(57)【要約】      （修正有）【課題】  高速かつ高価なＡ／Ｄ変換器を使用しないので、安価にできる。【解決手段】  入力信号が所定値より大きいまたは所定値以上である状態Ｘと状態Ｘでない状態Ｙを区別できる信号を出力する前処理部２と、タイマー３と、前処理部２の出力を入力として入力信号が状態Ｙから状態Ｘに変化する時点でのタイマー３が計測する時間（経過時間と呼ぶ）である立上り時間と立上り時間を検出後に入力信号が状態Ｘから状態Ｙに変化する立下り時間を出力する状態変化検出部４と、１個のピークが存在する範囲（フレームと呼ぶ）内で最大の所定値の立上り時間（フレーム立上り時間と呼ぶ）と立下り時間（フレーム立下り時間と呼ぶ）を検出するピーク検出部７と、フレーム立下り時間またはフレーム立上り時間の何れか少なくとも一を使用して入力信号が最大になる時間（ピーク時間と呼ぶ）を計算するピーク時間計算部９を備える。【選択図】        図１
2005156338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号が所定値より大きいかまたは所定値以上である状態Ｘと該状態Ｘでない状態Ｙを区別できる信号を出力する前処理部と、タイマーと、前記前処理部の出力を入力として前記入力信号が前記状態Ｙから前記状態Ｘに変化する時点での前記タイマーが計測する時間（経過時間と呼ぶ）である立上り時間を前記所定値ごとに出力する状態変化検出部と、前記立上り時間を入力として１個のピークが存在する範囲（フレームと呼ぶ）内で最大の前記所定値の前記立上り時間（フレーム立上り時間と呼ぶ）を検出するピーク検出部とを備え、前記フレーム立上り時間を前記フレーム内で入力信号が最大になる時間（ピーク時間と呼ぶ）とすることを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
前記状態変化検出部が前記立上り時間を検出後に前記入力信号が前記状態Ｘから前記状態Ｙに変化する時点での前記経過時間である立下り時間を前記所定値ごとに出力し、前記ピーク検出部が前記立下り時間を入力として前記フレーム内で最大の前記所定値の前記立下り時間（フレーム立下り時間と呼ぶ）を検出し、前記フレーム立下り時間を前記ピーク時間とすることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記フレーム立上り時間または前記フレーム立下り時間の何れか少なくとも一を使用して前記ピーク時間を計算するピーク時間計算部を備えた請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
入力信号が所定値より大きいかまたは所定値以上である状態Ｘと該状態Ｘでない状態Ｙを区別できる信号を出力する前処理部と、タイマーと、前記前処理部の出力を入力として前記入力信号が前記状態Ｙから前記状態Ｘに変化する時点での前記タイマーが計測する時間（経過時間と呼ぶ）である立上り時間と、該立上り時間を検出後に前記入力信号が前記状態Ｘから前記状態Ｙに変化する時点での前記経過時間である立下り時間とを前記所定値ごとに出力する状態変化検出部と、少なくとも一の前記立上り時間または前記立下り時間を使用して１個のピークが存在する範囲（フレームと呼ぶ）内で入力信号が最大になる時間（ピーク時間と呼ぶ）を計算するピーク時間計算部を備えた信号処理装置。
【請求項５】
前記立上り時間と前記立下り時間が１個の前記フレーム内に複数ある前記所定値がある場合に、少なくとも前記ピーク時間の計算に使用するものに関して、下記（Ａ）〜（Ｃ）の条件をすべて満足するようにそれぞれ１個を選択することを特徴とする請求項４に記載の信号処理装置。
（Ａ）前記所定値が小さい順番に、前記所定値の選択した前記立上り時間が小さい。
（Ｂ）前記所定値が小さい順番に、前記所定値の選択した前記立下り時間が大きい。
（Ｃ）すべての選択した前記立上り時間は、すべての選択した前記立下り時間よりも小さい。
【請求項６】
入力信号が所定値未満または所定値以下である状態Ｘと該状態Ｘでない状態Ｙを区別できる信号を出力する前処理部と、タイマーと、前記前処理部の出力を入力として前記入力信号が前記状態Ｙから前記状態Ｘに変化する時点での前記タイマーが計測する時間（経過時間と呼ぶ）である立下り時間を前記所定値ごとに出力する状態変化検出部と、前記立下り時間を入力として１個のピークが存在する範囲（フレームと呼ぶ）内で最小の前記所定値の前記立下り時間（フレーム立下り時間と呼ぶ）を検出するピーク検出部とを備え、前記フレーム立下り時間を前記フレーム内で入力信号が最小になる時間（ピーク時間と呼ぶ）とすることを特徴とする信号処理装置。
【請求項７】
前記状態変化検出部が前記立下り時間を検出後に前記入力信号が前記状態Ｘから前記状態Ｙに変化する時点での前記経過時間である立上り時間を前記所定値ごとに出力し、前記ピーク検出部が前記立上り時間を入力として前記フレーム内で最小の前記所定値の前記立上り時間（フレーム立上り時間と呼ぶ）を検出し、前記フレーム立上り時間を前記ピーク時間とすることを特徴とする請求項６に記載の信号処理装置。
【請求項８】
前記フレーム立下り時間または前記フレーム立上り時間の何れか少なくとも一を使用して前記ピーク時間を計算するピーク時間計算部を備えた請求項７に記載の信号処理装置。
【請求項９】
入力信号が所定値未満または所定値以下である状態Ｘと該状態Ｘでない状態Ｙを区別できる信号を出力する前処理部と、タイマーと、前記前処理部の出力を入力として前記入力信号が前記状態Ｙから前記状態Ｘに変化する時点での前記タイマーが計測する時間（経過時間と呼ぶ）である立下り時間と、該立下り時間を検出後に前記入力信号が前記状態Ｘから前記状態Ｙに変化する時点での前記経過時間である立上り時間とを前記所定値ごとに出力する状態変化検出部と、少なくとも一の前記立下り時間または前記立上り時間を使用して１個のピークが存在する範囲（フレームと呼ぶ）内で入力信号が最小になる時間（ピーク時間と呼ぶ）を計算するピーク時間計算部を備えた信号処理装置。
【請求項１０】
前記立下り時間と前記立上り時間が１個の前記フレーム内に複数ある前記所定値がある場合に、少なくとも前記ピーク時間の計算に使用するものに関して、下記（Ａ）〜（Ｃ）の条件をすべて満足するようにそれぞれ１個を選択することを特徴とする請求項９に記載の信号処理装置。
（Ａ）前記所定値が小さい順番に、前記所定値の選択した前記立下り時間が小さい。
（Ｂ）前記所定値が小さい順番に、前記所定値の選択した前記立上り時間が大きい。
（Ｃ）すべての選択した前記立下り時間は、すべての選択した前記立上り時間よりも小さい。
【請求項１１】
連続する前記フレームの前記ピーク時間の間隔から前記入力信号の周波数を計算する周波数計算部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項１０の何れか一に記載の信号処理装置。
【請求項１２】
受信信号の周波数分布を時間分布に変換して出力するコンプレッシブ受信機と、該コンプレッシブ受信機の出力信号を前記入力信号とする請求項１〜請求項１０の何れか一に記載の信号処理装置と、該信号処理装置が検出する前記ピーク時間から受信信号の周波数を計算する周波数計算部とを備えた受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、信号が最大または最小になるピーク時間を計算する信号処理装置及びこれを用いた受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
信号の周波数を推定する従来の信号処理装置は、例えば許認可された無線局または無許可の不法無線局が発信する通信波を監視する電波監視装置では、受信した信号をＡ／Ｄ変換器（Ａｎａｌｏｇ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）によりデジタル化してからデジタル信号処理を行っていた。（例えば、特許文献１を参照）
また、関連技術として受信信号の周波数分布を時系列信号に変換して出力するコンプレッシブ受信機が知られており、レーダ装置などに使用されている。（例えば、特許文献２を参照）
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２２４３１２号公報
【特許文献２】特許２６８８３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の信号処理装置はＡ／Ｄ変換器を使用するので、ピーク幅が数ナノ秒と短いパルス信号を検出し、周波数を推定するなどのためにピーク時間（信号が最大または最小になる時間）を求めるためには、サンプリング周波数が２００ＭＳＰＳ（Mega sample per second）以上のＡ／Ｄ変換器が必要になる。ピーク幅が１０ナノ秒のパルス信号を原信号とすると、原信号の主たる周波数成分は１００ＭＨｚになり、１００ＭＨｚより大きい周波数成分を無視しても波形は大きくは変化しない。標本化定理により、原信号を正確にデジタル化するには原信号に含まれる最大の周波数の２倍以上の周波数でサンプリングする必要がある。つまり、ピーク幅が１０ナノ秒のパルス信号を検出するためには、主たる周波数成分は１００ＭＨｚなので、２００ＭＳＰＳ以上のＡ／Ｄ変換器が必要になる。
このような高速なＡ／Ｄ変換器では信号量が膨大になり、信号を記憶するメモリや信号を処理するＤＳＰ（Digital Signal Processor）なども多数必要になる。高速なＡ／Ｄ変換器は高価であり、メモリやＤＳＰも多数必要になるので、信号処理装置も高価であった。
なお、レーダ装置などに使用されるコンプレッシブ受信機の受信信号はピーク幅が数ナノ秒のパルスとなり、そのピーク時間を正確に求めることが必要となる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係る信号処理装置は、入力信号が所定値より大きいかまたは所定値以上である状態Ｘと該状態Ｘでない状態Ｙを区別できる信号を出力する前処理部と、タイマーと、前記前処理部の出力を入力として前記入力信号が前記状態Ｙから前記状態Ｘに変化する時点での前記タイマーが計測する時間（経過時間と呼ぶ）である立上り時間を前記所定値ごとに出力する状態変化検出部と、前記立上り時間を入力として１個のピークが存在する範囲（フレームと呼ぶ）内で最大の前記所定値の前記立上り時間（フレーム立上り時間と呼ぶ）を検出するピーク検出部とを備え、前記フレーム立上り時間を前記フレーム内で入力信号が最大になる時間（ピーク時間と呼ぶ）とすることを特徴とするものである。
【０００６】
また、入力信号が所定値より大きいかまたは所定値以上である状態Ｘと該状態Ｘでない状態Ｙを区別できる信号を出力する前処理部と、タイマーと、前記前処理部の出力を入力として前記入力信号が前記状態Ｙから前記状態Ｘに変化する時点での前記タイマーが計測する時間（経過時間と呼ぶ）である立上り時間と、該立上り時間を検出後に前記入力信号が前記状態Ｘから前記状態Ｙに変化する時点での前記経過時間である立下り時間とを前記所定値ごとに出力する状態変化検出部と、少なくとも一の前記立上り時間または前記立下り時間を使用して１個のピークが存在する範囲（フレームと呼ぶ）内で入力信号が最大になる時間（ピーク時間と呼ぶ）を計算するピーク時間計算部を備えたものである。
【０００７】
さらに、入力信号が所定値未満または所定値以下である状態Ｘと該状態Ｘでない状態Ｙを区別できる信号を出力する前処理部と、タイマーと、前記前処理部の出力を入力として前記入力信号が前記状態Ｙから前記状態Ｘに変化する時点での前記タイマーが計測する時間（経過時間と呼ぶ）である立下り時間を前記所定値ごとに出力する状態変化検出部と、前記立下り時間を入力として１個のピークが存在する範囲（フレームと呼ぶ）内で最小の前記所定値の前記立下り時間（フレーム立下り時間と呼ぶ）を検出するピーク検出部とを備え、前記フレーム立下り時間を前記フレーム内で入力信号が最小になる時間（ピーク時間と呼ぶ）とすることを特徴とするものである。
【０００８】
さらにまた、入力信号が所定値未満または所定値以下である状態Ｘと該状態Ｘでない状態Ｙを区別できる信号を出力する前処理部と、タイマーと、前記前処理部の出力を入力として前記入力信号が前記状態Ｙから前記状態Ｘに変化する時点での前記タイマーが計測する時間（経過時間と呼ぶ）である立下り時間と、該立下り時間を検出後に前記入力信号が前記状態Ｘから前記状態Ｙに変化する時点での前記経過時間である立上り時間とを前記所定値ごとに出力する状態変化検出部と、少なくとも一の前記立下り時間または前記立上り時間を使用して１個のピークが存在する範囲（フレームと呼ぶ）内で入力信号が最小になる時間（ピーク時間と呼ぶ）を計算するピーク時間計算部を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る信号処理装置は、入力信号が所定値より大きいかまたは所定値以上である状態Ｘと該状態Ｘでない状態Ｙを区別できる信号を出力する前処理部と、タイマーと、前記前処理部の出力を入力として前記入力信号が前記状態Ｙから前記状態Ｘに変化する時点での前記タイマーが計測する時間（経過時間と呼ぶ）である立上り時間を前記所定値ごとに出力する状態変化検出部と、前記立上り時間を入力として１個のピークが存在する範囲（フレームと呼ぶ）内で最大の前記所定値の前記立上り時間（フレーム立上り時間と呼ぶ）を検出するピーク検出部とを備え、前記フレーム立上り時間を前記フレーム内で入力信号が最大になる時間（ピーク時間と呼ぶ）とすることを特徴とするものなので、高価なＡ／Ｄ変換器を使用することなく低コスト化が実現できるという効果が有る。
【００１０】
また、入力信号が所定値より大きいかまたは所定値以上である状態Ｘと該状態Ｘでない状態Ｙを区別できる信号を出力する前処理部と、タイマーと、前記前処理部の出力を入力として前記入力信号が前記状態Ｙから前記状態Ｘに変化する時点での前記タイマーが計測する時間（経過時間と呼ぶ）である立上り時間と、該立上り時間を検出後に前記入力信号が前記状態Ｘから前記状態Ｙに変化する時点での前記経過時間である立下り時間とを前記所定値ごとに出力する状態変化検出部と、少なくとも一の前記立上り時間または前記立下り時間を使用して１個のピークが存在する範囲（フレームと呼ぶ）内で入力信号が最大になる時間（ピーク時間と呼ぶ）を計算するピーク時間計算部を備えたものなので、高価なＡ／Ｄ変換器を使用することなく低コスト化が実現できるという効果が有る。
【００１１】
さらに、入力信号が所定値未満または所定値以下である状態Ｘと該状態Ｘでない状態Ｙを区別できる信号を出力する前処理部と、タイマーと、前記前処理部の出力を入力として前記入力信号が前記状態Ｙから前記状態Ｘに変化する時点での前記タイマーが計測する時間（経過時間と呼ぶ）である立下り時間を前記所定値ごとに出力する状態変化検出部と、前記立下り時間を入力として１個のピークが存在する範囲（フレームと呼ぶ）内で最小の前記所定値の前記立下り時間（フレーム立下り時間と呼ぶ）を検出するピーク検出部とを備え、前記フレーム立下り時間を前記フレーム内で入力信号が最小になる時間（ピーク時間と呼ぶ）とすることを特徴とするものなので、高価なＡ／Ｄ変換器を使用することなく低コスト化が実現できるという効果が有る。
【００１２】
さらにまた、入力信号が所定値未満または所定値以下である状態Ｘと該状態Ｘでない状態Ｙを区別できる信号を出力する前処理部と、タイマーと、前記前処理部の出力を入力として前記入力信号が前記状態Ｙから前記状態Ｘに変化する時点での前記タイマーが計測する時間（経過時間と呼ぶ）である立下り時間と、該立下り時間を検出後に前記入力信号が前記状態Ｘから前記状態Ｙに変化する時点での前記経過時間である立上り時間とを前記所定値ごとに出力する状態変化検出部と、少なくとも一の前記立下り時間または前記立上り時間を使用して１個のピークが存在する範囲（フレームと呼ぶ）内で入力信号が最小になる時間（ピーク時間と呼ぶ）を計算するピーク時間計算部を備えたものなので、高価なＡ／Ｄ変換器を使用することなく低コスト化が実現できるという効果が有る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
この実施の形態１での信号処理装置１の構成を表すブロック図を、図１に示す。この信号処理装置１は、入力信号が1個以上（この実施の形態１では５個）の所定値ごとに所定値以上かどうかを出力する前処理部２と、処理開始からの経過時間を計測するタイマー３と、前処理部２の出力を入力として入力信号が最初に所定値以上になる時点の経過時間である立上り時間と立上り時間後に最初に入力信号が所定値未満になる時点の経過時間である立下り時間を所定値ごとに出力する状態変化検出部４と、状態変化検出部４などがデータを設定参照する一時データ領域５及び保存データ領域６と、所定値ごとの立上り時間と立下り時間から最大の所定値の立上り時間（フレーム立上り時間と呼ぶ）と立下り時間（フレーム立下り時間）とを検出するピーク検出部７と、周期的に一時データ領域５のデータを保存データ領域６に移動させるデータ保存部８と、フレーム立上り時間とフレーム立下り時間から入力信号のピーク時間を計算するピーク時間計算部９と、適切なタイミングで一時データ領域５及び保存データ領域６のデータをリセットするリセット部１０とを有する。なお、一時データ領域５のデータをリセットしてから次にリセットするまでを１フレームとする。フレームは１個のピークが存在する範囲である。処理開始の最初のフレームの番号を０として、フレームには番号を付ける。なお、前処理部２以外は、マイコンまたはより高度な電子計算機などにより実行される。
【００１４】
前処理部２は、５個の比較器２Ａと、所定の電圧（Ｖ）の直流電源２Ｂと、直流電源２Ｂと接地の間に直列に接続された５個の同じ大きさの抵抗２Ｃと、各抵抗２Ｃの接地から遠い側に設けられた比較電圧端子２Ｄと、入力信号が入力される入力端子２Ｅとが有る。比較器２Ａは入力端子２Ｅとそれぞれ異なる比較電圧端子２Ｄとを入力とする。抵抗２Ｃの大きさがすべて同じなので、５個の比較器２Ａは、それぞれ（１／５）×Ｖ、（２／５）×Ｖ、（３／５）×Ｖ、（４／５）×Ｖ、Ｖ以上に入力信号の電圧がなる場合に１を出力し、それ以外の場合に０を出力する。５個の比較器２Ａは、比較電圧端子２Ｄの電圧が低い順番に、０，１，２，３，４と番号をつける。こうすると、比較器２Ａの番号が所定値の大きさの順番に対応することになる。比較器２Ａの出力を、それぞれＬ０，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４と呼ぶことにする。電圧Ｖと抵抗２Ｃの大きさは、比較器２Ａにより比較電圧端子２Ｄの電圧が変動せず、抵抗２Ｃで発生するロスが許容できるように調整する。
比較器２Ａの出力が１の場合が状態Ｘであり、０の場合が状態Ｙである。状態Ｘ、状態Ｙと立上り時間、立下り時間の関係は、以下のようになる。状態Ｙから状態Ｘに最初に変化する時点での経過時間が立上り時間であり、立下り時間は立下り時間後に最初に状態Ｘから状態Ｙに変化する時点での経過時間である。
【００１５】
タイマー３は、信号処理装置１が処理開始信号を受けてからの経過時間を、ナノ秒を単位とする整数で出力する。１回の処理時間は長くても３秒程度なので、時間を表現する整数は３２ビットの整数とする。３２ビットの整数であれば、４，２９４，９６７，２９６ナノ秒すなわち約４．３秒までの時間を表現できる。処理時間がより長い場合は、ビット数を大きくするか、単位の時間を５ナノ秒などのように大きくするか、実数で表現するなどする。なお、処理時間が３秒程度の場合でも、前記の何れかの対策をとってもよい。ただし、時間を整数で表現する場合の整数１が意味する単位の時間は、入力信号の想定するピーク幅よりも短くする必要がある。ここで、ピーク幅とは、ピークの前後の最小値の両方よりも大きい最小の所定値に関して、信号の大きさがその所定値以上である経過時間の幅である。
経過時間は、処理開始信号を受けてからの時間でなくても、他の基準からの時間としてもよい。処理開始信号を受けてからの時間にした方が、時間を整数値で表現する場合に少ないビット数で表現できる。
【００１６】
一時データ領域５には、以下のデータを保存できる。ｔＵ[]、ｔＤ[]の配列の大きさは、比較器２Ａの数以上とする。最大レベルＰの初期値は−１とし、その他の初期値は０とする。
ｔ      ：現在のタイマー３の経過時間。
ＮＵ    ：立上りを検出した比較器２Ａの番号。
ｔＵ[ｊ]：番号ｊの比較器２Ａの立上り時間。
ｔＵＦ  ：フレーム立上り時間。
Ｐ      ：立上り時間が検出された最大の比較器２Ａの番号。最大レベルと呼ぶ。
ｔｔ    ：最大レベルＰを最後に更新してからの時間。
ＮＤ    ：立下りを検出した比較器２Ａの番号。
ｔＤ[ｊ]：番号ｊの比較器２Ａの立下り時間。
ｔＤＦ  ：フレーム立下り時間。
【００１７】
保存データ領域６には、以下のデータを保存できる。ｔＵＨ[]、ｔＤＨ[]、ｔＰＨ[]、ＰＨ[]の配列の大きさは、想定するフレームの最大数以上になるようにする。
Ｔ        ：ｔｔと比較する所定の時間。処理開始時に読み込まれる。
ｔＵＨ[ｋ]：番号ｋのフレームでのフレーム立上り時間。
ｔＤＨ[ｋ]：番号ｋのフレームでのフレーム立下り時間。
ｔＰＨ[ｋ]：番号ｋのフレームでのピーク時間
ＰＨ[ｋ]  ：番号ｋのフレームでの最大レベル。
Ｍ        ：データを保存したフレーム数。処理開始時にゼロとする。
【００１８】
一時データ領域５と保存データ領域６の違いは、リセットのタイミングだけである。一時データ領域５は１フレームの開始時点でデータをすべて初期値に戻してリセットするが、保存データ領域６は処理開始時点でだけリセットする。一時データ領域５と保存データ領域６とを別の観点から区分してもよいし、区分しなくてもよい。
状態変化検出部４には、比較器２Ａごとの立上り時間を出力する立上り検出部４Ａと、比較器２Ａごとの立下り時間を出力する立下り検出部４Ｂとが有る。ピーク検出部７には、フレーム立上り時間を検出する立上りピーク検出部７Ａと、フレーム立下り時間を検出する立下りピーク検出部７Ｂと、最大レベルＰを最後に更新してからの時間ｔｔを計測するタイマー７Ｃとが有る。
【００１９】
実施の形態１での信号処理装置１は、図２に示すようなコンプレッシブ受信機１１の受信信号の周波数を求めるために使用される。図２において、コンプレッシブ受信機１１の出力信号が信号処理装置１の入力信号になり、コンプレッシブ受信機１１の動作特性に関する変数の値と信号処理装置１からのフレームごとのピーク時間とを使用して受信信号の周波数を計算する周波数計算部１２とがある。コンプレッシブ受信機１１は、特許文献２で従来例として説明されているものと同様とする。なお、コンプレッシブ受信機１１の構成および動作は、以下で説明するものでなくてもよい。信号処理装置１をコンプレッシブ受信機１１と組合せて使用する場合には、コンプレッシブ受信機１１の特性に合わせて信号処理装置１を構成する。
コンプレッシブ受信機１１は、受信信号の周波数を時間成分に変換するために発振周波数をノコギリの刃状に変化させる局部発振器１１Ａと、受信信号と局部発振器が発振するローカル信号を混合する混合器１１Ｂと、混合器１１Ｂの出力である中間ＩＦ信号を時間的に成形するための重み付けフィルタ１１Ｃと、重み付けフィルタ１１Ｃの出力の信号エネルギーを時間的に圧縮するための分散型遅延線１１Ｄと、分散型遅延線１１Ｄの出力を飽絡線検波する検波器１１Ｅから構成される。
【００２０】
コンプレッシブ受信機１１の特性は、図３とする。図３(a)に局部発振器１１Ａの発振周波数の時間に対する変動特性を示し、図３(b)に分散型遅延線１１Ｄで発生する遅延の周波数に対する特性を示す。ここに、変数を以下のように定義する。
ｆＨ  ：受信信号の上限の周波数。
ｆＬ  ：受信信号の下限の周波数。
ＢＲ  ：受信信号の帯域幅。ＢＲ＝ｆＨ−ｆＬ。
ｆ    ：受信信号の帯域幅の中の周波数。
ＢＩ  ：中間ＩＦ信号の帯域幅
ＦＬ  ：中間ＩＦ信号の下限の周波数。
Ｔ１  ：局部発振器１１Ａでの周波数変動の周期
Ｆ１Ｌ：局部発振器１１Ａでの周波数の下限。
Ｔｄｍ：周波数ＦＬ＋ＢＩに対して分散型遅延線１１Ｄで発生する遅延時間。
Ｔ０  ：ＢＩの周波数の差により分散型遅延線１１Ｄで発生する遅延時間の差。
μ    ：分散型遅延線１１Ｄでの遅延時間の特性の傾き
ＴＤ  ：周波数ｆの受信信号の遅延時間。
【００２１】
局部発振器１１Ａの発振周波数は、Ｔ１の周期で直線的にＢＲ＋ＢＩ上昇し、瞬時にＢＲ＋ＢＩ減少することを繰り返すノコギリの刃状に変化する。分散型遅延線１１Ｄは周波数が大きいほど遅延が少なく、周波数がＢＩ増加するとＴ０だけ遅延時間が減少する。周波数ＦＬ＋ＢＩの受信信号に対して分散型遅延線１１Ｄで発生する遅延時間がＴｄｍでありと、周波数ＦＬではＴｄｍ＋Ｔ０である。遅延時間ＴＤの起算の時点は、周波数ｆＬの受信信号でＴＤ＝Ｔ１となるように、局部発振器１１Ａの発振周波数が最小の時点からＴｄｍだけ経過した時点とする。
局部発振器１１Ａと分散型遅延線１１Ｄの特性の間には、以下の式で表現される関係が存在する。
（ＢＲ＋ＢＩ）／Ｔ１＝ＢＩ／Ｔ０＝μ／２π                        （式１）
重み付けフィルタ１１Ｃは、ＦＬ〜ＦＬ＋ＢＩの帯域幅だけを通過させる帯域フィルタとする。ここに、周波数に関して以下が成立する。
Ｆ１Ｌ＋ｆＨ＝ＦＬ                                                （式２）
【００２２】
詳細は省略するが（式１）が成立するので、分散型遅延線１１Ｄにより周波数ｆの受信信号はどの時点のものでも以下の式で表現される一点に集中する。理論的には一点であっても、実際にはピーク幅が数ナノ秒のパルス状の波形になる。
ＴＤ＝Ｔ０＋（μ／２π）×（ｆＨ−ｆ）                            （式３）
ＴＤ＝Ｔ１＋（μ／２π）×（ｆＬ−ｆ）                            （式４）
周波数ｆＨの信号の遅延時間ＴＤはＴ０で、周波数ｆＬの場合にはＴ１になる。周波数ｆＨとｆＬの間の周波数ｆだと、遅延時間ＴＤは（式３）または（式４）で計算できＴ０とＴ１の間になる。つまり、コンプレッシブ受信機１１は周波数分布を時間分布に変換するものである。コンプレッシブ受信機１１の出力信号のピーク時間を計測して、ピーク時間を遅延時間ＴＤに変換すると、以下の式からそのピークに対応する受信信号の周波数を計算できる。
ｆ＝ｆＨ＋（２π／μ）×（Ｔ０−ＴＤ）                            （式５）
ｆ＝ｆＬ＋（２π／μ）×（Ｔ１−ＴＤ）                            （式６）
周波数計算部１２は、信号処理装置１で計測されたピーク時間を変換した遅延時間ＴＤから、（式５）または（式６）により、そのピークに対応する受信信号の周波数を計算する。
【００２３】
以上で構造の説明を終了し、以下で動作を説明する。実施の形態１での立上り検出時の動作を説明する図を、図４に示す。図４(a)に入力信号を示し、図４(b)に前処理部２の出力であるＬ０，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を示し、図４(c)には一時データ領域５のデータを示す。図４(a)の入力信号は、小さい複数の局所ピークを持った波形であり、番号ｋとｋ＋１の２フレーム分を示す。ここで、局所ピークとは、信号の変化速度がゼロになり減少に転ずる頂点である。これに対して、ピークは、ある範囲内で信号が最大になる局所ピークである。立上り検出部４Ａがピーク立上り検出部７Ａにイベントを送る時点では、図４(b)から図４(c)に向かって破線の矢印を引き、経過時間とＮＵをカンマ（，）で区切ってその傍に書く。経過時間は、ｔ１から順番に番号が小さいほど前の時間であるとする。図４(c)では最大レベルＰが更新される時点で、縦罫線を入れる。縦罫線の間の区間で変化しないデータは中央に書き、ｔｔなど変化するデータは左詰で値を書き、処理を説明する上で必要な箇所では複数の値を書く。
【００２４】
実施の形態１での立上り検出部４Ａの動作を説明するフローチャートを、図５に示す。立上り検出部４Ａは、常にステップ００１でＬ０，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を監視して、ゼロでなくなったものが有るかチェックする。どれもゼロのままであれば、ステップ００１を繰り返し実行する。どれかがゼロでなくなくなることを検出すると、ステップ００２でその時点のタイマー３の経過時間をｔに、ゼロでなくなった比較器２Ａの番号をＮＵに、それぞれ設定する。そして、ステップ００３で、番号ＮＵの比較器２Ａの立上り時間ｔＵ[ＮＵ]が未設定であることを意味する値（この場合はゼロ）であるかどうかをチェックする。未設定でなければ、ステップＳ００１に戻る。未設定ならば、ステップＳ００４で立上り時間ｔＵ[ＮＵ]＝ｔと設定する。ステップＳ００５で、ピーク立上り検出部７Ａにイベントを送る。そして、ステップＳ００１に戻る。
図５のフローチャートではＥＮＤを書いていないが、信号処理装置１が処理を終了すると、立上り検出部４Ａも停止する。このことは、ＥＮＤを書いていない他の処理のフローチャートでもあてはまる。
【００２５】
実施の形態１でのピーク立上り検出部７Ａの動作を説明するフローチャートを、図６に示す。ピーク立上り検出部７Ａは、常にステップＳ１０１で立上り検出部４Ａからのイベントの有無をチェックする。立上り検出部４Ａからのイベントが有る場合は、ステップＳ１０２で、ＮＵが最大レベルＰよりも大きいかどうかを比較する。ＮＵが最大レベルＰ以下の場合は、ステップＳ１０１に戻る。ＮＵが最大レベルＰよりも大きい場合は、ステップＳ１０３で最大レベルＰとフレーム立上り時間ｔＵＦを、Ｐ＝ＮＵ、ｔＵＦ＝ｔＵ[Ｐ]と更新する。そして、ステップＳ１０４で、タイマー７Ｃにイベントを送り、イベントを受けたタイマー７Ｃはｔｔ＝０として、ｔｔがこの時点からの時間になるようにする。そして、ステップＳ１０１に戻る。
【００２６】
立上り検出部４Ａからのイベントが無い場合は、ステップＳ１０５で、タイマー７ＣからのｔｔがＴ以上経過したことを意味するイベントがあるかどうかをチェックする。ｔｔがＴ以上経過のイベントがある場合は、ステップＳ１０６でデータ保存部８により、一時データ領域５のデータを保存データ領域６に保存する。ステップＳ１０７でリセット部１０により一時データ領域３のすべてのデータを初期値に戻す。ステップＳ１０８で、データを保存したフレーム数Ｍを１加算して、ステップＳ１０１に戻る。
ｔｔがＴ以上経過のイベントがない場合は、ステップ１０９で処理終了信号が入力されているかチェックする。入力されていない場合は、ステップＳ１０１に戻る。入力されている場合は、ステップＳ１１０で、ピーク時間計算部９によりピーク時間を計算して、処理を終了する。
【００２７】
図６のステップ１０６でのデータ保存部８では、以下のように一時データ領域３のデータを保存データ領域４に保存する。なお、立下り時間ｔＤＦの求め方はまだ説明していないが、この時点までに求められているので、ここで保存する。
ｔＵＨ[Ｍ]＝ｔＵＦ
ｔＤＨ[Ｍ]＝ｔＤＦ
ＰＨ[Ｍ]  ＝Ｐ
【００２８】
図４の場合には、番号ｋのフレームではｔ１、ｔ４、ｔ７、ｔ８の時点でピーク立上り検出部７Ａが動作し、ｔ１５＝ｔ８＋Ｔの時点でピーク立上り検出部７Ａ、データ保存部８及びリセット部１０が動作する。番号ｋ＋１のフレームでは、ｔ１６、ｔ１７、ｔ１８の時点でピーク立上り検出部７Ａが動作し、ｔ２２＝ｔ１８＋Ｔの時点でピーク立上り検出部７Ａ、データ保存部８及びリセット部１０が動作する。こうして、フレーム立上り時間が、ｔＵＨ[ｋ]＝ｔ８、ｔＵＨ[ｋ＋１]＝ｔ１８と求められる。番号ｋのフレームでは最大レベルＰが３であり、番号ｋ＋１のフレームでは最大レベルＰが２である。フレームにより最大レベルＰが異なるが、所定の時間Ｔが経過するまで待ってより大きいレベルの立上り信号が無いことを検出して最大レベルＰの立上り時間をフレーム立上り時間とするので、最大レベルＰがフレームごとに変化したり、局所ピークが存在したりする場合でもピークを検出できる。局所ピークをピークと誤認しない程度に、時間Ｔは大きくする必要がある。これとは逆に複数のピークを１個のピークと誤認しないためには、時間Ｔはあまり大きくできない。局所ピークの幅とピーク間の間隔を想定して、それに合わせてフレームの終了を判断するための時間Ｔを決める。
【００２９】
実施の形態１での立下り検出時の動作を説明する図を、図７に示す。図７(a)に入力信号を示し、図７(b)に前処理部２の出力であるＬ０，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を示し、図７(c)には一時データ領域５のデータを示す。図７(a)は図４(a)と、図７(b)は図４(b)と、それぞれ同じである。立下り検出部４Ｂがピーク立下り検出部７Ｂにイベントを送る時点では、図７(b)から図７(c)に向かって破線の矢印を引き、経過時間とＮＤをカンマ（，）で区切ってその傍に書く。図７(c)ではｔＤＦが更新される時点で、縦罫線を入れる。
【００３０】
実施の形態１での立下り検出部４Ｂの動作を説明するフローチャートを、図８に示す。なお実際は、立下り検出部４Ｂと立上り検出部４Ａは１個のプロセスの中の異なる場合の処理であるが、分かりやすくするために別のフローチャートで表現する。立下り検出部４Ｂは、常にステップ２０１でＬ０，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を監視して、１からゼロに変化したものが有るかチェックする。１からゼロに変化したものが無い場合は、ステップ２０１を繰り返し実行する。１からゼロに変化したものが有る場合は、ステップ２０２でその時点のタイマー３の経過時間をｔに、出力が１からゼロに変化した比較器２Ａの番号をＮＤに、それぞれ設定する。そして、ステップ２０３で、番号ＮＤの比較器２Ａの立下り時間ｔＤ[ＮＤ]が未設定であることを意味する値（この場合はゼロ）であるかどうかをチェックする。未設定でなければ、ステップＳ２０１に戻る。未設定ならば、ステップＳ２０４でｔＤ[ＮＤ]＝ｔと設定する。ステップＳ２０５で、ピーク立下り検出部７Ｂにイベントを送る。そして、ステップＳ２０１に戻る。
【００３１】
実施の形態１でのピーク立下り検出部７Ｂの動作を説明するフローチャートを、図９に示す。なお実際には、ピーク立下り検出部７Ｂとピーク立上り検出部７Ａは同一のプロセスで処理するイベントが異なるだけであり、合わせて１個のフローチャートでも書ける。ここでは、分かりやすくなるように、別のフローチャートとして書く。
ピーク立下り検出部７Ｂは、常にステップＳ３０１で立下り検出部４Ｂからのイベントの有無をチェックする。立下り検出部４Ｂからのイベントが無い場合は、ステップＳ３０１に戻る。立下り検出部４Ｂからのイベントが有る場合は、ステップＳ３０２で、ＮＤが最大レベルＰ以上かどうかを比較する。ＮＤが最大レベルＰより小さい場合は、ステップＳ３０１に戻る。ＮＤが最大レベルＰ以上の場合は、ステップＳ３０３でフレーム立下り時間ｔＤＦを、ｔＤＦ＝ｔＤ[Ｐ]と更新する。そして、ステップＳ３０１に戻る。
【００３２】
図７の場合には、番号ｋのフレームではｔ２、ｔ５、ｔ９、ｔ１０の時点でピーク立下り検出部７Ｂが動作する。番号ｋ＋１のフレームでは、ｔ１９、ｔ２０、ｔ２１の時点でピーク立下り検出部７Ｂが動作する。こうして、フレーム立下り時間が、ｔＤＦ[ｋ]＝ｔ９、ｔＤＦ[ｋ＋１]＝ｔ１９と求められる。
【００３３】
ピーク時間計算部９は、以下の式で各フレームのピーク時間を計算する。
ｔＰＨ[ｋ]＝（ｔＤＨ[ｋ]＋ｔＵＨ[ｋ]）／２                          （式７）  （式７）は、フレーム立上り時間とフレーム立下り時間の平均をピーク時間とすることを意味する。（式７）によりピーク時間が計算されると、以下の式によりピーク時間を局部発振器１１ＡでのＴ１周期内での遅延時間ＴＤに変換する。なお、以下で、int(Ｘ)は、実数Ｘを越えない最大の整数を意味する。
ＴＤ＝ｔＰＨ[ｋ]−int（ｔＰＨ[ｋ]／Ｔ１）×Ｔ１                    （式８）  遅延時間ＴＤから、周波数計算部１２が（式５）または（式６）により周波数を計算する。
【００３４】
このようにこの信号処理装置１では、Ａ／Ｄ変換器を使用しないで入力信号が最大になるピーク時間を検出できるという効果が有る。これは、入力信号の大きさに対して複数の所定値を持たせ、所定値以上になる時間を検出してピーク時間を検出するという方式によるためである。この方式では、所定値の数を多くすれば、ピーク時間の精度がよくなる。
コンプレッシブ受信機１１と組合せて信号処理装置１を使用すれば、ピーク時間からコンプレッシブ受信機１１の受信信号の周波数を計算できるという効果もある。
【００３５】
フレーム立上り時間とフレーム立下り時間の平均をピーク時間とするので、フレーム立上り時間とフレーム立下り時間との差が大きい場合でも、ピーク時間を推定できる。なお、フレーム立上り時間またはフレーム立下り時間のどちらかだけを使用してピーク時間を推定してもよい。フレーム立上り時間またはフレーム立下り時間のどちらかをピーク時間とする場合には、ピーク時間計算部９はなくてもよい。
また、フレーム立上り時間とフレーム立下り時間の平均ではなく、フレーム立上り時間とフレーム立下り時間の間のどれかの時点をピーク時間とする何らかの方法を使用してもよい。例えば、ピークがフレーム立上り時間に近い方にあることが経験的に知られている場合などは、フレーム立上り時間に近い時点をピーク時間とするような計算式による方法を使用してもよい。
【００３６】
比較器２Ａが入力信号と比較する値は、抵抗による分配回路で作成しなくても、アナログまたはデジタルの値を比較器２Ａが内蔵するなどしてもよい。前処理部２は比較器２Ａを使用したが、所定値以上の信号だけを出力するクリッパ回路などを比較器２Ａの替わりに使用してもよい。前処理部２は、入力信号が所定値以上であるかどうかを判断できる信号を出力できるものであれば、どのようなものでもよい。前処理部２を比較器２Ａなどの装置ではなく、マイコンなどでソフトウェアにより実行するようにしてもよい。
【００３７】
この実施の形態１では、状態変化検出部４が１フレーム内で最初の立上り時間と立下り時間だけを出力するようにしたが、最初以外も出力するようにし、ピーク検出部７が１フレーム内での最初以外の立上り時間と立下り時間を処理しないようにしてもよい。
状態変化検出部４で１プロセス、ピーク検出部７、データ保存部８、ピーク時間計算部９及びリセット部１０で１プロセス、タイマー７Ｃで１プロセスとしたが、これらすべてを１プロセスで実施するなど、プロセス構成は任意に変更してもよい。前処理部２からの信号を処理できるものであれば、どのようなものでもよい。
【００３８】
ピーク時間計算部９は、処理終了時に１回だけ動作するようにしたが、データ保存部８がデータを保存するタイミングで、毎回や１０回ごとなど周期的に動作するようにしてもよい。なお、データ保存部８がデータを保存するタイミングとは別のタイミングで、周期的または非周期的にピーク時間計算部９が動作するようにしてもよい。
所定値の数は、５個としたが何個でもよい。所定値の幅は等間隔にしたが、等間隔でなくてもよく、入力信号の振幅が非常に大きく変化する場合などは信号の対数値を所定値と比較するようにしてもよい。また、入力信号を自動利得増幅器により所定の大きさに増幅するようにしてもよい。入力信号は、負の値を取ることがないように直流電圧を加えるなどの処理を行ってもよく、計算すべきピーク時間が変化しないか変化を補正できるならば、入力信号にどのような処理を行ってもよい。
一時データ領域５と保存データ領域６は、ここに示した以外のデータ表現でもよい。入力信号のピーク時間を計算するために必要なデータを格納できるものであれば、どのようなものでもよい。
【００３９】
１個のピークが存在する範囲は、フレーム立上り時間を最後に検出してからの時間Ｔにより求めたが、他の方法でもよい。図１０に、１個のピークが存在する範囲を決める方法の例を説明する図を示す。図１０では、前処理部２の出力信号から１個のピークが存在する範囲の終りを決めるいくつかの方法を示す。図１０(a)が、最大レベルＰの立下り時間を最後に検出してからの経過時間が時間ＴＸになる時点とする場合である。最大レベルＰを更新すると時間ＴＸと比較する経過時間をゼロに戻す。図１０(b)は、最小の所定値以上になってから時間ＴＹが経過した時点とする場合である。図１０(c)は、所定個の（例えば３個）の所定値で連続して立下り信号を検出してから時間ＴＺが経過した時点とする場合である。図１０(d)は、所定の所定値ＬＸ（ここではＬ２）以上になった後で所定の所定値ＬＹ（ＬＸ以下であること。ここではＬ１）未満になってから時間ＴＷが経過した時点とする場合である。これら以外の方法を使用してもよい。また、複数の方法を組合せた方法でもよい。１個のピークが存在する範囲を決める方法は、入力信号の特性に対応して１個のピークが存在する範囲を決めることができる方法ならばどのような方法でもよい。入力信号の特性によっては、立上り時間を検出した後で最初の立下り時間を検出するとフレームを終了するようにして、局所ピークをすべてピークとしてピーク時間を計測するようにしてもよい。
【００４０】
状態Ｘを所定値以上としたが、所定値より大きいとしてもよい。ここでは、入力信号が最大になるピークを求めたが、入力信号が最小になるピークを求めてもよい。入力信号が最小になるピークを求める場合には、所定値より大きい値（状態Ｙ）から所定値以下（状態Ｘ）に変化する立下り時間と所定値以下（状態Ｘ）から所定値より大きい値（状態Ｙ）に変化する立上り時間を所定値ごとに検出し、フレーム立下り時間は最小の所定値の立下り時間とし、フレーム立上り時間は最小の所定値の立上り時間とするなど、最大のピークを求める場合の処理での『立上り』、『立下り』、『最大』を、それぞれ『立下り』、『立上り』、『最小』に変更すればよい。入力信号が最小になるピークを求める場合には、状態Ｘを所定値未満としてもよい。
以上のことは、対象となる部分を有する他の実施の形態でもあてはまる。
【００４１】
実施の形態２．
この実施の形態２での信号処理装置１の構成を表すブロック図を、図１１に示す。この信号処理装置１は、入力信号の連続するフレームのピーク時間の間隔から、入力信号の周波数を計算する場合である。また、フレーム立上り時間とフレーム立下り時間が複数存在する場合の対応処理を組み込んでいる。
実施の形態１では、幅が狭いピークを想定しており、局所ピークがある場合でも図４などのようにフレーム立上り時間とフレーム立下り時間が１個であることを前提とする。これに対して、この実施の形態２では、入力信号の波形が台形状などのようにピークがなだらかな場合も対象とするものである。
図１１は、実施の形態１の場合とほぼ同様である。図１と相違する点だけを説明する。図１１では、周波数計算部１３がある。周波数計算部１３は、連続するフレームのピーク時間の間隔からフレームごとの周波数を計算し、ピークの個数と最初と最後のピーク時間の間隔から入力信号の平均周波数を計算する。ピーク時間計算部９が、保存データ領域６ではなく一時データ領域５を参照設定する。これは、フレーム内に所定値ごとの立上り時間と立下り時間が複数ある場合に１個を選択して、それらを使用してピーク時間計算部９がピーク時間を計算するためである。
【００４２】
一時データ領域５には、以下のデータを保存できる。実施の形態１の場合と比較して、フレーム立上り時間ｔＵＦとフレーム立下り時間ｔＤＦを配列に、所定値ごとの立上り時間ｔＤ[]と立下り時間ｔＵ[]を２次元配列にそれぞれ変更して、ピーク時間ｔＰＢとｔＰＢを求めるためのデータを追加している。ｔＵＦ[]とｔＤＦ[]の配列の個数は、立上り時間及び立下り時間の組の想定する個数以上（ここでは、８個）とする。ｔＤ[][]とｔＵ[][]の２次元目の個数も同じ値にする。最大レベルＰの初期値は−１とし、その他の初期値は０とする。
ｔ          ：現在のタイマー３の経過時間。
ＮＵ        ：立上りを検出した比較器２Ａの番号。
ｔＵ[ｊ][ｎ]：番号ｊの比較器２Ａのｎ個目の立上り時間。ｎは０から７まで
ｔＵＦ[ｎ]  ：ｎ個目のフレーム立上り時間。
Ｐ          ：立上り時間が検出された最大の比較器２Ａの番号。最大レベル。
ｔｔ        ：最後にＰを更新してからの時間。
ＮＤ        ：立下りを検出した比較器２Ａの番号。
ｔＤ[ｊ][ｎ]：番号ｊの比較器２Ａのｎ個目の立下り時間。
ＮＮ[ｊ]    ：番号ｊの比較器２Ａの立下り時間の個数。
ｔＤＦ[ｎ]  ：ｎ個目のフレーム立下り時間。
ｔＵＤ[ｎ]  ：ｎ個目のフレーム立上り時間とフレーム立下り時間の間隔。
ＮＮＰ      ：フレーム立下り時間の個数。
ＮＮＭ      ：間隔ｔＵＤ[ｎ]が最大のｎ。
ｔＰＢ      ：ピーク時間。
ｔＵＦＢ    ：ピーク時間計算部９で選択したフレーム立上り時間。
ｔＤＦＢ    ：ピーク時間計算部９で選択したフレーム立下り時間。
ｔＵＢ[ｊ]  ：番号ｊの比較器２ＡのｔＵＢ以下で最大の立上り時間。
ｔＤＢ[ｊ]  ：番号ｊの比較器２ＡのｔＤＢ以上で最小の立下り時間。
【００４３】
保存データ領域６には、以下のデータを保存できる。実施の形態１の場合と比較して、入力信号のフレームごとの周波数ＦＦ[ｋ]と平均周波数ＦＣを追加している。なお、保存データ領域６でのフレーム立上り時間とフレーム立下り時間は、ピーク時間計算部９により選択された１個だけを保存する。
Ｔ        ：ｔｔと比較する所定の時間。処理開始時に読み込まれる。
ｔＵＨ[ｋ]：番号ｋのフレームでのフレーム立上り時間。
ｔＤＨ[ｋ]：番号ｋのフレームでのフレーム立下り時間。
ｔＰＨ[ｋ]：番号ｋのフレームでのピーク時間
ＰＨ[ｋ]  ：番号ｋのフレームでの最大レベル。
Ｍ        ：データを保存したフレーム数。
ＦＦ[ｋ]  ：入力信号のフレームごとの周波数。
ＦＣ      ：入力信号の平均周波数。
【００４４】
以上で構造の説明を終了し、以下で動作を説明する。実施の形態２での立上り検出部４Ａの動作を説明するフローチャートを、図１２に示す。実施の形態１の場合の図５と相違する点だけを説明する。
（１）ステップＳ００３を削除しており、ステップＳ００２を実行すると、必ずステップＳ００４ＡとステップＳ００５を実行する。
（２）ステップＳ００４Ａでは、ｔＵ[ＮＵ][ＮＮ[ＮＵ]]＝ｔとＮＵ番目の所定値の立上り時間を保存する。
【００４５】
実施の形態２でのピーク立上り検出部７Ａの動作を説明するフローチャートを、図１３に示す。実施の形態１の場合の図６と相違する点だけを説明する。
（１）ステップＳ１０２がＹＥＳ（ＮＵが最大レベルＰよりも大きい）の場合に実行するステップ１０３Ａで、最大レベルＰとフレーム立上り時間ｔＵＦ[ｎ]とフレーム立下り時間の個数ＮＮＰを、Ｐ＝ＮＵ、ｔＵＦ[０]＝ｔＵ[Ｐ][０]、ｎが１以上でｔＵＦ[ｎ]＝０、ＮＮＰ＝０と更新する。
（２）ステップＳ１０２がＮＯ（ＮＵが最大レベルＰ以下）の場合に、Ｓ１０１に戻る前にステップＳ１１１とステップＳ１１２を追加している。ステップＳ１１１では、ＮＵが最大レベルＰと同じかどうかをチェックする。ＮＵが最大レベルＰと同じ場合は、ステップＳ１１２で、フレーム立上り時間ｔＵＦを、ｔＵＦ[ＮＮＰ]＝ｔＵ[Ｐ][ＮＮＰ]と更新する。
（３）データ保存部８によりデータを保存するステップＳ１０６Ａの前に、ステップＳ１１３を追加している。ステップＳ１１３では、ピーク時間計算部９を実行してピーク時間ｔＰＢなどを計算する。
（４）一時データ領域５と保存データ領域６とを変更したので、その変更に合わせてステップＳ１０６ＡとステップＳ１０７Ａを変更する。ステップ１０６Ａでは、データ保存部８により以下のように一時データ領域３のデータを保存データ領域４に保存する。
ｔＵＨ[Ｍ]＝ｔＵＢ
ｔＤＨ[Ｍ]＝ｔＤＢ
ｔＰＨ[Ｍ]＝ｔＰＢ
ＰＨ[Ｍ]＝Ｐ
ステップＳ１０７Ａでは、追加したデータ項目でも初期化を行う。
【００４６】
実施の形態２での立上り検出時動作を説明する図を図１４に示す。図の表示方法は、図４と同様とする。番号ｋのフレームではｔ１、ｔ３、ｔ４、ｔ６、ｔ７、ｔ８、ｔ１０の時点でピーク立上り検出部７Ａが動作し、ｔ１５＝ｔ８＋Ｔの時点でピーク立上り検出部７Ａ、ピーク時間計算部９、データ保存部８及びリセット部１０が動作する。番号ｋ＋１のフレームでは、ｔ１６、ｔ１７、ｔ１８の時点でピーク立上り検出部７Ａが動作し、ｔ２２＝ｔ１８＋Ｔの時点でピーク立上り検出部７Ａ、ピーク時間計算部９、データ保存部８及びリセット部１０が動作する。こうして、フレーム立上り時間が、ｔＵＨ[ｋ][０]＝ｔ８、ｔＵＨ[ｋ][１]＝ｔ１０、ｔＵＨ[ｋ＋１]][０]＝ｔ１８と求められる。
【００４７】
実施の形態２での立下り検出部４Ｂの動作を説明するフローチャートを、図１５に示す。実施の形態１の場合の図８と相違する点だけを説明する。
（１）テップＳ２０３を削除しており、ステップＳ２０２を実行すると、必ずステップＳ２０４ＡとステップＳ２０５を実行する。
（２）ステップＳ２０４Ａでは、ｔＤ[ＮＤ][ＮＮ[ＮＤ]]＝ｔ、ＮＮ[ＮＤ]＝ＮＮ[ＮＤ]＋１とＮＤ番目の所定値の立下り時間を保存し、立下り時間の個数ＮＮ[ＮＤ]を１増やす。なお、所定値の立上り時間と立下り時間は組になるので、立下り時間の保存後にＮＮ[ＮＤ]に１を加算する。
【００４８】
実施の形態２でのピーク立下り検出部７Ｂの動作を説明するフローチャートを、図１６に示す。実施の形態１の場合の図９と相違する点だけを説明する。
（１）ステップＳ３０３Ａでフレーム立下り時間ｔＤＦ[]とフレーム立下り時間の個数ＮＮＰを、ｔＤＦ[ＮＮＰ]＝ｔＤ[ＮＤ][ＮＮＰ]、ＮＮＰ＝ＮＮＰ＋１と更新する。
【００４９】
実施の形態２での立下り検出時動作を説明する図を、図１７に示す。図の表示方法は、図７と同様とする。ただし、ｔＤＦ[０]が更新されると縦罫線を入れる。番号ｋのフレームではｔ２、ｔ５、ｔ９、ｔ１１、ｔ１３、ｔ１４の時点でピーク立下り検出部７Ｂが動作する。番号ｋ＋１のフレームでは、ｔ１９、ｔ２０、ｔ２１の時点でピーク立下り検出部７Ｂが動作する。こうして、フレーム立下り時間が、ｔＤＦ[ｋ][０]＝ｔ９、ｔＤＦ[ｋ＋１][０]＝ｔ１９と求められる。
【００５０】
図１８に、実施の形態２でのピーク時間計算部９の動作を説明するフローチャートを示す。このフローチャートは、複数のフレーム立上り時間とフレーム立下り時間の組の中から間隔が最大のものを選択する場合である。所定値ごとの立上り時間と立下り時間に関しても、複数の中から以下のように１個を選択する。立上り時間は、選択したフレーム立上り時間よりも前で最後のものを選択する。立下り時間は、選択したフレーム立下り時間よりも後で最初のものを選択する。
ステップＳ４０１で、ｎが０からＮＮＰ−１までで、フレーム立上り時間とフレーム立下り時間の間隔ｔＵＤ[ｎ]を、ｔＵＤ[ｎ]＝ｔＤＦ[ｎ]−ｔＵＦ[ｎ]という計算式により計算する。次に、ステップＳ４０２で、間隔ｔＵＤ[ｎ]が最大のｎであるＮＮＭを求める。ステップＳ４０３で、フレーム立上り時間とフレーム立下り時間を、ｔＵＦＢ＝ｔＵＦ[ＮＮＭ]、ｔＤＦＢ＝ｔＤＦ[ＮＮＭ]と選択する。ピークの一般的な性質として、裾野が広いほど高さも高い可能性が高い。そのため、裾野に相当する間隔ｔＵＤ[ｎ]が最大のｎのフレーム立上り時間とフレーム立下り時間からピーク時間を計算するので、ピークを誤る可能性が少ないという効果がある。
【００５１】
ステップＳ４０４で、ｊが０からＰまでについて、フレーム立上り時間ｔＵＦＢ以下で最大の立上り時間ｔＵ[ｊ][ｎ]をｔＵＢ[ｊ]に、フレーム立下り時間ｔＤＦＢ以上で最小の立下り時間ｔＤ[ｊ][ｎ]をｔＤＢ[ｊ]に設定する。なお、ｔＵＦＢとｔＵＢ[Ｐ]は同じであり、ｔＤＦＢとｔＤＢ[Ｐ]も同じである。
ステップＳ４０５で、以下の式でピーク時間ｔＰＢを計算する。この式で計算されるピーク時間ｔＰＢは、図１９(a)に示すように、立上りと立下りの変化率も考慮してピーク時間を計算することになる。フレーム立上り時間とフレーム立下り時間の単純平均（図１９(b)に示す）よりもより正確にピーク時間が計算できることが分かる。
ｔＰＢ＝(ｔＵＢ[P]×(ｔＤＢ[P]−ｔＤＢ[P-1])
＋ｔＤＢ[P]×(ｔＵＢ[P]−ｔＵＢ[P-1]))
／（ｔＵＢ[P]−ｔＵＢ[P-1]＋ｔＤＢ[P]−ｔＤＢ[P-1]）    （式９）
【００５２】
周波数計算部１３は、以下の式により、入力信号のフレームごとの周波数ＦＦ[ｋ]と平均周波数ＦＣを計算する。なお、フレームごとの周波数ＦＦ[ｋ]または平均周波数ＦＣのどちらかだけを計算してもよい。また、１０個または５０個などの所定個での平均周波数を計算してもよい。周波数計算部１３は、入力信号の何らかの周波数を計算するものであればどのようなものでもよい。
ＦＦ[ｋ]＝１／（ｔＰＨ[ｋ＋１]−ｔＰＨ[ｋ]）                      （式１０）
ＦＣ    ＝（Ｍ−１）／（ｔＰＨ[Ｍ−１]−ｔＰＨ[０]）              （式１１）
【００５３】
このように、この実施の形態２では、連続するフレームのピーク時間の間隔から入力信号のフレームごとの周波数または平均周波数の何れか少なくとも一を計算できるという効果が有る。この方法で入力信号の平均周波数を計算する場合には、入力信号の特性によると所定値の数が１個でも平均周波数を正確に計算できる。入力信号の特性というのは、ピークがこの１個の所定値以上であり、１周期内でこの１個の所定値未満の値も取ることが保証されている場合である。その場合には、フレーム数Ｍを十分大きくすれば平均周波数を正確に計算できる。
周波数計算部１３は、処理終了時に１回だけ動作するようにしたが、データ保存部８がデータを保存するタイミングで、毎回や１０回ごとなど周期的に動作するようにしてもよい。なお、データ保存部８がデータを保存するタイミングとは別のタイミングで、周期的または非周期的に周波数計算部１３が動作するようにしてもよい。
【００５４】
この実施の形態２では、フレーム立上り時間とフレーム立下り時間が複数ある場合でも、１個の妥当なフレーム立上り時間とフレーム立下り時間が選択できるという効果が有る。妥当なものを選択する方法としては、間隔が最大のものでなくても、何らかの妥当な基準によるものであればよい。例えば、図２０に示すような方法でもよい。図２０では、入力信号と選択したフレーム立上り時間ｔＵＦＢとフレーム立下り時間ｔＤＦＢを表示する。図２０(a)が、奇数個の場合に中央のものを選択する場合である。図２０(b)が、偶数個の場合に中央の２個の両端のものを選択する場合である。図２０(c)が、偶数個の場合に中央の２個のうち前の方のものを選択する場合であり、図２０(d)が後の方を選択する場合である。図２０(e)が最小のフレーム立上り時間と最大のフレーム立下り時間を選択する場合である。入力信号の特性に合わせてこれらの何れかまたはこれら以外の適した方法で選択すればよい。
この実施の形態２では、ピーク時間計算部９が１個の妥当なフレーム立上り時間とフレーム立下り時間が選択するとしたが、ピーク検出部７などの他の処理部が実施するようにしてもよい。
【００５５】
複数の所定値の所定値ごとの立上り時間または立下り時間の少なくとも一を使用することにより、立上りと立下りの変化率も考慮できるので、ピーク時間をより正確に計算できるという効果がある。ここでは、フレーム立上り時間とフレーム立下り時間とその１個下の所定値の立上り時間または立下り時間を使用したが、２個下など他のものを使用してもよい。また、フレーム立上り時間とフレーム立下り時間は必ずしも使用する必要はなく、何れかまたは両方を使用しなくてもよい。フレーム立上り時間とフレーム立下り時間のどちらも使用しない場合は、ピーク検出部７はなくてもよい。
所定値ごとの立上り時間または立下り時間を利用してピーク時間を計算する上で、線形近似ではなく２次近似や３次近似など他の近似を使用してもよい。図２０(a)などのように、フレーム立上り時間またはフレーム立下り時間の何れかまたは両方に関して、選択したものが１個下の所定値の立上り時間または立下り時間に最も近いものではない場合は、最も近いものとの間での立上りまたは立下りの変化率を計算するように（式９）を変形した線形近似による方法、単純平均の(式７)、または他の方法のどれかでピーク時間を計算する。
なお、立上りと立下りの変化率も考慮しない場合でも、最大でない1個の所定値の立上り時間または立下り時間の平均をピーク時間とするなどしてもよい。
【００５６】
所定値ごとの立上り時間または立下り時間が複数ある場合に、フレーム立上り時間またはフレーム立下り時間に最も近いものを選択して使用するので、立上りと立下りの変化率をより正確に考慮でき、ピーク時間を正確に計算できる可能性が高くなるという効果が有る。なお、フレーム立上り時間またはフレーム立下り時間に最も近いものを選択しなくても、所定値が小さい順番に立上り時間が小さい、所定値が小さい順番に立上り時間が大きい、すべての立上り時間がすべての立下り時間よりも小さい、という３個の条件がすべて成立するように所定値ごとにそれぞれ１個を選択すれば、ピーク時間の計算で立上りと立下りの変化率を考慮することができ、所定値ごとの立上り時間と立下り時間を利用することにより、ピーク時間を精度よく計算できる可能性が高くなるという効果が有る。
この実施の形態２では、ピーク時間計算部９がそれぞれ１個の立上り時間または立下り時間を選択したが、この選択を行うための専用処理部など他の処理部が実施するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】この発明の実施の形態１での信号処理装置の構成を表すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１での信号処理装置によりコンプレッシブ受信機の受信信号の周波数を計算する受信装置のブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１での信号処理装置と組合せて使用するコンプレッシブ受信機の特性を説明する図である。
【図４】この発明の実施の形態１での信号処理装置の立上り検出時の動作を説明する図である。
【図５】この発明の実施の形態１での信号処理装置の立上り検出部の動作を説明するフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１での信号処理装置のピーク立上り検出部の動作を説明するフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態１での信号処理装置の立下り検出時の動作を説明する図である。
【図８】この発明の実施の形態１での信号処理装置の立下り検出部の動作を説明するフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態１での信号処理装置のピーク立下り検出部の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態１での１個のピークが存在する範囲を決める方法の例を説明する図である。
【図１１】この発明の実施の形態２での信号処理装置の構成を表すブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態２での信号処理装置の立上り検出部の動作を説明するフローチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態２での信号処理装置のピーク立上り検出部の動作を説明するフローチャートである。
【図１４】この発明の実施の形態２での信号処理装置の立上り検出時の動作を説明する図である。
【図１５】この発明の実施の形態２での信号処理装置の立下り検出部の動作を説明するフローチャートである。
【図１６】この発明の実施の形態２での信号処理装置のピーク立下り検出部の動作を説明するフローチャートである。
【図１７】この発明の実施の形態２での信号処理装置の立下り検出時の動作を説明する図である。
【図１８】この発明の実施の形態２でのピーク時間計算部の動作を説明するフローチャートである。
【図１９】この発明の実施の形態２でのピーク時間の計算方法を説明する図である。
【図２０】この発明の実施の形態２でのフレーム立上り時間とフレーム立下り時間が複数ある場合に１個を選択する方法の例を説明する図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  ：信号処理装置
２  ：前処理部
２Ａ：比較器
２Ｂ：直流電源
２Ｃ：抵抗
２Ｄ：比較電圧端子
２Ｅ：入力端子
３  ：タイマー
４  ：状態変化検出部
４Ａ：立上り検出部
４Ｂ：立下り検出部
５  ：一時データ領域
６  ：保存データ領域
７  ：ピーク検出部
７Ａ：ピーク立上り検出部
７Ｂ：ピーク立下り検出部
７Ｃ：タイマー
８  ：データ保存部
９  ：ピーク時間計算部
１０  ：リセット部
１１  ：コンプレッシブ受信機
１１Ａ：局部発振器
１１Ｂ：混合器
１１Ｃ：重み付けフィルタ
１１Ｄ：分散型遅延線
１１Ｅ：検波器
１２  ：周波数計算部
１３  ：周波数計算部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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