(57)【要約】【課題】受信処理されたビデオ信号の振幅を２値に量子化するためのしきい値の設定を短時間で効率的に実施することのできるしきい値設定方法及びこれを用いた受信装置を得る。【解決手段】初段高周波増幅部１の入力に終端器５を切換器６により自動切換接続し、そのときの量子化ビデオ信号の誤警報をしきい値設定部７で計数する。そして、この計数結果に基づき、量子化のＳＮ比と誤警報数とを対応させたしきい値検定テーブル７５を用いて所望する量子化のＳＮ比が得られるように、しきい値設定部７は、振幅を２値に量子化するしきい値を量子化部４に自動設定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信処理されたパルス信号の振幅を所望のＳＮ比で量子化するしきい値を、前記ＳＮ比と誤警報発生率とを対応づけたテーブルを用いて設定する方法であって、
あらかじめ既知である受信入力を設定し、
この入力設定で受信処理後の振幅出力をあらかじめ設定されたしきい値に基づいて量子化したときの誤警報発生率を計測し、
この計測結果が前記テーブルを参照して所望のＳＮ比に該当するかを判定し、
この判定の結果、前記所望のＳＮ比に該当しない場合は前記あらかじめ設定されたしきい値を補正値に基づき補正して前記誤警報発生率の計測及び計測結果の判定を繰り返すことにより所望のＳＮ比で量子化するしきい値を確定することを特徴とするしきい値設定方法。
【請求項２】
前記あらかじめ既知である受信入力の設定は、終端された受信入力としたことを特徴とする請求項１に記載のしきい値設定方法。
【請求項３】
前記誤警報発生率は、受信入力を終端したときの規定時間内における誤警報の発生頻度としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のしきい値設定方法。
【請求項４】
前記テーブルは、前記所望のＳＮ比に対応づけて、前記しきい値の代表値、及び前記補正値を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のしきい値設定方法。
【請求項５】
パルス信号を受信処理しその振幅を所望のＳＮ比で量子化して出力する受信装置において、
終端器とこの終端器を前記受信装置の入力に切換える切換手段と、
受信処理された信号の振幅をあらかじめ設定されたしきい値に基づいて量子化する量子化手段と、
この量子化手段からの量子化出力の誤警報を計数する計数手段と、
前記受信装置の入力に前記終端器を接続したときにおける、量子化のＳＮ比と規定時間内に発生する前記量子化出力の誤警報の発生頻度、しきい値の代表値及び補正値とを対応づけたテーブルと、
前記計数手段からの誤警報の計数結果と前記テーブル内の前記所望のＳＮ比に対応した誤警報の発生頻度とを比較して、前記所望のＳＮ比に該当するかを判定する判定手段と、
この判定手段からの判定結果により、前記あらかじめ設定されたしきい値を前記テーブル内の対応する補正値に基づき補正する補正演算手段と、
前記終端器が前記受信装置の入力に接続されたとき、前記判定手段からの判定結果において前記誤警報の計数結果が前記所望のＳＮ比に該当しない場合は、前記補正演算手段からの補正されたしきい値に基づいた前記量子化手段、前記計数手段及び前記判定手段を繰り返すことにより、前記所望のＳＮ比で量子化するしきい値を確定する制御手段と
を有することを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーダ波などのパルス信号を受信処理しその振幅を量子化して出力する受信装置に係り、特に振幅を量子化する際のしきい値設定方式、及びこれを用いた受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より電波監視等の分野においては、パルス送信されたレーダ波などの電波を受信処理して記録媒体に記録するとともに、受信処理後のパルス波形の諸元を分析して対象電波の識別を行なうパルス分析装置が実現されている（例えば、特許文献１参照。）。この種の装置においては、空中線で受信したレーダ波などの電波を受信処理してビデオ信号を出力する受信機と、受信波のパルス諸元をより詳細に分析するために、このビデオ信号をデジタル化して量子化ビデオ信号に変換する変換器を有している。
【０００３】
このようなパルス分析装置などで用いられる従来の受信装置の構成の一例を図５に示す。この受信装置は、初段高周波増幅部１、受信部２、サンプリング部３、及び量子化部４から構成されている。また、量子化部４は、比較器４１、及びしきい値記憶器４２から構成されている。
【０００４】
上記の構成において、到来パルス電波は空中線部において受信され、初段高周波増幅部１で所定のレベルまで増幅されて受信部２に送られる。受信部２は、対象とする到来パルス電波を受信処理することのできる比較的狭い通過帯域を有しており、目標の周波数に同調させることにより増幅・検波処理を行なって対象受信波のアナログビデオ信号を出力する。このアナログビデオ信号はサンプリング部３に送出されると、サンプリング部３において所定の間隔でその振幅がサンプリングされ、さらに量子化部４に送出される。
【０００５】
量子化部４は、サンプリングされたビデオ信号の振幅値を、比較器４１によりあらかじめしきい値記憶器４２に記憶されたしきい値と比較し、その大小関係に基づいて振幅を２値（０または１）に量子化する。そして、量子化されたビデオ信号が量子化部４の比較器４１から出力され、さらに後段におけるパルス諸元の詳細な分析に供される。
【０００６】
ところで、ビデオ信号の振幅を２値に量子化するためのしきい値は、あらかじめ確保すべきＳＮ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ）比に基づいて設定される。このしきい値の設定が正しくない場合、すなわち高く設定されるとＳＮ比が良好な信号のみが量子化され、また、低く設定されるとノイズも信号とみなして量子化されてしまうことになり、後段におけるパルス諸元の詳細な分析での誤りを増加させる要因になる。
【０００７】
一方、経年変化やその時々の周囲温度の変化などによって受信装置内の各部に利得の変動が起こり、しきい値にも相対的なズレを生じる。このため、しきい値の再設定作業を必要とするが、この作業は次のような方法によっていた。すなわち、操作員がまず初段高周波増幅部１の入力端の空中線に最も近い部分に終端器を取り付けて終端し、次に量子化部４からの量子化パルス出力をオシロスコープなどで観測しながら所定のＳＮ比を得られる値に調整し、この値をしきい値記憶器４２に再設定していた。
【０００８】
しかしながら、初段高周波増幅部１は受信装置として良好なＳＮ比を得るために空中線の設置場所に併置されることが多く、また空中線部が例えば多数の空中線素子からなるフェーズドアレイ型等の場合には、初段高周波増幅部１内にその空中線素子数に対応した個数の増幅器が配置されるため、しきい値再設定開始時これら増幅器の入力端のすべてに終端器を取り付けて終端し終了時に復帰させる作業に多大な時間を要していた。さらに、上述の方法では操作員の目視による観測とその結果に基づく手動での設定を必要とするため、しきい値の再設定を短時間に実施することが困難であった。
【０００９】
このようなしきい値に関する課題に対処した事例として、受信信号の振幅をしきい値と比較して目的の受信信号周波数への同調を自動判別する電波受信装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。しかし、この特許文献にには、ＳＮ比と関連づけた定量的なしきい値の設定及び更新については開示されておらず、また、装置内にさらに別系統の受信系を構成しているため装置規模も増大してしまう。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−２３７７８１号公報（第５頁、図１）
【００１１】
【特許文献２】
特開平１１−２７１４２１号公報（第５頁、図１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来の受信装置でのしきい値の再設定においては、初段高周波増幅部の終端や目視観測結果に基づく設定値の更新などに操作員等の介在を必要とし、しかも多大な作業時間を要していた。このため、しきい値の設定作業が装置の運用時間にも影響を与えることになり、人手の介在を減らし、しきい値の設定を短時間で効率的に実施する方法が望まれていた。
【００１３】
本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、受信処理されたビデオ信号の振幅を２値に量子化するためのしきい値の設定を短時間で効率的に実施することのできるしきい値設定方法、及びこれを用いた受信装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のしきい値設定方法は、受信処理されたパルス信号の振幅を所望のＳＮ比で量子化するしきい値を、前記ＳＮ比と誤警報発生率とを対応づけたテーブルを用いて設定する方法であって、あらかじめ既知である受信入力を設定し、この入力設定で受信処理後の振幅出力をあらかじめ設定されたしきい値に基づいて量子化したときの誤警報発生率を計測し、この計測結果が前記テーブルを参照して所望のＳＮ比に該当するかを判定し、この判定の結果、前記所望のＳＮ比に該当しない場合は前記あらかじめ設定されたしきい値を補正値に基づき補正して前記誤警報発生率の計測及び計測結果の判定を繰り返すことにより所望のＳＮ比で量子化するしきい値を確定することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の受信装置は、パルス信号を受信処理しその振幅を所望のＳＮ比で量子化して出力する受信装置において、終端器とこれを前記受信装置の入力に切換接続する切換器と、受信処理された信号の振幅をあらかじめ設定されたしきい値に基づいて量子化する量子化手段と、この量子化手段からの量子化出力の誤警報を計数する計数手段と、前記受信装置の入力に前記終端器を接続したときにおける、量子化のＳＮ比と規定時間内に発生する前記量子化出力の誤警報の発生頻度、しきい値の代表値及び補正値とを対応づけたテーブルと、前記計数手段からの誤警報の計数結果と前記テーブル内の前記所望のＳＮ比に対応した誤警報の発生頻度とを比較して、前記所望のＳＮ比に該当するかを判定する判定手段と、この判定手段からの判定結果により、前記あらかじめ設定されたしきい値を前記テーブル内の対応する補正値に基づき補正する補正演算手段と、前記終端器が前記受信装置の入力に接続されたとき、前記判定手段からの判定結果において前記誤警報の計数結果が前記所望のＳＮ比に該当しない場合は、前記補正演算手段からの補正されたしきい値に基づいた前記量子化手段、前記計数手段及び前記判定手段を繰り返すことにより、前記所望のＳＮ比で量子化するしきい値を確定する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、受信処理されたビデオ信号の振幅を２値に量子化するためのしきい値の設定を短時間で効率的に実施することのできるしきい値設定方法及びこれを用いた受信装置を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るしきい値設定方法及びこれを用いた受信装置の実施の形態を図１乃至図４を参照して説明する。なお、図５に示した従来の受信装置と同一構成には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００１８】
図１は、本発明に係るしきい値設定方法を用いた受信装置の一実施の形態を示すブロック図である。この受信装置は、従来の初段高周波増幅部１、受信部２、サンプリング部３、及び量子化部４に加え、終端器５、切換器６、しきい値設定部７、及び操作部８を有している。さらに、しきい値設定部７は、誤警報計数部７１、比較判定部７２、しきい値演算部７３、制御部７４、及びしきい値検定テーブル７５を有している。
【００１９】
終端器５は、しきい値設定動作中には切換器６を通して初段高周波増幅部１の入力端に接続され、初段高周波増幅部１の入力を終端する。切換器６は、通常の受信動作時には空中線からの到来パルス電波を初段高周波増幅部１に供給し、またしきい値設定動作時にはしきい値設定部７からの終端制御信号により終端器５を初段高周波増幅部１の入力端に接続する。
【００２０】
初段高周波増幅部１は、入力された信号を所定のレベルまで増幅し、受信部２へ送出する。受信部２ではこれを受けとって受信処理し、受信波のアナログビデオ信号を出力する。サンプリング部３はこのアナログビデオ信号の振幅を所定の時間間隔でサンプリングしたサンプリングビデオ信号を量子化部４に送出する。量子化部４では、あらかじめ記憶されたしきい値に基づいてサンプリングビデオ信号を２値に量子化し、量子化ビデオ信号を出力する。
【００２１】
しきい値設定部７は、操作部８からのしきい値設定動作の開始指示信号を受けて切換器６に終端制御信号を送出する。また、しきい値検定テーブル７５は、初段高周波増幅部１の入力端に終端器５を接続した状態において規定時間内に発生する量子化ビデオ信号の誤警報の発生頻度を量子化のＳＮ比に対応付けたものであり、テーブル内容の一例を図２に示す。この例では、量子化のＳＮ比に対応付けて誤警報の発生頻度がそれぞれの範囲で登録されており、これらに加えてしきい値の代表値及び補正値も登録されている。
【００２２】
そして、量子化ビデオ信号中の誤警報の頻度を誤警報計数部７１で計数した計数値が所望のＳＮ比に該当しているか否かをしきい値検定テーブル７５を参照して比較判定部７２で判定し、その判定結果に基づきしきい値演算部７３にてしきい値の補正演算を行なって量子化部４にその演算結果を出力する。制御部７４は、このようにしきい値設定時の動作を制御する。
【００２３】
また、操作部８は、しきい値設定動作の開始指示信号及び量子化のＳＮ比をしきい値設定部７に送出する。
【００２４】
次に、前述の図１、ならびに図３の波形図及び図４のフローチャートを参照して、本発明の実施の形態によるしきい値設定方法及びこれを用いた上述の受信装置の動作を説明する。
【００２５】
まず、通常の受信動作における各種ビデオ信号の波形をモデル化して図３（ａ）に示す。通常の受信動作においては、しきい値設定部７から切換器６に対して終端制御信号は出力されず、初段高周波増幅器１には空中線からの到来パルス電波が入力される。入力された到来パルス電波は、初段高周波増幅器１により所定のレベルまで増幅され、受信部２へ送出される。受信部２においては、周波数変換、増幅、フィルタリング、検波などの受信処理がなされ、アナログビデオ信号となって受信部２からサンプリング部３に送出される（図３（ａ−１））。
【００２６】
このアナログビデオ信号は、サンプリング部３において所定の間隔でサンプリングされ、サンプリングビデオ信号となって量子化部４内の比較器４１に送られる（図３（ａ−２））。比較器４１では、このサンプリングビデオ信号の各サンプル値がしきい値記憶器４２に記憶されているしきい値と比較される。ここで、しきい値記憶器４２には、サンプリングビデオ信号を所定のＳＮ比で２値に量子化するためのしきい値が記憶されている。そして、比較器４１から所定のＳＮ比で量子化された量子化ビデオ信号となって出力される（図３（ａ−３））。
【００２７】
一方、しきい値設定時における各種ビデオ信号の波形をモデル化して図３（ｂ）に示す。しきい値設定時においては、しきい値設定部７から切換器６に対して終端制御信号が出力され、初段高周波増幅部１の入力端には終端器５が接続される。すなわち、初段高周波増幅部１の入力が終端されるため、受信部２から出力されるアナログビデオ信号は雑音のみとなり（図３（ｂ−１））、これがサンプリング部３でサンプリングされた後（図３（ｂ−２））、量子化部４において量子化される。この量子化ビデオ信号には、図３（ｂ−３）に示したように誤警報が含まれるが、しきい値設定部７は、この誤警報数をしきい値検定テーブル７５に基づき検定し、所望のＳＮ比で量子化されるようにしきい値記憶器４２の内容を更新する。
【００２８】
これらしきい値設定時における動作を、図４のフローチャートを参照してさらに詳細に説明する。
【００２９】
操作部８においてしきい値設定の指示操作がなされると、操作部８からしきい値設定の開始指示信号が発せられ、所望のＳＮ比がしきい値設定部７の制御部７４に入力される（ＳＴ１）。制御部７４はこれを受けとって、まず、切換器６に対して終端制御信号を送出し、初段高周波増幅部１の入力に終端器５を接続する（ＳＴ２）。
【００３０】
次に、制御部７４は、しきい値検定テーブル７５を参照し、入力されたＳＮ比に対応する誤警報数の判定範囲を比較判定部７２送出する（ＳＴ３）。同時に、制御部７４はしきい値検定テーブル７５を参照し、入力されたＳＮ比に対応するしきい値の代表値及び補正値をしきい値演算部７３に送出する（ＳＴ４）。しきい値演算部７３は、これらの値を受けとって設定値を算出し、しきい値記憶器４２に送出する（ＳＴ５）。
【００３１】
上記の設定ののち、量子化部４から出力される量子化ビデオ信号の観測が開始され、規定時間内（例えば１０秒間）に発生する誤警報数が誤警報計数部７１にて計数される（ＳＴ６）。そして、この計数値は比較判定部７２に送られ、入力されたＳＮ比に対応する範囲であるか比較される（ＳＴ７）。
【００３２】
この比較の結果、範囲外であると判定された場合には（ＳＴ７のＮＯ）、しきい値演算部７３は、比較判定部からの判定結果及び補正値に基づいて設定値を更新する（ＳＴ８）。そして、更新された設定値が再びしきい値記憶器４２に送られ（ＳＴ５）、誤警報数の計数（ＳＴ６）及び計数値の比較（ＳＴ７）が繰り返される。
【００３３】
一方、ＳＴ７における比較の結果、範囲内であると判定された場合には（ＳＴ７のＹＥＳ）、その旨の判定結果がしきい値演算部７３に送られ、しきい値演算部７３はその設定値を確定して制御部７４に通知する（ＳＴ９）。制御部７４は、この確定通知を受けて切換器６への終端制御信号を解除し、しきい値設定を終了する（ＳＴ１０）。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態によるしきい値設定方法及びこれを用いた受信装置によれば、初段高周波増幅部１の入力に終端器５を切換器６により自動切換接続し、そのときの量子化ビデオ信号の誤警報をしきい値設定部７で計数している。そして、この計数結果に基づき、しきい値設定部７は、量子化のＳＮ比と誤警報数とを対応させたしきい値検定テーブル７５を用いて、所望する量子化のＳＮ比が得られるように、振幅を２値に量子化するしきい値を量子化部４に自動設定している。これにより、しきい値の設定を短時間で効率的に実施することができる。
【００３５】
なお、図４のフローチャートにおいては、終端器の接続（ＳＴ２）は誤警報の計数（ＳＴ６）までの間に入れ替えることができる。また、誤警報判定範囲の送出（ＳＴ３）、ならびに代表値及び補正値の送出（ＳＴ４）は、ＳＮ比の受領（ＳＴ１）から設定値の送出（ＳＴ５）の間であれば順序を問わず入れ替えることができ、種々の形態を採用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のしきい値設定方法及びこれを用いた受信装置によれば、受信処理されたビデオ信号の振幅を２値に量子化するためのしきい値の設定を短時間で効率的に実施することのできるしきい値設定方法、及びこれを用いた受信装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る受信装置の一実施の形態を示すブロック図。
【図２】しきい値検定テーブル７５のテーブル内容の一例を示す図。
【図３】各種ビデオ信号の波形をモデル化して示す波形図。
【図４】しきい値設定時における動作を説明するフローチャート。
【図５】従来の受信装置の構成の一例を示すブロック図。
【符号の説明】
１  初段高周波増幅部
２  受信部
３  サンプリング部
４  量子化部
５  終端器
６  切換器
７  しきい値設定部
８  操作部
【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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