(57)【要約】【課題】パルス列の送信者によるパルス間隔の設定値に拘わらずパルス抜けを検知可能なジッタパルス列解析装置を提供すること。【解決手段】  受信アンテナにて受信したパルス信号を検波し取得したパルス列を構成する各パルス信号のパルス間隔ＰＩに基づき算出された変化量Ｒが、パルス間隔ＰＩの平均値に対する変化幅Ｈｗに基づいて算出されたしきい値（下限値ＲＬおよび上限値ＲＵ）を外れた場合、当該変化量Ｒを有するパルス信号の後にパルス信号を受信できないパルス抜けが発生していると判断する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信したパルス列を構成するパルス信号の間隔を検出するパルス列諸元測定処理部と、
前記パルス列諸元測定処理部により検出されたパルス信号の間隔の変化量と、前記変化量の下限値および上限値とを、前記パルス信号の間隔および当該パルス信号の間隔の平均値に対する変化幅に基づいて算出するパルス間隔変化量算出処理部と、
前記パルス列諸元測定処理部によって検出されたパルス信号の間隔の変化量が、前記パルス間隔変化量算出処理部により算出された変化量の下限値および上限値を外れている場合には、前記変化量の上限値を超えたパルス信号の後から前記パルス信号を受信できなかったと判断するパルス抜け検出処理部と、
前記パルス列諸元測定処理部にて検出したパルス列を、前記変化量の上限値を超えたパルス信号で分割し、当該パルス列を複数のパルス群に分けるパルス列分割処理部と、
前記パルス列分割処理部によって分割された複数のパルス群毎に当該パルス群毎の諸元を解析するパルス列自動解析処理部と、
を備えるジッタパルス列解析装置。
【請求項２】
前記パルス信号の間隔の平均値に対する変化幅は、当該間隔の平均値に対して、予め設定した値を２で除算した値の百分率の範囲で変化する、請求項１に記載のジッタパルス列解析装置。
【請求項３】
前記パルス信号の間隔の前記変化量は、前記パルス列諸元測定処理部にて検出された隣接するパルス信号のパルス間隔の比に基づいて算出され、
前記パルス信号の間隔の変化量の取り得る範囲を示す前記下限値および上限値は、前記変化量をＲ、前記予め設定された値をｗとして、
【数１】
2019074396.tif 000007
で表される請求項２に記載のジッタパルス列解析装置。
【請求項４】
前記パルス列自動解析処理部は、前記分割された複数のパルス群毎に、パルス群内で最後尾のパルス信号を除いたパルス列を構成するパルス信号の間隔の平均値を解析する、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のジッタパルス列解析装置。
【請求項５】
コンピュータにより、ジッタパルス列を解析する方法であって、
受信したパルス列を構成するパルス信号の間隔を検出すること、
前記検出されたパルス信号の間隔の変化量の下限値および上限値を、前記受信したパルス信号の間隔の変化幅に基づいて算出すること、
前記検出されたパルス信号の間隔の変化量が、前記算出された下限値および上限値を外れている場合には、前記変化量の上限値を超えたパルス信号の後から前記パルス信号を受信できなかったと判断すること、
前記検出したパルス列を、前記変化量の上限値を超えたパルス信号で分割し、当該パルス列を複数のパルス群に分けること、
前記分割された複数のパルス群毎に当該パルス群毎の諸元を解析すること、
を備えるジッタパルス列解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジッタパルス列解析装置およびジッタパルス列解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジッタパルス列解析装置は、送信アンテナからのパルス信号を受信し、この受信したパルス信号を検波することでパルス列を得る。
【０００３】
このパルス列を構成するパルス信号のパルス数は膨大であるため、前記解析装置では、パルス列の諸元（例えば、特性）の算出に自動解析を用いる。しかし、このパルス列の自動解析が困難な場合がある。
【０００４】
その原因の一つとして、観測中にパルス列を受信できない時間帯が生じるパルス抜けがある。
【０００５】
パルス抜けとは、一定期間パルス信号を受信出来ず、その一定期間でパルス列が抜ける現象である。こういった現象は、例えば送信アンテナの回転走査により、当該送信アンテナが送信するメインローブが受信装置の方位を向かない時間帯が発生するといった理由で生じる。
【０００６】
その結果、前記パルス信号を受信しなくなった時刻から再度パルス信号を受信するまでの長い期間がパルス間隔として記録されてしまい、その値は本来のパルス間隔と比べて非常に大きくなり、当該パルス列の特徴を正しく解析する妨げとなる。
【０００７】
従来では、このようなパルス抜けによって生じる大きなパルス間隔を残したまま自動解析を行っていたため、前記パルス信号の諸元の算出にて誤解析の要因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２８１５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記誤解析を防止すべく、予めパルス間隔に対してしきい値を設定し、当該しきい値を超えるパルス間隔を持つパルス信号は外れ値として除外した上で自動解析を行うことが多い。
【００１０】
しかし、受信側でパルス列の自動解析を行う際、前記しきい値は任意の値が設定されることが多かったため、未知のパルス列を受信して解析を行う場合には、任意に設定した前記しきい値が常に適切であるとは限らないという問題があった。
【００１１】
これは、送信者がパルス間隔を自由に設定でき、パルス列の特徴を表すパルス間隔が受信側で任意に設定したしきい値を超えてしまう場合があるからである。
【００１２】
このように、受信者側にて設定したしきい値が適切な値ではない場合、パルス抜けにより生じたパルス間隔と、パルス列の特徴を表すパルス間隔と、を分類することはできず、誤解析又は解析不能に陥っていた。
【００１３】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、送信者によるパルス間隔の設定値に拘わらずパルス抜けを検知できるジッタパルス列解析装置およびジッタパルス列解析方法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】
【００１４】
実施形態に係るジッタパルス列解析装置は、受信したパルス列を構成するパルス信号の間隔を検出するパルス列諸元測定処理部と、前記パルス列諸元測定処理部により検出されたパルス信号の間隔の変化量と、前記変化量の下限値および上限値とを、前記パルス信号の間隔および当該パルス信号の間隔の平均値に対する変化幅に基づいて算出するパルス間隔変化量算出処理部と、前記パルス列諸元測定処理部によって検出されたパルス信号の間隔の変化量が、前記パルス間隔変化量算出処理部により算出された変化量の下限値および上限値を外れている場合には、前記変化量の上限値を超えたパルス信号の後から前記パルス信号を受信できなかったと判断するパルス抜け検出処理部と、前記パルス列諸元測定処理部にて検出したパルス列を、前記変化量の上限値を超えたパルス信号で分割し、当該パルス列を複数のパルス群に分けるパルス列分割処理部と、前記パルス列分割処理部によって分割された複数のパルス群毎に当該パルス群毎の諸元を解析するパルス列自動解析処理部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係るジッタパルス列解析装置１０を構成する各機能部を示したブロック図。
【図２】前記ジッタパルス列解析装置１０内の受信アンテナ１１にて受信したパルス列においてパルス抜けが生じた様子を示した図。
【図３】前記受信アンテナ１１にて受信したパルス列を解析することで、前記受信したパルス列の諸元を特定するまでの一連の流れを示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、実施形態に係るジッタパルス列解析装置およびジッタパルス列解析方法について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、ジッタパルス列解析装置１０を構成する各機能部を示したブロック図である。
【００１８】
ジッタパルス列解析装置１０は、受信アンテナ１１、パルス列諸元測定処理部１２、パルス間隔変化量算出処理部１３、パルス抜け検知処理部１４、パルス列分割処理部１５、およびパルス列自動解析処理部１６を備える。
【００１９】
前記ジッタパルス列解析装置１０は、予めＲＯＭ等の記憶部（図示せぬ）に記憶された装置制御プログラムに従い本装置１０を制御するＣＰＵ（コンピュータ）を備える。前記装置制御プログラムに従って動作するＣＰＵが、前記パルス間隔変化量算出処理部１３、パルス抜け検知処理部１４、パルス列分割処理部１５、およびパルス列自動解析処理部１６として機能する。
【００２０】
すなわち、パルス列諸元測定処理部１２にて、受信アンテナ１１が受信したパルス信号を検波し、パルス列を取得すると、前記装置制御プログラムに従って、パルス間隔変化量算出処理部１３、パルス抜け検知処理部１４、パルス列分割処理部１５、およびパルス列自動解析処理部１６として機能するＣＰＵにより以下の処理が実行される。パルス列諸元測定処理部１２〜パルス列自動解析処理部１６による処理については、図２、図３を用いて説明する。
【００２１】
図２は、受信したパルス列においてパルス抜けが１箇所生じた様子を示した図である。
【００２２】
図３は、受信したパルス列を解析することで、当該受信したパルス列の諸元を特定するまでの一連の流れを示した図である。
【００２３】
具体的には、図３（ａ）は、受信したパルス列において、２箇所のパルス抜け（以下、第１パルス抜け、第２パルス抜け）が生じた様子を示す図であり、同図（ｂ）は、到来順に付与した番号に従って並べたパルス信号毎のパルス間隔ＰＩを示した図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）に示すパルス間隔ＰＩから算出したパルス信号毎の変化量Ｒと、前記第１、第２パルス抜けを導出するためのしきい値（下限値ＲＬ、上限値ＲＵ）を示した図であり、同図（ｄ）〜同図（ｆ）は、検出した第１、第２パルス抜けの前後でパルス列を分割して得たパルス列１〜パルス列３のそれぞれについて平均化処理などの解析の様子を示す図である。
【００２４】
受信アンテナ１１は、送信アンテナが送信したパルス信号を受信し、当該受信したパルス信号を後段のパルス列諸元測定処理部１２に出力する。
【００２５】
パルス列諸元測定処理部１２は、受信アンテナ１１により受信したパルス信号の検波を行い、パルス列を構成する各パルス信号の到来時刻順に、当該パルス信号のそれぞれにパルス番号を付与する機能の他、隣接するパルス信号との間隔ＰＩ（以下、パルス間隔ＰＩ）を測定する機能を有する。
【００２６】
まず、図２（ａ）に、パルス列諸元測定処理部１２が検波したパルス信号に対し、到来時刻順にパルス番号１、２、３、４…を付与した様子を示す。
【００２７】
更に、前記パルス列諸元測定処理部１２は、各パルス信号にパルス番号を付与した後、パルス間隔ＰＩ（１）、ＰＩ（２）、ＰＩ（３）、ＰＩ（４）、…、ＰＩ（２５）、…、ＰＩ（ｎ）を順次測定する（ｎ：自然数）。
【００２８】
図２（ｂ）は、縦軸にパルス番号、横軸にパルス間隔ＰＩを設定した図であって、前記図２（ａ）に示す各パルス信号を、パルス番号順に並べた様子を示した図である。
【００２９】
ここで、パルス間隔ＰＩ（１）、ＰＩ（２）、ＰＩ（３）、ＰＩ（４）、…、ＰＩ（２５）、…、ＰＩ（ｎ）のそれぞれの値（測定結果）を、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、…、Ｔ２５、…、Ｔｎとし、このうち、Ｔ２５については、例えばＴ１の７倍の長さとし、このＴ２５以外については、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ４＝Ｔｎとする。
【００３０】
パルス間隔変化量算出処理部１３は、隣接するパルス信号間で前記パルス間隔ＰＩの変化量（以下、変化量Ｒ（ｎ））を算出する他、この変化量Ｒ（ｎ）の取り得る幅（下限値ＲＬおよび上限値ＲＵ）を算出する機能を有する。  
まず、パルス間隔変化量算出処理部１３による前記変化量Ｒ（ｎ）の算出は、下記式（１）が用いられる。  
Ｒ（ｎ）＝ＰＩ（ｎ）／ＰＩ（ｎ−１）          （１）  
前記式（１）に従い、パルス列諸元測定処理部１２が測定したパルス間隔ＰＩ（ｎ）を用いて変化量Ｒ（ｎ）が算出される。したがって、前記測定結果に従えば、変化量Ｒ（１）＝Ｒ（２）＝Ｒ（３）＝Ｒ（４）＝Ｒ（ｎ）＝１となる。
【００３１】
しかし、パルス間隔ＰＩ（２５）におけるＴ２５は、例えば７×Ｔ１であることから、式（１）より変化量Ｒ（２５）＝７と算出され、またＰＩ（２６）＝１であったと仮定すると、変化量Ｒ（２６）＝０．１４＝（１／７）と算出され、前記変化量Ｒ（２５）、（２６）は、前記変化量Ｒ（１）〜Ｒ（４）の値“１”から外れた値となる。
【００３２】
このように、パルス抜けが発生したパルス信号の前後における変化量Ｒは、正常に受信しているパルス信号により得られる変化量Ｒに比べて極端に大きな値と、小さな値と、が連続する。
【００３３】
次に、前記パルス間隔変化量算出処理部１３が、前記パルス信号の変化量Ｒ（ｎ）の取り得る値（下限値ＲＬおよび上限値ＲＵ）を算出する。  
ここでは、パルス変調によりパルス間隔ＰＩが変化する場合を考慮する。  
この場合において、当該パルス変調によるパルス間隔ＰＩの変化幅Ｈｗが、パルス列において出現するパルス間隔ＰＩの平均値ＰＩａｖｒに対してｗ［％］の幅（以下、変化率ｗ［％］）で変化すると仮定する。
【００３４】
すると、前記パルス間隔ＰＩは、当該パルス間隔ＰＩの平均値ＰＩａｖｒに±ｗ／２［％］した範囲で変化する。
【００３５】
その結果、パルス抜けのないパルス列における、例えばｎ番目と（ｎ−１）番目で隣り合うパルス信号間のパルス間隔ＰＩの比で得られる変化量Ｒ（ｎ）は、下記式（２）で表される範囲の値をとる。
【００３６】
【数１】
2019074396.tif 000003
【００３７】
ここで、ＰＲＩｍｅａｎは、到来したパルス間隔ＰＩの平均値を表す。前記式（２）を整理すると、下記式（３）が得られる。
【００３８】
【数２】
2019074396.tif 000004
【００３９】
式（３）に示すように、前記式（２）を整理すると、ＰＲＩｍｅａｎを考慮する必要がなくなり、前記変化幅Ｈｗの変化する幅（変化率ｗ［％］）のみでパルス間隔ＰＩの当該変化量Ｒ（ｎ）の下限値ＲＬおよび上限値ＲＵを得ることが出来る。
【００４０】
前記パルス間隔変化量算出処理部１３は、前記式（３）にて得た変化量Ｒ（下限値ＲＬおよび上限値ＲＵ）をパルス信号の変化量Ｒ（ｎ）のしきい値として、後段のパルス抜け検知処理部１４に出力する。
【００４１】
ここで、下限値ＲＬおよび上限値ＲＵは、下記式（４）および式（５）にて表される。
【００４２】
【数３】
2019074396.tif 000005
【００４３】
【数４】
2019074396.tif 000006
【００４４】
パルス抜け検知処理部１４は、前記パルス間隔変化量算出処理部１３から受信したパルス信号の変化量Ｒのしきい値（下限値ＲＬおよび上限値ＲＵ）に基づいて、パルス抜けの発生箇所（第１パルス抜け、第２パルス抜け、図３（ａ）参照）を検知し、検知したパルス抜けが発生する直前のパルス信号を、そのパルス信号に付与された番号を用いて後段のパルス列分割処理部１５へ出力する。
【００４５】
例えば、前記式（４）および式（５）にてｗ＝２％とすると、下限値ＲＬ＝９９／１０１＝０．９８、上限値ＲＵ＝１０１／９９＝１．０２となる。
【００４６】
そこで、図３（ｃ）に示すように、パルス抜け検知処理部１４は、受信した各パルス信号の変化量Ｒ（ｎ）が、下限値ＲＬ（＝０．９８）および上限値ＲＵ（＝１．０２）から外れた値かどうかを判断する。ここでは、到来したｎ＝２２番目およびｎ＝４４番目のパルス信号でパルス間隔ＰＩが、例えば（Ｔ１×７）と大きい値とする。
【００４７】
この場合、Ｒ（２２）＝Ｒ（４４）＝７と算出され、またＲ（２３）＝Ｒ（４５）＝０．１４＝（１／７）と算出される。
【００４８】
このため、前記パルス抜け検知処理部１４は、例えばｎ＝２２番目およびｎ＝４４番目のパルス信号が上限値ＲＵ（＝１．０２）を外れ、次の（ｎ＋１）＝２３番目および（ｎ＋１）＝４５番目のパルス信号が前記下限値ＲＬ（＝０．９８）を外れたと検知することから、そのパルス信号に付与された番号（ここでは、２２番目および４４番目）をパルス列分割処理部１５へ出力する。
【００４９】
図３（ｄ）〜図３（ｆ）に示すように、前記パルス列分割処理部１５は、パルス抜け検知処理部１４から受信したパルス番号（ｎ＝２２番目、４４番目）に基づき、当該２２番目および４４番目のパルス信号にて前記受信アンテナ１１が受信したパルス列を、パルス列１、パルス列２、およびパルス列３に分割する。
【００５０】
パルス列自動解析処理部１６は、図３（ｄ）〜図３（ｆ）に示すパルス列１〜パルス列３に対して解析処理を実行する。具体的には、パルス列１〜パルス列３内において付与されたパルス番号の一番大きなパルス信号（パルス列１〜パレス列３の最後尾のパルス信号）を削除した上で、分割した当該パルス列毎にパルス間隔ＰＩの平均化処理などを行うことでパルス信号の同一性の判断を行う。
【００５１】
例えば、前記平均化処理を行った結果、パルス列１とパルス列２のパルス間隔ＰＩの平均値が同一であり、これに対してパルス列３が前記平均値とは異なった場合、前記パルス列１、およびパルス列２を送信した送信元と、パルス列３を送信した送信元は異なると判断する。
【００５２】
したがって、前記構成のジッタパルス列解析装置１０によれば、受信アンテナ１１にて受信したパルス信号を検波し取得したパルス列を構成する各パルス信号のパルス間隔ＰＩに基づき算出された変化量Ｒが、パルス間隔ＰＩの平均値に対する変化幅Ｈｗに基づいて算出されたしきい値（下限値ＲＬおよび上限値ＲＵ）を外れた場合、当該変化量Ｒを有するパルス信号の後にパルス信号を受信できないパルス抜けが発生していると判断する。
【００５３】
これにより、隣接するパルス信号間のパルス間隔ＰＩの比で得られる変化量Ｒ（ｎ）の取り得る値を、パルス間隔ＰＩの平均値ＰＩａｖｒに対する変化幅Ｈｗに応じた値を用いて算出した式（２）に基づいて、前記式（４）および式（５）のようにしきい値（下限値ＲＬ、上限値ＲＵ）を設定することで、たとえ未知のパルス列であっても送信者によるパルス列のパルス間隔ＰＩの設定値に拘わらずパルス抜けを検知でき、パルス抜けにより生じたパルス間隔ＰＩとパルス列の特徴を表すパルス間隔ＰＩとを分類することができ、誤解析又は解析不能に陥るといった問題を解消することができる。これは、パルス間隔ＰＩに対するしきい値として絶対値を設定するのではなく、隣接するパルス間隔ＰＩの変化量Ｒ（ｎ）を用いたからである。
【００５４】
さらに、前記構成のジッタパルス列解析装置１０によれば、受信アンテナ１１にて受信したパルス列を、しきい値を外れた変化量Ｒを有するパルス信号で分割し、分割したパルス列（第１パルス群〜第３パルス群）毎に変化量Ｒの平均値処理を行い、その平均化処理に対して、例えば同一性の解析を行う。
【００５５】
これにより、分割したパルス列の諸元の算出において、例えばパルス列１、およびパルス列２の平均値と、パルス列３の平均値とが、異なるといった場合、前記パルス列１とパルス列２は同一の送信元から送信されたパルス列であり、これに対してパルス列３はそれとは異なる送信元から送信されたパルス列であることを判別することができる。
【００５６】
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、前記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されたり、幾つかの構成要件が異なる形態にして組み合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明として抽出され得るものである。
【符号の説明】
【００５７】
１０…ジッタパルス列解析装置、１１…受信アンテナ、１２…パルス列諸元測定処理部、１３…パルス間隔変化量算出処理部、１４…パルス抜け検知処理部、１５…パルス列分割処理部、１６…パルス列自動解析処理部、ＰＩ…パルス間隔、Ｒ…変化量、ＰＩａｖｒ…平均値。
【図１】
2019074396.tif 000008
【図２】
2019074396.tif 000009
【図３】
2019074396.tif 000010