(57)【要約】【課題】電気信号を分析し表示するために、電気信号を時間領域から周波数領域に変換する。【解決手段】時間領域の入力データを求め（４０２）、この入力データを時間領域から周波数領域に変換して周波数領域のデータを求める。周波数シフトした時間領域のデータを求め、この周波数シフトした時間領域のデータを時間領域から周波数領域に変換して（４０８）、周波数シフトした周波数領域のデータを求める。この周波数領域のデータを周波数シフトした周波数領域のデータと組合せて、組合せ周波数領域データを発生する。試験測定システムにより更に処理するために組合せ周波数領域データを出力する。【選択図】図４
2008039780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間領域を周波数領域に変換する方法であって、
時間領域の入力データを求め、
上記入力データを上記時間領域から上記周波数領域に変換して、周波数領域のデータを求め、
周波数シフトした時間領域のデータを求め、
上記周波数シフトした時間領域のデータを上記時間領域から上記周波数領域に変換して、周波数シフトした周波数領域のデータを求め、
上記周波数領域のデータを上記周波数シフトした周波数領域のデータと組合せて、組合せ周波数領域データを発生し、
試験測定システムにより更に処理するために上記組合せ周波数領域データを出力することを特徴とする時間周波数領域変換方法。
【請求項２】
時間領域を周波数領域に変換する装置であって、
プロセッサと、
上記プロセッサと電子通信を行えるメモリとを具え、
上記メモリに蓄積された取得命令を上記プロセッサが実行して、時間領域の入力データを求め、
上記メモリに蓄積された第１変換命令を上記プロセッサが実行して、上記入力データを上記時間領域から上記周波数領域に変換して周波数領域のデータを発生し、
上記メモリに蓄積された生成命令を上記プロセッサが実行して、周波数シフトした時間領域のデータを生成し、
上記メモリに蓄積された第２変換命令を上記プロセッサが実行して、上記周波数シフトした時間領域のデータを上記時間領域から上記周波数領域に変換して、周波数シフトした周波数領域のデータを発生し、
上記メモリに蓄積された組合せ命令を上記プロセッサが実行して、上記周波数領域のデータを上記周波数シフトした周波数領域のデータと組合せて、組合せ周波数領域データを発生し、
上記メモリに蓄積された出力命令を上記プロセッサが実行して、試験測定システムにより更に処理するために上記組合せ周波数領域データを出力することを特徴とする時間周波数領域変換装置。
【請求項３】
時間領域から周波数領域への変換を行う実時間スペクトラム・アナライザであって、
入力信号を連続的に求める入力インタフェースと、
上記入力信号を入力データに連続的に変換するアナログ・デジタル変換器と、
プロセッサと、
上記プロセッサと電子通信を行えるメモリと、
上記プロセッサと電子通信を行え、デジタル信号処理機能を実行する少なくとも１個のデジタル信号プロセッサとを具え、
上記メモリに蓄積された取得命令を上記プロセッサ又は上記デジタル信号プロセッサが実行して、時間領域の入力データを求め、
上記メモリに蓄積された第１変換命令を上記プロセッサ又は上記デジタル信号プロセッサが実行して、上記入力データを上記時間領域から上記周波数領域に変換して周波数領域のデータを発生し、
上記メモリに蓄積された生成命令を上記プロセッサ又は上記デジタル信号プロセッサが実行して、周波数シフトした時間領域のデータを生成し、
上記メモリに蓄積された第２変換命令を上記プロセッサ又は上記デジタル信号プロセッサが実行して、上記周波数シフトした時間領域のデータを上記時間領域から上記周波数領域に変換して、周波数シフトした周波数領域のデータを発生し、
上記メモリに蓄積された組合せ命令を上記プロセッサ又は上記デジタル信号プロセッサが実行して、上記周波数領域のデータを上記周波数シフトした周波数領域のデータと組合せて、組合せ周波数領域データを発生し、
上記メモリに蓄積された出力命令を上記プロセッサ又は上記デジタル信号プロセッサが実行して、試験測定システムにより更に処理するために上記組合せ周波数領域データを出力することを特徴とする実時間スペクトラム・アナライザ。
【請求項４】
時間領域を周波数領域に変換する装置であって、
処理ロジック手段と、
上記処理ロジック手段と電子通信を行えるメモリと、
時間領域の入力データを求める取得ロジック手段と、
上記入力データを上記時間領域から上記周波数領域に変換して周波数領域のデータを発生する第１変換ロジック手段と、
周波数シフトした時間領域のデータを生成する生成ロジック手段と、
上記周波数シフトした時間領域のデータを上記時間領域から上記周波数領域に変換して、周波数シフトした周波数領域のデータを発生する第２変換ロジック手段と、
上記周波数領域のデータを上記周波数シフトした周波数領域のデータと組合せて、組合せ周波数領域データを発生する組合せロジック手段と、
試験測定システムにより更に処理するために上記組合せ周波数領域データを出力する出力ロジック手段と
を具えること特徴とする時間周波数領域変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に試験装置に関し、特に、周波数シフトを用いて、時間領域を周波数領域に変換する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波数（ＲＦ）装置における技術的イノベーションは、近年にわたり確実に促進されており、今日まで進歩し続けている。干渉を阻止し、検波を避け、機能を改善するために、最新のレーダー・システム及び商用通信ネットワークは、非常に複雑になってきており、共に、バースティング、周波数ホッピング、コード分割多重アクセス、適応変調の如きＲＦ技術の高度な組み合わせを典型的には用いる。これら形式の先進のＲＦ装置を設計し、これらを動作中のシステムにうまく組み込むことは、非常に複雑な作業である。
【０００３】
携帯電話技術及びワイヤレス・データ・ネットワークが同時に非常に広く行き渡ることができ、基本的なＲＦ部品の価格が低下している。これにより、従来の軍事及び通信の範囲を越えて、比較的簡単なＲＦデバイスを日常製品の全ての分野に適用した製造を可能としている。ＲＦ送信機が普及し始めたため、ありとあらゆるほとんどの分野でこれらＲＦ送信機を見かけることができる。これら分野には、家庭における民生エレクトロニクスや、病院における医療機器や、工場における工業制御システムや、家畜、ペット及び人間の皮膚の下に埋め込まれた追跡装置などがある。
【０００４】
ＲＦ信号は近代社会の至る所に現れるため、ＲＦ信号を発生する装置の間の干渉が問題となってきている。許可されたスペクトラム内で動作する携帯電話のような製品は、近接の周波数チャネルにＲＦエネーブルを伝送するように設計してはならない。これら製品は、異なる伝送モードの間で切り換わる共に、異なるネットワーク・エレメントへの同時リンクを維持するという点で複雑でマルチ・スタンダードである挑戦的な装置である。不許可の周波数帯域や、低いパワー・レベルで短いバーストにてのみ伝送が許可された装置が記述されている政府の規制内で動作する同様な装置は、干渉信号の存在に対して適切に機能するように設計しなければならない。
【０００５】
デジタル放送技術への転換により、新たなビジネス挑戦とビデオ及びオーディオの監視の要求が生じており、デジタル信号の品質を迅速に確認するツールの必要性が高まっている。デジタル・ビデオ及びオーディオ伝送に影響する問題を検出し診断するのに、監視ツールを用いる。有効な監視ツールは、故障検出、問題診断、故障回復を効果的且つ短時間に行う。
【０００６】
ワイヤレス・データ・ネットワークにより、システムは、情報をワイヤレス技術を介して共有できる。ワイヤレスＬＡＮ（local area netowrk）は、ワイヤレス・データ・ネットワークの一例である。ワイヤレスＬＡＮは、典型的には２．４ＧＨｚ〜５ＧＨｚの周波数帯域にて空中で伝送を行う。ワイヤレス・アクセス・ポイントは、ＬＡＮに接続されており、無線周波数によりシステムをＬＡＮにワイヤレスで接続できる。ワイヤレス・データ・ネットワークは進歩し続け、ＲＦ信号を用いる他の技術も存在するので、ＲＦ信号の同様な干渉及び他の問題も増えてきている。効果的な監視ツールまたは試験機器を用いることにより、ワイヤレス・データ・ネットワーク内の問題を検出する助けとなる。
【０００７】
他と通信を行うより効果的な方法の必要性が高まり、携帯電話などのモバイル・テレコミュニケーション装置の使用が増えてきた。携帯電話により、ユーザは、有線電話の制限を受けることなく、電話により通信ができる。いくつかの携帯電話では、ユーザが多くのオンライン・サービスに結合できる。携帯サービスの多くの異なるプロバイダと、携帯電話を用いる多くの異なる種類の技術とがある。これら携帯電話技術のいくつかには、ＴＤＭＡ(Time Division Mulitiple Access)、ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)、ＧＳＭ(Global System for Mobile Communications)がある。これら特定の技術を用いることに関係なく、携帯技術の継続的利用や進歩には診断や問題を解決できる能力が重要である。
【０００８】
上述の発展に備えるためには、時間と共に変化し、従来の測定ツールでは簡単には行えなかったＲＦ信号の確実な検出や特徴付けを行うことは、今日の技術者及び科学者にとって非常に重要である。信号を分析する際に、技術者及び科学者は、異なる種類の試験機器でデータを異なる形式のプロット、グラフ又は他の表示によりしばしば観察する。いくつかのプロット又はグラフは、時間領域で信号を表示できるが、他の表示形式では、周波数領域で信号を表示できる。いくつかの場合、試験機器の表示で利用できるよりも少ない数のデータ・ポイントのことがある。この場合、内挿を用いて、利用可能なデータ出力ポイントの間の表示ポイントを埋める。
【０００９】
【特許文献１】特開平０７−００６１６１号公報
【特許文献２】特表２００４−５０３１７７公報
【特許文献３】特表２００７−５０７７８９公報
【特許文献４】特表２００７−５０７７９０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、上述したように、電気信号を分析し表示する機能が改善された装置及び方法が望まれている。電気信号を処理し、分析し、表示する機能を改善することにより、これら装置及び方法の利点を達成する。この改善した機能を提供することにより、更に利点が得られる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、時間領域を周波数領域に変換する方法であって；時間領域の入力データを求め；入力データを時間領域から周波数領域に変換して、周波数領域のデータを求め；周波数シフトした時間領域のデータを求め；周波数シフトした時間領域のデータを時間領域から周波数領域に変換して、周波数シフトした周波数領域のデータを求め；周波数領域のデータを周波数シフトした周波数領域のデータと組合せて、組合せ周波数領域データを発生し；試験測定システムにより更に処理するために組合せ周波数領域データを出力することを特徴とする。
また、本発明は、時間領域を周波数領域に変換する装置であって；プロセッサと；プロセッサと電子通信を行えるメモリとを具え；メモリに蓄積された取得命令を上記プロセッサが実行して、時間領域の入力データを求め；メモリに蓄積された第１変換命令をプロセッサが実行して、入力データを時間領域から周波数領域に変換して周波数領域のデータを発生し；メモリに蓄積された生成命令をプロセッサが実行して、周波数シフトした時間領域のデータを生成し；メモリに蓄積された第２変換命令をプロセッサが実行して、周波数シフトした時間領域のデータを時間領域から周波数領域に変換して、周波数シフトした周波数領域のデータを発生し；メモリに蓄積された組合せ命令をプロセッサが実行して、周波数領域のデータを周波数シフトした周波数領域のデータと組合せて、組合せ周波数領域データを発生し；メモリに蓄積された出力命令をプロセッサが実行して、試験測定システムにより更に処理するために組合せ周波数領域データを出力することを特徴とする。
さらに、本発明は、時間領域から周波数領域への変換を行う実時間スペクトラム・アナライザであって；入力信号を連続的に求める入力インタフェースと；入力信号を入力データに連続的に変換するアナログ・デジタル変換器と；プロセッサと；プロセッサと電子通信を行えるメモリと；プロセッサと電子通信を行え、デジタル信号処理機能を実行する少なくとも１個のデジタル信号プロセッサとを具え；メモリに蓄積された取得命令をプロセッサ又はデジタル信号プロセッサが実行して、時間領域の入力データを求め；メモリに蓄積された第１変換命令をプロセッサ又はデジタル信号プロセッサが実行して、入力データを時間領域から周波数領域に変換して周波数領域のデータを発生し；メモリに蓄積された生成命令をプロセッサ又はデジタル信号プロセッサが実行して、周波数シフトした時間領域のデータを生成し；メモリに蓄積された第２変換命令をプロセッサ又はデジタル信号プロセッサが実行して、周波数シフトした時間領域のデータを時間領域から周波数領域に変換して、周波数シフトした周波数領域のデータを発生し；メモリに蓄積された組合せ命令をプロセッサ又はデジタル信号プロセッサが実行して、周波数領域のデータを周波数シフトした周波数領域のデータと組合せて、組合せ周波数領域データを発生し；メモリに蓄積された出力命令をプロセッサ又はデジタル信号プロセッサが実行して、試験測定システムにより更に処理するために組合せ周波数領域データを出力することを特徴とする。
また、本発明は、時間領域を周波数領域に変換する装置であって；処理ロジック手段と；処理ロジック手段と電子通信を行えるメモリと；時間領域の入力データを求める取得ロジック手段と；入力データを時間領域から周波数領域に変換して周波数領域のデータを発生する第１変換ロジック手段と；周波数シフトした時間領域のデータを生成する生成ロジック手段と；周波数シフトした時間領域のデータを時間領域から周波数領域に変換して、周波数シフトした周波数領域のデータを発生する第２変換ロジック手段と；周波数領域のデータを周波数シフトした周波数領域のデータと組合せて、組合せ周波数領域データを発生する組合せロジック手段と；試験測定システムにより更に処理するために組合せ周波数領域データを出力する出力ロジック手段とを具えること特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
ここでは、本発明により、時間領域を周波数領域に変換する方法を説明する。時間領域入力データを求める。この入力データを時間領域から周波数領域に変換して、周波数領域データを発生する。周波数シフトした時間領域データを発生する。この周波数シフトした時間領域データを時間領域から周波数領域に変換して、周波数シフトした周波数領域データを発生する。周波数領域データを、周波数シフトした周波数領域データと組合せて、組合せ周波数領域データを発生する。この周波数領域データを試験測定機器で更に処理する。
【００１３】
一実施例においては、周波数シフトした時間領域データを発生するには、時間領域入力データの周波数をシフトする。数値制御発振器を用いて周波数シフトした時間領域データを発生してもよい。周波数シフトした時間領域データを発生するには、数値制御発振器からの出力と入力データとを掛け算してもよい。さらに、周波数シフトした時間領域データを発生するには、時間領域入力データの第２セットの周波数をシフトしてもよい。時間領域入力データの第２セットは、時間領域入力データの一部を含んでいる。
【００１４】
入力信号をデジタル化して時間領域入力データを求めてもよい。一実施例においては、時間領域入力データを求めるのに、コンピュータによる読出し可能なファイルからデータを読出してもよい。
【００１５】
時間領域から周波数領域への変換は、離散フーリエ変換（DFT）を用いて行ってもよい。
【００１６】
周波数シフトした入力データを時間領域から周波数領域に変換する前に、この周波数シフトした入力データを窓処理してもよい。
【００１７】
他の実施例では、周波数シフトした時間領域データの発生と、周波数シフトした時間領域データの変換と、周波数領域データ及び周波数シフトした周波数領域データの組合せを反復的に実行してもよい。組合せ周波数領域データを周波数領域データとして蓄積してもよい。
【００１８】
周波数シフトした時間領域データを発生するには、周波数オフセットにより周波数をシフトしてもよい。この周波数オフセットは、各反復で変化してもよい。一実施例において、周波数オフセットは疑似ランダムである。周波数オフセットは、複数の周波数ビンの間に負荷される所望数のデータ・ポイントに基づいて決定してもよい。
【００１９】
いくつかの実施例においては、周波数オフセットされた周波数領域データの多くのセットを発生する。これら周波数領域データの全て又は一部を用いて、更に処理を行ってもよい。
【００２０】
周波数シフトした時間領域データを発生する複数のステップを実行して、周波数シフトした時間領域データの複数のセットを発生してもよい。これら周波数シフトした時間領域の複数のセットを変換して、周波数シフトした周波数領域データの複数のセットを発生してもよい。
【００２１】
更なる処理は、試験測定機器に表示を行うことでもよい。さらに、この更なる処理は、周波数領域データを用いた測定でもよい。
【００２２】
時間領域から周波数領域への変換を行う装置を説明する。この装置は、プロセッサと、このプロセッサと電気的通信を行えるメモリとを含んでいる。取得命令をメモリに蓄積し、この命令によりプロセッサが時間領域入力データを求めることができる。返還命令をメモリに蓄積し、この命令によりプロセッサが入力データを時間領域から周波数領域に変換して周波数領域データを発生できる。生成命令をメモリに蓄積して、この命令によりプロセッサが周波数シフトした時間領域データを生成できる。第２返還命令をメモリに蓄積し、この命令によりプロセッサが周波数シフトした時間領域データを時間領域から周波数領域に変換して、周波数シフトした周波数領域データを発生できる。組合せ命令をメモリに蓄積し、この命令によりプロセッサが周波数領域データと周波数シフトした周波数領域データとを組合せて、組合せ周波数領域データを発生できる。出力命令をメモリに蓄積し、試験測定機器により更に処理するために、この命令によりプロセッサが周波数領域データを出力できる。
【００２３】
時間領域から周波数領域に変換する実時間スペクトラム・アナライザを説明する。実時間スペクトラム・アナライザは、プロセッサと、このプロセッサと電気的に通信を行えるメモリとを含んでいる。入力信号を連続的に取得するために、入力インタフェースも設けられている。入力信号を入力データに連続的に変換するために、アナログ・デジタル変換器も設けられている。実時間スペクトラム・アナライザは、少なくとも１個のデジタル信号プロセッサも設けられており、このデジタル信号プロセッサはプロセッサと電気的通信を行ってデジタル信号処理機能を実行する。取得命令をメモリに蓄積し、この命令によりプロセッサ又はデジタル信号プロセッサが時間領域入力データを求めることができる。返還命令をメモリに蓄積し、この命令によりプロセッサ又はデジタル信号プロセッサが入力データを時間領域から周波数領域に変換して周波数領域データを発生できる。生成命令をメモリに蓄積して、この命令によりプロセッサ又はデジタル信号プロセッサが周波数シフトした時間領域データを生成できる。第２返還命令をメモリに蓄積し、この命令によりプロセッサ又はデジタル信号プロセッサが周波数シフトした時間領域データを時間領域から周波数領域に変換して、周波数シフトした周波数領域データを発生できる。組合せ命令をメモリに蓄積し、この命令によりプロセッサ又はデジタル信号プロセッサが周波数領域データと周波数シフトした周波数領域データとを組合せて、組合せ周波数領域データを発生できる。出力命令をメモリに蓄積し、試験測定機器により更に処理するために、この命令によりプロセッサ又はデジタル信号プロセッサが周波数領域データを出力できる。
【００２４】
時間領域から周波数領域に変換する装置についても説明する。この装置は、処理ロジック手段と、この処理ロジック手段と電気的通信を行えるメモリとを含んでいる。取得ロジック手段を設け、時間領域入力データを取得する。変換ロジック手段を設け、入力データを時間領域から周波数領域に変換し、周波数領域データを発生する。生成ロジック手段を設け、周波数シフトした時間領域データを生成する。第２変換ロジック手段を設け、周波数シフトした時間領域データを時間領域から周波数領域に変換し、周波数シフトした周波数領域データを発生する。組合せロジック手段を設け、周波数領域データを周波数シフトした周波数領域データと組合せて、組合せ周波数領域データを発生する。出力ロジック手段を設け、試験測定機器による更なる処理のために周波数領域データを出力する。
【００２５】
一実施例では、表示スクリーンと、表示ロジック手段とを含んでもよい。表示ロジック手段は、周波数シフトした周波数領域データを用いて、装置の表示スクリーン上に表示を行う。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明の実施例を添付図を参照して説明するが、これら図面は、実施例を単に示すだけであり、本発明を実施例のみに限定するものではないことが理解できよう。また、添付図を参照した本発明の種々の実施例の説明において、同様な参照符号は同様な素子を示す。添付図を参照して本発明の実施例を説明するが、種々の異なる構成でも実施できる。よって、図に示す本発明の実施例の以下の詳細説明は、本発明の要旨をそのものに限定するものではなく、本発明の実施例として示すものである。
【００２７】
ここで用いる用語「例」は、「例として機能する事例」を意味する。「例」として示すある実施例は、他の実施例よりも好ましいとか優れているというものではない。実施例の種々の観点を図に示すが、特定しない限り必然的にその図の通りにすることを意図するものではない。
【００２８】
本明細書で開示する実施例の多くの機能は、コンピュータ・ソフトウェア、電子的ハードウェア、又はこれらの組合せで実現できる。ハードウェア及びソフトウェアの互換性を明瞭に示すために、種々のコンポジットをそれらの機能により概略的に説明する。かかる機能は、特定のアプリケーションに応じてハードウェア又はソフトウェアとして実現され、その設計はシステム全体に影響する。当業者は、特定のアプリケーションの各々に対して種々の方法で所望の機能を実現できるだろうが、かかる実現方法によって本発明の要旨から逸脱するものではない。
【００２９】
上述の機能はコンピュータ・ソフトウェアで実現できるが、かかるソフトウェアは、メモリ装置内に配置され、及び／又はシステム・バス又はネットワークを電気信号として伝送される任意の形式のコンピュータ命令又はコンピュータが事項可能なコードでもよい。本明細書で述べるコンポーネントに関連した機能を実現するソフトウェアは、単一命令又は複数命令でもよく、いくつかの異なるコード・セグメントや、異なるプログラムや、いくつかのメモリ装置に分けられてもよい。
【００３０】
時間周波数変換の出力データの表示に用いるポイント数は、表示機構で可能なポイント数よりも少なくてもよい。時間周波数変換処理の一例は、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）である。以前は補間を用いて、利用可能な周波数データ出力ポイントの間の表示ポイントを埋めた。補間の例は、図１及び図２に関する記述で説明する。
【００３１】
データが何かを予測又は推測する従来の補間法を用いる代わりに、本発明の装置及び方法では、時間領域データを周波数シフトして周波数変換を行い、実際のデータから必要な中間ポイントを発生する。周波数データの高速更新表示（例えばスペクトラム・アナライザでの表示）を行う目的により、時間領域データから周波数領域データに多くの回数にわたって変換する際に、本発明の装置及び方法を典型的には用いる。
【００３２】
高速な更新を必要とする場合、各更新でのデータ・ポイントの数は、表示装置が利用可能なポイント数よりも少ない。どのデータが失われるかを予測するための一般的な用途には、多くの数学的な方法がある。これら方法の１つは、各データ・ポイントと次に利用できるデータ・ポイントの間の表示を直線（ベクトル）で描画する直線補間である。
【００３３】
図１は、従来技術の周波数領域プロット１０２であり、実際の正弦波１０４と、この正弦波１０４から得た周波数領域データ・歩イン１０８ａ〜ｎの間の補間１０６とを示している。一般的に用いる補間法の各々は、図１に示すように、単一トーンの正弦波の周波数プロットを再構成する際に精度制限が変化する。単一トーンの正弦波１０４を周波数スペクトラム（スペクトル）で示す。サンプリングし、時間領域から周波数領域に変換して求めたデータ・ポイント１０８を示す。この特定の補間法の精度及び制限は、第１周波数Ｆ１及び第２周波数Ｆ２の間の波形１０４及び１０６を試験することによって示される。周波数Ｆ１及びＦ２の間の実際の正弦波１０４は、正弦波１０４の実際の曲線を示す。しかし、周波数Ｆ１及びＦ２の間の補間１０６は、正弦波のピークの正確さを失っており、この波形のピークを切り取っている。
【００３４】
これらに限定されるものではないが、試験測定機器の表示を行ったり測定を実行するという異なる理由のために、本発明の装置及び方法を用いて、追加のデータ・ポイントを提供してもよい。いくつかの可能な測定には、パワー測定、周波数測定、周波数差測定などがある。本発明の装置及び方法により得た追加のデータ・ポイントに対して多くの異なる種類の測定を実行できる。
【００３５】
図２は、従来技術の周波数領域ポイント２０２であり、ノイズ信号２０４と、このノイズ信号２０４から得た周波数領域データ・ポイント２０８ａ〜ｏの間の補間２０６とを示す。ノイズ信号２０４を周波数スペクトラム２０２の上に示す。サンプリングをし、時間領域から周波数領域に変換したデータ・ポイント２０８を示している。図示のように、被測定信号が図２のようにノイズ（又は他のノイズ状信号）のとき、この補間法は、正確な振幅分布を再構成することができない。簡単なノイズのガウシャン分布や、又は特定信号（例えば、デジタル変調された信号）の他の分布を適切に表示できない。直線補間２０６は、ノイズ信号２０４内に現れた振幅分布を失う。
【００３６】
図３は、本発明による反復周波数シフトを用いて時間領域から周波数領域に変換を行う装置（時間周波数領域変換装置）３００のブロック図である。この装置３００は、同調可能な周波数変換段３１０を用いる。時間領域の入力信号３１２を同調可能な周波数変換段３１０に供給する。同調可能な周波数変換段３１０は、入力信号３１２の周波数をシフトして、依然時間領域である周波数シフトした入力信号３１４を発生する。離散フーリエ変換（ＤＦＴ）段３１６は、時間領域の周波数シフトした入力信号３１４を時間領域から周波数領域に変換する。同調可能な周波数変換段３１０は、ＤＦＴ３１４が実行されたデータの各後続セットに対しては異なる周波数に同調される。周波数設定（信号）３１８により、同調可能な周波数変換段３１０が同調される。周波数設定３１８が変化すると、出力信号３１４の周波数も変化する。入力信号３１２を多くの異なる周波数に変化させることにより、装置３００は、周波数スペクトラム・プロット上の異なるデータ・ポイントを得ることができるので、図１及び２に関連して上述したようにデータ・ポイントの間を補間するよりは、実際のデータによりスペクトラム曲線のポイントを埋めることができる。
【００３７】
使用する表示の技術的使用及び実施法は、どのように追加データを用いるかに影響するかもしれない。例えば、特定表示の実施に応じて、追加データ・ポイントを水平軸、垂直軸、これら両方の組合せに利用できる。
【００３８】
図４は、反復の周波数シフトを用いて、時間領域から周波数領域に変換するための本発明による方法４００の実施例の流れ図である。ステップ４０２で、時間領域の入力信号を求める。典型的には、入力信号は、連続的に取り込まれる。しかし、本発明の装置及び方法は、システムにデータを連続的に供給しなくてもよい。例えば、本発明の装置及び方法は、現在連続的に取り込まれていないが蓄積装置に蓄積されたデータに対して作用してもよい。
【００３９】
ステップ４０４で、入力信号をデジタル化し、デジタル入力信号を発生する。この方法におけるいくつかのポイントでは、ステップ４０６にて、同調可能な周波数変換段３１０が所望周波数数に同調されて、所望の追加データ・ポイントを発生する。ステップ４０８にて、同調可能な周波数変換段３１０がデジタル入力信号の周波数をシフトする。特定実施例において、周波数のシフトを望まない場合、実施例ではシフトをゼロに設定して、周波数シフトが行われないようにする。
【００４０】
ステップ４１０にて、時間領域の周波数シフトした入力信号を時間領域から周波数領域に離散フーリエ変換（ＤＦＴ）で変換する。一実施例においては、ＦＦＴを用いて、時間領域から周波数領域に変換する。ＤＦＴは、窓ＦＦＴ、チャープＺ変換（ＣＺＴ）などにより実現してもよい。ステップ４１２において、試験測定機器又は他の計算装置により周波数領域データを表示できる。
【００４１】
図４に示す方法４００は、連続的に繰り返してもよい。典型的には、入力信号を同調可能な周波数変換段３１０に連続的に供給する。同調可能な周波数変換段３１０は、ＦＦＴが実行されるデータの連続的なセットに対して、異なる周波数に同調される。入力信号を多くの異なる周波数にシフトすることにより、この装置は、周波数スペクトラム・プロット上に異なるデータ・ポイントを得ることができるので、図１大２に関連して説明したように複数のデータ・ポイントの間を補間するのではなく、実際のデータによりスペクトラム曲線状のデータ・ポイントを埋めることができる。
【００４２】
図５は、反復周波数シフトを用いて、時間領域から周波数領域への変換を行う装置（時間周波数領域変換手段）５００の別の実施例のブロック図である。この実施例の装置５００において、数値制御発振器５２０を用いて、同調可能な周波数変換手段３１０を実現する。周波数ステップのシーケンスは、変更してもよい。例えば、一実施例では線形周波数シーケンスを用い、他の実施例では疑似ランダム・シーケンスを用いてもよい。
【００４３】
時間領域の入力信号５１２をアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）５２２でデジタル化し、入力バッファ５２４に供給する。循環入力バッファでは、最終のサンプルが入力バッファ内の最も古いサンプルの上に重ね書きされる。サンプル・レート及び変換レートに応じて、入力バッファ内のデータのいくつかを使用しないことも可能である。さらに、入力バッファ内のデータを後の変換で再利用してもよい。
【００４４】
乗算手段５２６にて、入力バッファ５２４からのデータ・ストリームを、数値制御発振器５２０からの信号と乗算して、入力信号５１２の周波数をシフトし、依然時間領域にある周波数シフトした入力信号を出力する。数値制御発振器５２０は、後続の取込みの各々に対する設定に基づいて入力信号の周波数をわずかに変化させる。後続の取込みは、時間データから周波数データに変換される。一実施例において、これは、任意の単一の表示のためのデータの取込み期間中、線形ステップ又は周期的な「掃引」となる。一実施例において、これは、複素数の入力データ・ストリームが、複素数で表せるＮＣＯ（数値制御発振器）により乗算されたことになる。すなわち、y(n)=x(n) ×ejωとなる。
【００４５】
周波数シフトした入力信号は、次に、ブロック５２８で窓処理される。典型的にはＦＦＴである離散フーリエ変換（ＤＦＴ）手段５１６により、時間領域の周波数シフトした入力信号を時間領域から周波数領域に変換する。ＤＦＴ５１６が提供したデータは、試験測定機器及び／又は計算システムの表示スクリーン５３０に表示される。
【００４６】
一般的には、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）は、試験測定機器及び／又はスペクトラム・アナライザの重要な部分である。概念的には、ＦＦＴ処理を等しい周波数分解能及び帯域幅の並列フィルタのバンクに信号を通過させることと見なせる。ＦＦＴ出力は、一般的には、複素値である。スペクトラム分析では、複素結果の振幅に最も関心が高い。
【００４７】
ＦＦＴ処理は、適切にデシメーション（間引き）されフィルタ処理されたベースバンドＩ及びＱコンポーネントから開始する。信号の複素数表現により、Ｉが実部分で、Ｑが虚数部分である。ＦＦＴ処理において、複素Ｉ及びＱ信号の１組のサンプルを同時に処理する。ＦＦＴは、サンプリングした時間信号に対して作用し、同じ長さのサンプリングした周波数関数を発生する。ＦＦＴのサンプルの数は、一般的には、２のべき乗であり、ＦＦＴサイズとも呼ばれる。例えば、１０２４ポイントのＦＦＴは、１０２４個のＩサンプル及び１０２４個のＱサンプルを１０２４個の複素周波数領域ポイントに変換できる。
【００４８】
ＦＦＴを実行するサンプルのセット（１組）により表される時間の長さは、フレーム長と呼ばれる。フレーム長は、ＦＦＴサイズとサンプル期間との積である。計算したスペクトラムは、フレーム長期間にわたる信号の周波数表現であるので、対応スペクトラムからのフレーム長内に時間的イベント（事象）を分解できない。よって、フレーム長は、ＦＦＴ処理の時間的分解能である。
【００４９】
ＦＦＴ処理の周波数領域ポイントは、しばしば、ＦＦＴビンと呼ばれる。よって、ＦＦＴサイズは、１つのＦＦＴフレーム内のビンの数に等しい。これらビンは、上述の並列フィルタ内の個別フィルタ出力に等化である。全てのビンは、等しい周波数間隔である。ビン幅よりも狭い２つのスペクトラム・ラインは、分解できない。したがって、ＦＦＴ周波数分解能は、各周波数ビンの幅であり、ＦＦＴサイズで分割されたサンプル周波数に等しい。同じサンプル周波数により、より大きなＦＦＴサイズは、細かな周波数分解能を達成する。２５．６ＭＨｚのサンプリング・レート及び１０２４のＦＦＴサイズにより、周波数分解能は２５ＫＨｚである。周波数分解能は、ＦＦＴサイズを増加することにより、又はサンプリング周波数を下げることにより改善できる。
【００５０】
処理すべきデータは、周期的繰り返し信号の単一周期であるという分散フーリエ変換及びＦＦＴ分析の数学に固有の仮定がある。典型的には、この仮定により、連続フレームの間には不連続性がある。これら理論上存在する不連続性により、元の信号にはないスプリアス応答が発生する。これにより、隣接する大きな信号の存在の中で小さな信号を検出できない。この影響は、スペクトラム漏れと呼ばれている。
【００５１】
ＦＦＴ処理の前にＦＦＴフレームに対して窓処理する図５の窓処理手段５２８は、スペクトラム漏れを減らす。通常、窓関数は、ベル形である。利用できる多くの窓関数がある。ＦＦＴフレームを窓関数と乗算することにより、フレームの終わりにおける不連続性を減少できる。
【００５２】
信号処理のこの簡単な説明と図５を参照すれば、入力信号の周波数をシフトすることにより、本発明は、周波数ビンの間のポイントを拾うことができる。本発明の装置及び方法を用いなければ、周波数ビンの間にデータが存在せず、図１及び２に示したのと同様に補間が行われる。本発明の装置及び方法によれば、周波数ビンの間に追加のデータ・ポイントが得られる。よって、本発明は、ランダム信号分布の外観を正しく維持する。これは、図１及び２に示した線形補間の場合と異なる。
【００５３】
数値制御発振器５２０の細分性又は周波数ステップ・サイズを決めるために、望ましい追加データ・ポイントの数を考慮する必要がある。例えば、図１のＦ１及びＦ２の如き２個の連続的なビンに注目する。本装置及び／又は設計者は、２個のビンの間にいくつの追加データ・ポイントが必要か（New_Bins_Desired）を決める必要がある。周波数（シフト）ステップ・サイズ（F_StepSize）を決定するのに用いる一般式は、次の式１である。
【００５４】
F_StepSize = (F2  F1) / (New_Bins_Desired)    式１
【００５５】
例として、Ｆ２を６０ＭＨｚ、Ｆ１を５０ＭＨｚとし、望ましい新たなビンの数を１０とすると、数値制御発振器５２０のための周波数ステップ・サイズは１ＭＨｚとなる。
【００５６】
図６は、反復周波数シフトを用いて時間領域から周波数領域への変換を行う装置の一部としての試験測定機器６０２の実施例を示す一般的なハードウェア・ブロック図である。オシロスコープ、ロジック・アナライザ、ビデオ試験装置、ネットワーク管理及び診断装置、実時間スペクトラム・アナライザなどの種々の形式の試験測定機器６０２は、本発明の装置及び方法と共に用いることができる。
【００５７】
試験測定機器６０２は、試験装置と呼ばれる。試験測定機器は、試験、測定、分析、又はこれらの組合せに適する任意のシステムである。最新の試験測定機器はスタンド・アローン機器で実現してもよく、アプリケーションが汎用コンピュータ上で動作し、接続されたハードウェアからの信号や、遠隔ハードウェアが提供するデータ・ファイルからの信号や、これらの組合せからの信号を取り込むことができる。
【００５８】
試験測定機器６０２は、プロセッサ６０３、メモリ６０４、通信インタフェース６０５、多数の入力装置６０７、多数の出力装置６０９、表示器６１１を含む。プロセッサ６０３は、ＣＰＵと呼ばれる。プロセッサ６０３は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブル・ゲート・アレイ又は集積回路、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）又は従来から既知の他の装置でもよい。プロセッサ６０３は、典型的には、メモリ６０４又はプロセッサ６０３内の回路に蓄積されたプログラム命令又は論理定義に基づいた論理動作又は演算動作を実行する。
【００５９】
一実施例においては、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）をプロセッサ６０３として用いてもよい。ＦＰＧＡは、フィールドでプログラムできる能力がある。ＦＰＧＡは、典型的には、汎用プロセッサよりも処理が高速である。ＦＰＧＡのプログラミングを、プログラミング、命令、ロジック、動作、実行可能なコードなどと呼ぶ。
【００６０】
本実施例で用いる表示器６１１は、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶表示器（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ガス・プラズマ、エレクトロルミネセンスなどの任意適切な画像表示技術を利用できる。表示器６１１は、表示制御器を含んでもよい。代わりに、表示制御器を別に設けてもよい。表示制御器を用いて、メモリ６０４に蓄積されたデータをテキスト、図形及び／又は動画（必要に応じて）に変換して、表示器６１１に示す。
【００６１】
メモリ６０４は、命令及びデータをプロセッサ６０３に供給する。メモリ６０４の一部は、不揮発性ランダム・アクセス・メモリ（ＮＶＲＡＭ）でもよい。本明細書では、用語「メモリ」６０４は、電子情報を蓄積できる任意の電子コンポーネントとして広義に定義され、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク蓄積媒体、光学蓄積媒体、フラッシュ・メモリ・デバイス、プロセッサ６０３に設けられたオンボード・メモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭなどにより実現できる。メモリ６０４は、典型的には、プログラム命令及び他の形式のデータを蓄積する。
【００６２】
メモリは、命令によりプログラムされ、反復周波数シフトにより時間領域から周波数領域への変換を行う装置（時間周波数領域変換装置）６００を実現する。この装置６００用のこれら命令をプロセッサ６０３が実行して、本発明の装置及び方法を実現する。他の試験プログラムを用いて、試験測定機器６０２が得たデータを処理したり、分析してもよい。
【００６３】
試験測定機器６０２は、典型的には、１個以上の入力装置６０７及び１個以上の出力装置６０９を含んでもいる。入力装置６０７の異なる形式の例としては、キーボード、キーパッド、スイッチ、ノブ、マウス、マイクロフォン、遠隔制御装置、ボタン、ジョイステック、トラックボール、タッチパッド、ライトペン、センサなどがある。出力装置６０９の異なる形式の例としては、ＬＣＤスクリーン、スピーカー、プリンタなどがある。
【００６４】
送受信機６０８を設けることにより、試験測定機器６０２がデータを受信及び／又は送信できる。アンテナ６１４を設けるが、これは送受信機６０８と通信を行う。
【００６５】
試験測定機器６０２は、他の電子装置との通信のために、１個以上の通信インタフェース６０５を含んでもよい。通信インタフェース６０５は、有線通信技術、無線通信技術、又はこれらの両方を用いてもよい。通信インタフェース６０５の異なる形式の例としては、シリアル・ポート、パラレル・ポート、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）、イーサネット（登録商標）・アダプタ、ＩＥＥＥ１３９４バス・インタフェース、スモール・コンピュータ・システム・インタフェース（ＳＣＳＩ）バス・インタフェース、赤外線（ＩＲ）通信ポート、ブルーツース無線通信アダプタ、ジグビー（ZigBee）無線通信アダプタ、ＷＬＡＮ、超広帯域無線通信アダプタなどがある。
【００６６】
試験測定機器６０２に１個以上のデータ取込みユニット６３２を設けて、補足及び分析のためにデータを取り込んでもよい。データ取込みユニット６３２は、データの補足及び蓄積に必要なアナログ・デジタル変換器、フィルタ、増幅器などを含んでもよい。データ取込みユニット６３２により取り込まれたデータは、メモリ６０４に蓄積される。
【００６７】
デジタル信号処理ユニット６３４を試験測定機器６０２に設けて、任意の取込んだデータに対して種々のデジタル信号処理（例えば、窓処理、ＦＦＴなど）を行ってもよい。プロセッサ６０３は、いくつかのデータ処理を実行できるが、ある環境では、一層高速な処理が要求される。専用のデジタル信号処理ユニット６３４は、通常、ｑプロセッサ６０３以上の性能を実現できる。
【００６８】
図７は、上述の反復周波数シフトを用いて時間領域から周波数領域に変換を行う装置（システム）７００を用いる実時間スペクトラム・アナライザ７０２の実施例のブロック図である。
【００６９】
実時間スペクトラム・アナライザ７０２は、過渡信号及びダイナミックＲＦ信号の測定を行うように設計されている。実時間スペクトラム・アナライザ７０２は、ＲＦ信号によりトリガを行い、その信号をメモリに補足し、それを複数の領域で分析する。これにより、時間と伴に変化するＲＦ信号を確実に検出し、特徴を求めることができる。
【００７０】
被分析入力信号７０４は、ロウパス・フィルタ（ＬＰＦ）７４０を通過し、ＲＦダウン・コンバータ７４２により所定の中間周波数（ＩＦ）にダウン・コンバージョンされる。この中間周波数は、実時間スペクトラム・アナライザ７０２の最大実時間帯域幅に関連する。このＲＦフロント・エンド（ＲＦ用入力回路）は、スペクトラム・アナライザ７０２の全体の周波数レンジにわたって同調できる。
【００７１】
信号は、ＩＦフィルタ７４４でろ波され、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）７４６でデジタル化され、ＤＳＰ（デジタル信号処理）エンジン７４８に供給される。このＤＳＰエンジン７４８は、機器のデジタル信号処理（ＤＳＰ）手段７５０、トリガ手段７５２、メモリ７５４を管理し、分析機能を実行する。
【００７２】
メモリ７５４は、反復周波数シフトを用いて時間領域から周波数領域への変換を行うシステム（時間周波数領域変換装置）７００用のプログラム命令を含んでいる。このプログラムは、ＤＳＰエンジン７４８により実行される。
【００７３】
ＤＳＰエンジン７４８により、実時間スペクトラム・アナライザ７０２は、ユーザに入力信号の多くの異なり且つ有用なビューを提供する。周波数領域ビュー７５６を時間領域ビュー７５８と共に提供しても良い。さらに、変調分析ビュー７６０も提供される。スペクトラムは、周波数対時間対振幅の表示であり、周波数がＸ軸に表示され、時間がＹ軸に表示される。パワーは、典型的には色で表現される。スペクトラム・ビュー７６２も提供される。スペクトラム・アナライザ７０２は、コードグラム・ビュー７６４も提供する。コードグラム・ビュー７６４は、コード・チャネル対時間対パワーの表示であり、ＣＤＭＡコードチャネルがＸ軸に表示され、時間がＹ軸に表示され、パワー・レベルが色で表現される。
【００７４】
図８は、４つのわずかに異なる周波数の正弦波を示す周波数領域の図である。周波数をシフトするための可能な実現方法の１つが周波数スペクトラム・プロット８０２に示されている。図８は、４個のわずかに異なる周波数８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃ、８０４ｄを示している。図示のように、データ・ポイントは、異なる周波数曲線８０４ａ〜ｄで異なっている。よって、異なる周波数シフトの各々により、新たなデータ・ポイントが周波数領域に得られる。
【００７５】
遅い（変換レートに対して）サンプリング・レートでは、循環バッファを用い、分析周波数をシフトすることにより（図８）、正弦波信号の間の各ポイントが信号自体から得られるので、信号を正確に表示できる。遅い（変換レートに対して）サンプリング・レートで、可能な１つの実施例においては、同じデータ・ポイントを用いて連続的な出力を発生してもよく、各入力データ・セットは周波数がシフトされている。早い（偏見レートに対して）サンプリング・レートでは、入力データ・ポイントのいくつか又は全てが新しいので、異なるデータ・ポイントを用いて連続的な出力を発生する。ここでは、各入力データ・セットは周波数がシフトされている。これは、正弦波が全ての取込みで同じであるという事実に基づいている。
【００７６】
取込みを処理した後、サンプルの周波数を適切な位置に戻し、図９に示すように表示を埋める。図９は、元の周波数にシフトで戻し、その結果が単一のトーン９０２であるサンプルを示す。
【００７７】
図１０は、ノイズ状信号の表示１００２を示す周波数スペクトラムである。図１０に示すようなノイズ状信号では、見つかった実際のポイントは、第１取込みにおける失われたポイントを模写したものではない。実際には、全てのポイントは、同じ信号の取込みから集めたものである。よって、これらポイントは、第１取込みと同じ統計的な振幅の可能性を共有している。これは、図１０に示す如き組合せによる最終結果の表示のようにノイズの統計的ポイントを保持するものである。
【００７８】
情報及び信号は、種々の異なる技術及び技法を用いて表すことができる。例えば、データ、インストラクション、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、及びこれらの断片は、電圧、電流、電磁波、磁界又は磁性粒子、光場又は光粒子、又はこれらの任意の組合せにより表すことができる。
【００７９】
ここで実施例に関連して説明した種々のロジック・ブロック、モジュール、回路及びアルゴリズムのステップは、電気的ハードウェア、コンピュータ・ソフトウェア又はこれらの組合せにより実現できる。ハードウェア及びソフトウェアの互換性を明瞭に示すために、種々の実例となるコンポーネント、ブロック、モジュール、回路及びステップをそれらの機能と共に一般的に説明した。かかる機能をハードウェアで実現するかソフトウェアで実現するかは、特定のアプリケーションや、全体のシステムに影響する設計に応じて決まる。当業者は、各特定アプリケーションに対する種々の方法で上述の機能を実現できるが、かかる実現方法の選択により本発明の要旨を逸脱するものではない。
【００８０】
上述した実施例に関連した種々のロジック・ブロック、モジュール及び回路は、これら機能を実行するように設計された汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）又は他のプログラム・ロジック・デバイス、ディスクリート・ゲート又はトランジスタ・ロジック、ディスクリート・ハードウェア・コンポーネント、又は任意のこれらの組合せにより実現又は実施できる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサでもよいが、その代わりに、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、制御器、マイクロコントローラ、又はステート・マシンでもよい。プロセッサは、計算デバイスの組合せ、例えば、ＤＳＰ及びマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと一緒の１個以上のマイクロプロセッサ、又は任意の他のかかる構成でも実現できる。
【００８１】
上述の実施例に関連して説明した方法又はアルゴリズムのステップは、直接的にハードウェアで実現してもよいし、プロセッサが実行するソフトウェア・モジュールで実現してもよいし、これらの組合せで実現してもよい。ソフトウェアは、ＲＡＭメモリ、フラッシュ・メモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リームーバブル・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、既知の任意形式の蓄積媒体に記録してもよい。例示的な蓄積媒体はプロセッサに結合して、プロセッサが蓄積媒体から情報を読み出し書き込むことができる。代わりに、蓄積媒体は、プロセッサと一体でもよい。プロセッサ及び蓄積媒体は、ＡＳＩＣで実現してもよい。ＡＳＩＣは、ユーザ端末内に設けてもよい。代わりに、プロセッサ及び蓄積媒体をユーザ端末内のディスクリート・コンポーネントで実現してもよい。
【００８２】
上述の方法は、この方法を実施するために１つ以上のステップ又は動作を行う。これら方法ステップ及び／又は動作は、本発明の要旨を逸脱することなく互いに交換できる。すなわち、ステップ又は動作の特定順序が実施例の適切な動作にとって必要ない限り、本発明の要旨を逸脱せずに特定ステップ及び／又は動作の順序及び／又は利用を変更してもよい。
【００８３】
本発明の特定実施例及びアプリケーションを図示して説明したが、本発明は、これらの構成及びコンポーネントに限定されるものでないことが理解できよう。本発明の要旨を逸脱することなく、本発明の配置、動作、方法や装置の細部において種々の変更、変形が可能なことが当業者には理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】正確な正弦波と、この正弦波を得るための周波数領域のデータ・ポイントの間の補間とを示す従来技術の周波数領域の図である。
【図２】ノイズ信号と、この信号を得るために周波数領域のデータ・ポイントの間の補間とを示す従来技術の周波数領域の図である。
【図３】本発明により、反復周波数シフトを用いて時間領域を周波数領域に変換する装置の実施例のブロック図である。
【図４】本発明により、反復周波数シフトを用いて時間領域を周波数領域に変換する方法の実施例のブロック図である。
【図５】本発明により、反復周波数シフトを用いて時間領域を周波数領域に変換する装置の他の実施例のブロック図である。
【図６】本発明の装置及び方法に導入した試験機器の実施例の一般的なブロック図である。
【図７】本発明の装置及び方法に導入した事実間スペクトラム・アナライザの実施例の一般的なブロック図である。
【図８】４つのわずかに異なる周波数の正弦波を示す周波数領域の図である。
【図９】元の周波数にシフトされたサンプルであり、その結果の単一のトーンである周波数スペクトラムの図である。
【図１０】ノイズ状の信号の表示を示す周波数スペクトラムの図である。
【符号の説明】
【００８５】
３００  時間周波数変換装置
３１０  同調可能な周波数変換段
３１６  離散フーリエ変換（ＤＦＴ）段
５００  時間周波数領域変換装置
５２０  数値制御発振器
５２２  アナログ・デジタル変換器
５２４  入力バッファ
５２６  乗算手段
５２８  窓処理手段
５３０  表示器
６００  時間周波数領域変換装置
６０２  試験測定機器
６０３  プロセッサ
６０４  メモリ
６０５  通信インタフェース
６０７  入力装置
６０８  送受信機
６０９  出力装置
６１１  表示器
６３２  データ取込みユニット
７００  時間周波数領域変換装置
７４０  ロウパス・フィルタ
７４２  ＲＦダウン・コンバータ
７４４  ＩＦフィルタ
７４６  アナログ・デジタル変換器
７４８  ＤＳＰ（デジタル信号処理）エンジン
７５０  デジタル信号プロセッサ
７５２  トリガ手段
７５４  メモリ
７５６  周波数領域ビュー
７５８  時間領域ビュー
７６０  変調分析ビュー
７６２  スペクトラム・ビュー
７６４  コード・ビュー
【図１】
2008039780.tif 000003
【図２】
2008039780.tif 000004
【図３】
2008039780.tif 000005
【図４】
2008039780.tif 000006
【図５】
2008039780.tif 000007
【図６】
2008039780.tif 000008
【図７】
2008039780.tif 000009
【図８】
2008039780.tif 000010
【図９】
2008039780.tif 000011
【図１０】
2008039780.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月2日(2007.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
ステップ４０４で、入力信号をデジタル化し、デジタル入力信号を発生する。この方法におけるいくつかのポイントでは、ステップ４０６にて、同調可能な周波数変換段３１０が所望周波数数に同調されて、所望の追加データ・ポイントを発生する。ステップ４０８にて、同調可能な周波数変換段３１０がデジタル入力信号の周波数をシフトする。特定実施例において、周波数のシフトを望まない場合、実施例ではシフトをゼロに設定して、周波数シフトが行われないようにする。すなわち、周波数シフトした周波数領域のデータではなく、入力データを時間領域から周波数領域に変換した周波数領域のデータを求めることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
ステップ４１０にて、時間領域の周波数シフトした入力信号を時間領域から周波数領域に離散フーリエ変換（ＤＦＴ）で変換する。一実施例においては、ＦＦＴを用いて、時間領域から周波数領域に変換する。ＤＦＴは、窓ＦＦＴ、チャープＺ変換（ＣＺＴ）などにより実現してもよい。ステップ４１２において、周波数領域のデータと周波数シフトした周波数領域のデータとを用いて（組合せて）、試験測定機器又は他の計算装置により周波数領域データを表示できる。ステップ４１２の後、ステップ４０６に戻る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
乗算手段５２６にて、入力バッファ５２４からのデータ・ストリームを、数値制御発振器５２０からの信号と乗算して、入力信号５１２の周波数をシフトし、依然時間領域にある周波数シフトした入力信号を出力する。数値制御発振器５２０は、後続の取込みの各々に対する設定に基づいて入力信号の周波数をわずかに変化させる。後続の取込みは、時間データから周波数データに変換される。一実施例において、これは、任意の単一の表示のためのデータの取込み期間中、線形ステップ又は周期的な「掃引」となる。一実施例において、これは、複素数の入力データ・ストリームが、複素数で表せるＮＣＯ（数値制御発振器）により乗算されたことになる。すなわち、y(n)=x(n) ×ejωnとなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
図８は、４つのわずかに異なる周波数の正弦波を示す周波数領域の図である。周波数をシフトするための可能な実現方法の１つが周波数スペクトラム・プロット８０２に示されている。図８は、４個のわずかに異なる周波数スペクトラム８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃ、８０４ｄを示している。図示のように、データ・ポイントは、異なる周波数曲線８０４ａ〜ｄで異なっている。すなわち、周波数スペクトラム８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃ、８０４ｄの１つに対して、他の周波数スペクトラムが周波数シフトしている。よって、異なる周波数シフトの各々により、新たなデータ・ポイントが周波数領域に得られる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
取込みを処理した後、サンプルの周波数を適切な位置に戻し、図９に示すように表示を埋める。図９は、元の周波数にシフトで戻し、即ち、周波数領域データを組合せて、その結果が単一のトーン９０２であるサンプルを示す。