(57)【要約】【課題】  帯域幅が不明の電波を受信する場合、まず受信装置が装備している帯域の中で一番広い帯域に設定し、電波を解析し、最適な帯域を選択する。そのため、帯域決定までにある程度の時間を要し、瞬時に最適な帯域を選択することができず、又広帯域選択中に低レベル信号が入力しても、その信号を捕らえることができない。【解決手段】  受信信号を分配器１で分配し、異なる帯域幅の３つのフィルタ２，３，４に入力する。フィルタ２、３、４の出力を検波器６で検波し、Ｓ／Ｎ判定回路８で各系毎のＳ／Ｎ比を比較する。ノイズレベルは無信号時に事前に判定回路に覚えこませる。Ｓ／Ｎ比の一番高い系を選択するようスイッチ９を制御する。判定回路で判定している最中に入力信号が通過してしまうことのないよう、Ｓ／Ｎ比判定回路８で判定するのにかかる時間分だけ遅延させる遅延線１０を挿入して、スイッチ９が系選択した後に信号が通過するようにする。【選択図】図１
2005175521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を複数の出力端子に分配する分配器、
前記複数の出力端子のそれぞれに接続され互いに異なる帯域幅を持つ複数のフィルタ、
前記複数のフィルタの出力端子のそれぞれに接続された複数の検波器、
前記複数の検波器の出力信号のＳ／Ｎ比を互いに比較するＳ／Ｎ比判定回路、
前記Ｓ／Ｎ比判定回路の判定結果にもとづき前記複数のフィルタの出力信号中から１つの信号を選択するスイッチを備えたことを特徴とする受信装置。
【請求項２】
受信信号をあらかじめ定めた中間周波数に周波数変換して前記入力信号として入力するミキサ、
前記入力信号の周波数変化に応じて発振周波数をコントロールし前記中間周波数を常に所定の範囲に制御するローカルオシレータを備えたことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記複数のフィルタのそれぞれの出力端子と前記スイッチとの間に挿入され、その遅延時間が前記Ｓ／Ｎ比判定回路の判定動作時間より長い遅延線を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記複数のフィルタの中心周波数は同一であることを特徴とする請求項１から３に記載の受信装置。
【請求項５】
前記Ｓ／Ｎ比判定回路は、前記複数の検波器からの同一時刻の出力信号を比較するものであることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項６】
あらかじめ定めた所定の時間間隔で、前記Ｓ／Ｎ比判定回路に指令して前記複数の検波器の出力のＳ／Ｎ比を互いに比較させ、その判定結果にもとづき前記スイッチに選択させる繰り返し指令回路を備えたことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にレーダ、ＥＷ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｗａｒｆａｒｅ＝電子戦）等の受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線信号を受信する受信装置において、電波周波数とその帯域幅、及び変調形式がわかることがよりよい受信状態を得る上で重要である。このうち周波数は受信と同時に測定が可能であり、また変調形式も受信信号の簡単な解析によって容易に判明する場合が多い。
より微弱な信号を受信するためには、信号通信相手があらかじめわかっている相手であるとか、ある約束事（規格）にもとづく電波諸元の信号を発信していることが明らかな場合には、受信する側では、受信帯域幅を所定の帯域幅に絞り込むことで無用な雑音信号をカットして、Ｓ／Ｎを向上させることによって、より受信感度を増大させることができる。しかし場合によっては、受信する信号の帯域幅がわからない場合もある。例えば発信元が明らかでない不信な電波を傍受する場合などがこれにあたる。
【０００３】
従来の電波受信装置においては、帯域幅を可変できるもの、あるいは複数の帯域を装備して切替使用するものがある。いずれにおいてもその帯域の選択は、受信した電波を分析した結果によって行われている。なぜなら、変調信号のパルス幅や周波数によってその信号の受信に適した帯域幅が異なるためである。信号分析にはある程度の時間がかかるため、最適な帯域を選択するまでにある程度の処理時間を必要とする。通常、受信装置は、最初に装備している一番広い帯域を選択し、信号を検出した後、これを分析してから帯域を狭くして感度を増大させる。この時、広帯域選択中にレベルの低い信号が入力した場合、狭帯域であれば検出できたはずの信号が検出できないことがある。
【０００４】
特許文献１に開示された発明は、同じ内容の送信信号を互いに異なる複数の周波数で送信し、各周波数での受信／復調の結果を互いに比較して、最適の復調結果を得られる周波数の信号を選択するというものであり、本願発明の参考となるものである。
【特許文献１】特開２０００−３５７９８５。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電波受信装置において、帯域幅を可変設定または選択可能な受信回路を装備している場合、その帯域幅の設定／選択は受信した電波を分析した結果によって行われている。なぜなら、パルス幅や周波数によってその信号に適した帯域幅が異なるためである。信号分析には時間がかかるため、最適な帯域幅を選択するまでにある程度の処理時間を必要とする。通常、最初に多くの信号に適用可能な広帯域受信を行い、信号を検出、分析してから狭帯域を選択する。しかし、広帯域受信では当然、ノイズレベルが高くなり受信感度が上げられないという問題がある。従って、広帯域選択中にレベルの低い信号が入力した場合、狭帯域であれば検出できたはずの信号が検出できないことがあるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の受信装置は、入力信号を分配する分配器と、この分配器に接続され互いに異なる帯域幅を持つ複数のフィルタと、前記複数のフィルタの出力端子にそれぞれ接続された複数の検波器と、前記複数の検波器の出力信号のＳ／Ｎ比を互いに比較するＳ／Ｎ比判定回路と、前記Ｓ／Ｎ比判定回路の判定結果にもとづき前記複数のフィルタの出力信号中から１つの信号を選択するスイッチを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
瞬時に最適な受信帯域幅を選択できるため、受信漏れが少なく受信信号の質が上がる。
そのシステムの受信性能を最大限に活用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、本発明の受信装置で、最適受信帯域を瞬時に選択することができるものである。図において、入力信号を複数回路に分配する分配器１と、分配器１の出力端子の各系（本例では３系統）に接続されたそれぞれ異なる周波数帯域幅（以後帯域幅または帯域という）を持つフィルタ２，３，４と、各系毎で信号をカップリングするカップラ５と、各系のカップリングされた信号を検波する検波器６と、検波された信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器７と、各系のＳ／Ｎ比を比較する判定回路８と、各系から１系統を選択するスイッチ９とを有している。フィルタ２、３、４の中心周波数は対象とする信号の変調形式によりそれぞれ同一の中心周波数を持たせる場合（例えば信号が振幅変調波であるとき）と、互いに異なる周波数を持たせる場合（例えば信号が単側波変調波であるとき）とがあるが、いずれにしても必要とする信号の帯域を包含しやすいように選択する。
【０００９】
動作について説明する前に、帯域幅とＳ／Ｎ比との関係について図２により説明する。
図２の横軸は受信装置の有するフィルタの帯域幅を示している。帯域幅を変化させたときに受信信号または検波信号に対するノイズ成分２１はほぼ帯域幅に比例して増大する。一方信号成分２２は信号の種類、あるいは変調方式によって一概には言えないものの最適帯域幅ｆ０までは単調に増加するものの、帯域幅がｆ０より大きくなっても信号成分２２は増えない。従ってフィルタの帯域幅変化に対するＳ／Ｎ比２３は帯域幅がｆ０の時、最大となり、帯域幅がこれより大きくても小さくてもＳ／Ｎ比は低下する。
【００１０】
次に動作について説明する。まず、入力信号を分配器１で分配（図では３つに分配）し、異なる帯域（中心周波数は同じ）の３つのフィルタ２，３，４に同時に入力する。入力信号の周波数やパルス幅などによって定まる帯域幅に対して、３つのフィルタの内、最も適した通過帯域をもつフィルタからは一番Ｓ／Ｎ比の高い信号が得られる。各系毎にカップラ５で入力信号を同時刻に抜き出し、それぞれを検波器６で同時刻に検波したものを各々Ａ／Ｄ変換器７でＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換された信号はＳ／Ｎ比判定回路８で各系毎のＳ／Ｎ比を比較する。
以上のように、Ｓ／Ｎ比判定回路８は３つの信号のＳ／Ｎ比を同時に測定し比較する。
ノイズレベルＮは無信号時に事前に判定回路に覚えこませておいてもよい。Ｓ／Ｎ比の一番高い系が最適帯域であるため、その系を選択するようにスイッチ９を制御する。
【００１１】
なお、Ｓ／Ｎ比判定回路８の判定結果が出力されるまでの間、スイッチ９はなにも選択しないようにしても良いし、あるいは、予め定めた任意のフィルタ、例えば３つのフィルタの内、最も帯域幅が広い（又は狭い）フィルタの出力を選択するようにしても良い。また、図１においてカップラ５は単なる分岐回路でもよい。検波器６は受信した信号の変調形式に応じた種類のものを切り替えてもよい。Ａ／Ｄ変換器７はＳ／Ｎ比判定回路８がディジタル処理するものである場合に必要となるのであるから、Ｓ／Ｎ比判定回路８がアナログ処理するものである場合には必ずしも必要ではない。図１では分配回路数を３として説明したが２以上であればよい。
なお、複数のフィルタに代えて１個の帯域幅可変フィルタを用いると、異なる帯域幅ごとのＳ／Ｎ比の分析を時間的にシリーズに実施しなければならなくなって解析に要する時間が長くなるほか、異なる帯域幅ごとのＳ／Ｎ比の比較を同じ信号を用いて行うことができなくなるなどの不具合が生じる。
もちろん、多少の動作の遅延を許すのであれば、例えば複数の検波器６の出力にそれぞれメモリを設置し、全ての検波器からの出力信号を同時に記憶した後、互いの信号を時間的に順次比較してＳ／Ｎ比が最大のものを求めるようにしてもよい。
【００１２】
実施の形態２．
本実施の形態の受信装置の構成を図３に示す。実施の形態１の構成では、Ｓ／Ｎ比判定回路８の判定結果が出力されるまでの間は、すくなくとも最適なフィルタが選択されていないのであるからこの間に受信した信号は有用なものとはならない恐れがある。そこで、図２に示すように、Ｓ／Ｎ比判定回路８で判定するのにかかる時間よりも長い時間、信号を遅延させる遅延線１０をフィルタとスイッチ９の間に挿入し、Ｓ／Ｎ比判定回路８が判定結果を出力しスイッチ９が系を選択した後に信号が通過するようにする。
動作について図４により説明する。図４の横軸は時間軸である。図３の回路において分配器１の出力信号３１から時間Ｔ１の後に、Ｓ／Ｎ比判定回路８の判定結果出力３２が出力される。また時間Ｔ２の後に遅延線１０の出力信号３３が出力される。判定結果出力３２の前には選択前の任意のフィルタ３５が選択されており（なにも選択されていない状態でもよい）、判定結果出力３２の後には最適フィルタ３６が選択されている。得られた信号３４は最適フィルタが選択された後に出力されているので、最適の帯域幅で受信した良好な信号となっている。
【００１３】
実施の形態３．
図５は実施の形態３のブロック図である。実施の形態１または２において、分配器１への入力信号の周波数は未知あるいは変動することがあるため、必ずしも用意したフィルタ２、３、４の帯域幅内に入るとは限らない。そこで、常に入力信号がフィルタ２、３、４の帯域幅の中に入っているように（信号の変調形式により帯域幅の中心であることが好ましい場合と、帯域幅の端にあることが好ましい場合とある）以下に説明する回路を設ける。即ち、受信信号を周波数変換するミキサ１１の出力をカップラ１２で抜き出し、Ｆ／Ｖ変換器１３に入力する。Ｆ／Ｖ変換器からは周波数に応じて変化する電圧が出力され、この電圧によつてローカル用オシレータ１３の出力周波数が制御される。そしてミキサ１１の出力周波数（受信周波数と区別するため中間周波数という）が用意したフィルタ２，３，４の帯域幅の中にくるように周波数制御する。
【００１４】
実施の形態４．
図６は、本発明の実施の形態４の受信装置で、受信信号の周波数を中間周波数に変換するミキサ１１と、周波数変換された入力信号をカップリングするカップラ１２と、カップラ１２でカップリングされた信号をＦ／Ｖ変換するＦ／Ｖ変換回路１３と、Ｆ／Ｖ変換器の出力電圧で制御されるローカル用オシレータ１４と、ミキサ１１の出力する中間周波数の入力信号を複数回路に分配する分配器１と、分配器１の出力の各系（本例では３）に接続されたそれぞれ異なる帯域幅（中心周波数は実施の形態１で説明したとおり）を持つフィルタ２，３，４と、各系毎で信号をカップリングするカップラ５と、各系のカップリングされた信号を検波する検波器６と、検波された信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器７と、各系のＳ／Ｎ比を比較する判定回路８と、カップラ５の通過系毎に信号を遅延させる遅延線１０と、この遅延線１０の後に設けられ各系から１系統を選択するスイッチ９とを有している。
【００１５】
次に動作について説明する。まず、受信信号がフィルタの帯域幅の中心になるよう周波数変換するミキサ１１の出力をカップラ１２で抜き出し、Ｆ／Ｖ変換器１３に入力する。Ｆ／Ｖ変換器からは周波数の変化に応じて出力される電圧が変化し、ミキサ１１のローカル用オシレータ１３が用意したフィルタ２，３，４の中心にくるようにその発信周波数を制御する。ミキサ１１の出力信号を分配器１で分配（図では３つに分配）し、異なる帯域（中心周波数は同じ）の３つのフィルタ２，３，４に入力する。入力信号の周波数やパルス幅などによって定まる帯域幅に対して、３つのフィルタの内、最も適した通過帯域をもつフィルタからは一番Ｓ／Ｎ比の高い信号が得られる。各系毎にカップラ５で入力信号を抜き出し、それぞれを検波器６で検波したものを各々Ａ／Ｄ変換器７でＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換された信号はＳ／Ｎ比判定回路８で各系毎のＳ／Ｎ比を比較する。ノイズレベルは無信号時に事前に判定回路に覚えこませておくものとする。Ｓ／Ｎ比の一番高い系が最適帯域であるため、その系を選択するようにスイッチ９を制御する。
このとき、Ｓ／Ｎ比判定回路８で判定している最中にも入力信号は通過してしまうので、Ｓ／Ｎ比判定回路８で判定するのにかかる時間分だけ各系を遅延させる遅延線１０を挿入し、スイッチ９が系選択した後に信号が通過するようにしている。
【００１６】
実施の形態５．
以上の説明では、Ｓ／Ｎ比の比較動作は、受信開始の前にのみ実施するかのように説明した。しかし、Ｓ／Ｎ比が最大となる帯域幅は一度決定すれば不変であるというわけではない。たとえば、帯域幅の端のほうに通信を妨害する他の信号が現れた場合には帯域幅を狭くして妨害波を除去した方がＳ／Ｎ比が向上する。
したがって、一旦決定した帯域幅で受信を継続しつつ、Ｓ／Ｎ比を所定のタイミングで繰り返し監視して、Ｓ／Ｎ比があらかじめ定めた限度以下に低下するか、あるいは他の帯域幅のＳ／Ｎ比が現選択中の帯域幅のＳ／Ｎ比よりも高くなったとき、あるいはあらかじめ定めた所定の繰り返し時間ごとに、実施の形態１以下において説明した帯域幅選択操作をやり直すようにしてもよい。あらかじめ定めた所定の繰り返し時間ごとに、Ｓ／Ｎ比判定回路８に指令して実施の形態１以下において説明した帯域幅選択操作をやり直させる回路を繰り返し指令回路という。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
この発明の受信装置は、レーダ装置、ＥＷ用の受信装置のほか、帯域幅の異なる種々の電波信号を切替受信する受信機一般に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１の受信装置のブロック図である。
【図２】図１の動作を説明するＳ／Ｎ比特性説明図である。
【図３】実施の形態２の受信装置のブロック図である。
【図４】図２の動作を説明するタイミングチャートである。
【図５】実施の形態３の受信装置のブロック図である。
【図６】実施の形態４の受信装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  分配器、      ２  フィルタ１、      ３  フィルタ２、    ４  フィルタ３、
５  カップラ、    ６  検波器、    ７  Ａ／Ｄ変換器、  
８  Ｓ／Ｎ比判定回路、    ９  スイッチ、    １０  遅延線、    １１  ミキサ、
１２  カップラ、    １３  Ｆ／Ｖ変換器、    １４  ローカルオシレータ、
２１  ノイズレベル、  ２２信号レベル、    ２３  Ｓ／Ｎ比、
３１  受信信号、    ３２  判定結果出力、    ３３  遅延信号、  
３４  スイッチの出力信号、    ３５  選択前のフィルタ、
３６  選択後のフィルタ。
【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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