲ、Ｄ１〜ＤＮをもとに相関マトリクスを求め、求めた相関マトリクスを２次元ＦＦＴ部２７に送る。
【００１９】
２次元ＦＦＴ部２７は、相関マトリクス処理部２６で得た相関マトリクスをもとに２次元ＦＦＴを行い、電波ホログラフィ像２８を出力する。この電波ホログラフィ像２８はピーク検出処理部２９に送られる。ピーク検出処理部２９は、電波ホログラフィ像２８の出力からピーク検出を行い、電波発射源Ｔの位置を特定し、電波発射源Ｔまでの距離を算出した距離算出結果３０、および、電波発射源Ｔの方向を探知した方向探知結果３１を出力する。これらの距離算出結果３０および方向探知結果３１は、たとえばＥＩＲＰ計算処理部２４に送られる。
【００２０】
ＥＩＲＰ計算処理部２４は、信号解析部２２から送られる中心周波数２３ａや受信電力２３ｄ、および、受信アンテナ利得２５ａや距離計算結果３０をもとに、式（１）によってＥＩＲＰを計算し、電波発射源Ｔから発射された電波のＥＩＲＰを検出する。
【００２１】
Ｐt＝Ｐr−Ｇra＋Ｌspan…（１）
Ｐt：電波発射源の実効輻射電力（ｄＢＷ）
Ｐr：受信電力（ｄＢＷ）
Ｇra：受信アンテナ利得（ｄＢ）…予め、周波数および方向毎のアンテナ利得を測定し、アンテナ利得テーブルに蓄積しておく。
【００２２】
Ｌspan：電波発射源および受信点間の距離による減衰（ｄＢ）で、式（２）の関係がある。
【００２３】
Ｌspan＝２０ｌｏｇ（４×π×Ｄ／λ）…（２）
Ｄ：電波発射源とアレーアンテナとの距離
λ：中心周波数の波長
そして、上記の方法で算出した電波発射源のＥＩＲＰ、および、信号解析部２２で検知した中心周波数やスプリアス強度、帯域幅などの各データが、ＥＩＲＰ計算処理部２４からたとえば操作表示入力部１６に送られる。
【００２４】
なお、上記したように、電波発射源の距離および電波発射源の方向を検知する場合、メモリ２１Ｒ、２１１〜２１Ｎに蓄積した受信データＤＲ、Ｄ１〜ＤＮを用いて演算処理が行われる。この演算処理は、たとえば図３に示すようなパラメータを用いて行われる。たとえば電波発射源Ｔまでの距離をｚ、電波受信部１１と電波発射源Ｔとを結ぶｚ軸に直交する軸をｘ軸とする。また、基準用アンテナ１１Ｒのｘ座標をξrefとし、Ｎ個のアレイ用アンテナ素子１１１〜１１Ｎのｘ座標をξ１，ξ２，…，ξＮとする。
【００２５】
そして、たとえば基準用アンテナ１１の受信信号に基づく受信データＤＲをフーリエ変換しその複素共役を求める。また、アレイ用アンテナ素子１１１〜１１Ｎの受信信号に基づく受信データＤ１〜ＤＮをフーリエ変換する。そして、受信データＤＲをフーリエ変換した演算結果と、受信データＤ１〜ＤＮをフーリエ変換した演算結果とを、電波発射源Ｔから発射される電波の周波数範囲で掛け合わせて足しこみ、相関マトリクスｕ（ξｎ）を求める。さらに、この演算結果ｕ  （ξｎ）をフレネル近似を用いた式に代入し、電波発射源のホログラフィ再生像を求める。その後、ホログラフィ再生像が最大となる座標から電波発射源Ｔの位置を特定し、電波発射源Ｔの距離および電波発射源Ｔの方向を検知する。
【００２６】
次に、本発明の動作について図４のフロー図を参照して説明する。
【００２７】
まず、操作表示入力部１６からの入力に基づいて受信希望周波数帯を設定する（Ｓ４０１）。次に、受信希望周波数帯の信号を受信するために各定数、たとえば局部発振器１３の局発信号の周波数を設定する（Ｓ４０２）。次に、到来電波を電波受信手段１１で受信する（Ｓ４０３）。次に、ＡＤ変換によってデジタル化した受信データを蓄積する（Ｓ４０４）。次に、必要期間、たとえば電波発射源Ｔの位置を特定するために必要なデータを収集する期間が完了したか否かを判定する（Ｓ４０５）。
【００２８】
この判定で、必要期間のデータの蓄積を完了したと判定した場合、周波数解析部２２において、メモリ２１Ｒの受信データＤＲをもとに、受信信号の周波数解析を行い（Ｓ４０６）、到来電波の中心周波数２３ａおよび帯域幅２３ｂ、スプリアス強度２３ｃ、受信電力２３ｄなどを検知する。
【００２９】
次に、各受信データＤＲ、Ｄ１〜ＤＮをもとに相関関数を計算し、相関マトリクスｕ（ξｎ）を作成する（Ｓ４０７）。次に、２次元ＦＦＴを行う（Ｓ４０８）。次に、電波発射源Ｔの方向を検知する測距処理を行う（Ｓ４１０）。この測距処理（Ｓ４１０）の後、Ｓ４０３〜Ｓ４１０を繰り返す。
【００３０】
また、Ｓ４０５の判定で、必要期間のデータの蓄積を完了していないと判定した場合はＳ４０３に戻る。
【００３１】
ここで、上記の測定結果を操作表示入力部１６に表示した画面例を図５に示す。たとえば横軸に周波数（ＭＨｚ）が示され、縦軸にレベル（ｄＢ）が示される。
【００３２】
そして、画面上に、計算で得た送信波形５１や受信した受信波形５２などが示される。規定値がたとえば枠５３で表示され、たとえば送信波形５１の振幅（ＥＩＲＰ）が枠５３の外まで延び、規定値を越えていると判定される。また、枠５３の外にスプリアス５４が表示されている。中心周波数５５や帯域幅は枠５３内で、規定値の範囲内であることが表示されている。この場合、規定値を越えた項目、たとえばＥＩＲＰおよびスプリアスを枠５６で囲み、規定値をオーバしているがどうかを識別できるようにしている。
【００３３】
このように、信号処理部１５の計算結果を操作表示入力部１６で画面表示すれば、送信波形が規定値をオーバしているがどうかが容易に検知できる。
【００３４】
上記した本発明によれば、電波監視に必要な情報、たとえば電波発射源から発射される電波の実効輻射電力を検知できる電波監視装置を実現できる。したがって、実効輻射電力が規定値を超えているかどうかの運用者による確認が容易になり、運用効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態を説明する回路構成図である。
【図２】本発明に係る信号処理部を説明する回路構成図である。
【図３】本発明に係る電波発射源の位置の特定に用いるパラメータを説明するための図である。
【図４】本発明の動作を説明するためのフロー図である。
【図５】本発明に係る操作表示入力部の表示例を説明する表示画面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１１…電波受信部
１１ａ…基準アンテナ
１１ｂ…アレーアンテナ
１２Ｒ、１２１〜１２Ｎ…周波数変換部
１３…局部発振部
１４Ｒ、１４１〜１４Ｎ…ＡＤ変換部
１５…信号処理部
１６…操作表示入力部
２１Ｒ、２１１〜２１Ｎ…メモリ
２２…信号解析部
２４…ＥＩＲＰ計算処理部
２６…相関マトリクス処理部
２７…２次元ＦＦＴ部
２８…電波ホログラフィ像
ＳＷ…切替器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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