(57)【要約】【課題】多数のアンテナを用いたアレーアンテナの受信を記録する際に発生する、膨大なデジタルデータを効率よく伝送し受信記録する必要がある。【解決手段】複数のアンテナのうち少なくとも１つを基準アンテナとし、この基準アンテナで受信した信号からデジタルの基準受信信号を作成する第１の信号受信部と、基準アンテナ以外のアンテナで受信した受信信号と基準受信信号との差分からデジタルの差分受信信号を作成する第２の信号受信部と、基準受信信号と差分受信信号とを多重化してデジタルデータとして記録保存する記録手段とを備え、データ量を少なくして記録した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナからなるアレーアンテナで受信した受信信号をデジタル化して記録する受信記録装置において、前記複数のアンテナのうち少なくとも１つを基準アンテナとし、この基準アンテナで受信した基準受信信号をデジタルの基準受信信号として出力する第１の信号受信部、前記基準アンテナ以外のアンテナで受信した受信信号と前記基準受信信号との差分の信号を作成し、デジタルの差分受信信号として出力する第２の信号受信部、前記第１の信号受信部からの基準受信信号と前記第２の信号受信部からの差分受信信号とを多重化する多重化手段、及びこの多重化手段で多重化されたデジタルデータを記録保存する記録手段を備えた受信記録装置。
【請求項２】
第１の信号受信部は基準受信信号をデジタル化するＡＤ変換器を有し、第２の信号受信部は基準アンテナ以外のアンテナで受信した受信信号をデジタル化するＡＤ変換器と、デジタル化された受信信号と基準受信信号との差分をとり、デジタル化された差分受信信号を作成する加算器とを有することを特徴とする請求項１に記載の受信記録装置。
【請求項３】
基準アンテナで受信した基準受信信号と、基準アンテナ以外のアンテナで受信した受信信号と前記基準受信信号との差分の差分受信信号とをそれぞれ作成した後に、前記基準受信信号および差分受信信号をＡＤ変換してデジタル化したことを特徴とする請求項１に記載の受信記録装置。
【請求項４】
基準受信信号とこの基準受信信号以外の受信信号との間の位相または遅延量の誤差を検出する位相誤差判定部と、この位相誤差判定部で検出した位相を補正する位相補正制御部を有し、ケーブル長の差等による位相誤差を補正するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の受信記録装置。
【請求項５】
差分受信信号として位相もしくは振幅のみを記録することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の受信記録装置。
【請求項６】
基準アンテナを複数にして基準受信信号を複数作成し、基準アンテナ以外のアンテナで受信した受信信号と前記基準受信信号との差分の差分受信信号を各基準受信信号系統毎に作成し、多重化手段で複数の基準受信信号とそれぞれの差分受信信号を多重化して記録手段に記録保存するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の受信記録装置。
【請求項７】
基準受信信号とこの基準受信信号以外の受信信号を複数の周波数帯域に分割し、各周波数帯域毎に基準受信信号とこの基準受信信号以外の受信信号との差分の差分受信信号を作成し、多重化手段で複数の帯域の基準受信信号とそれぞれの帯域毎の差分受信信号を多重化して記録手段に記録保存するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の受信記録装置。
【請求項８】
基準アンテナ数を動的に増減することよって、基準アンテナの基準受信信号と他のアンテナの受信信号との相関を保てるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項６に記載の受信記録装置。
【請求項９】
複数のアンテナからなるアレーアンテナで受信した受信信号をデジタル化して記録し再生する受信記録再生装置において、前記複数のアンテナのうち少なくとも１つを基準アンテナとし、この基準アンテナで受信した基準受信信号をデジタルの基準受信信号として出力する第１の信号受信部と、前記基準アンテナ以外のアンテナで受信した受信信号と前記基準受信信号との差分の信号を作成し、デジタルの差分受信信号として出力する第２の信号受信部と、前記第１の信号受信部からの基準受信信号と前記第２の信号受信部からの差分受信信号とを多重化する多重化手段と、この多重化手段で多重化されたデジタルデータを記録保存する記録手段とから成る受信記録装置、およびこの受信記録装置から読み出された多重化データから基準受信信号と差分受信信号とに分離する分離部と、この分離部で分離された基準受信信号と差分受信信号から受信信号を復元する加算器とから成る再生装置を備えた受信記録再生装置。
【請求項１０】
複数のアンテナからなるアレーアンテナで受信した受信信号をデジタル化して記録する受信記録方法において、前記複数のアンテナのうち少なくとも１つを基準アンテナとし、この基準アンテナで受信した基準受信信号からデジタルの基準受信信号を作成し、前記基準アンテナ以外のアンテナで受信した受信信号と前記基準受信信号との差分からデジタルの差分受信信号を作成し、前記基準受信信号と前記差分受信信号とを多重化して記録手段にデジタルデータとして記録保存するようにした受信記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空間に放射されている各種の電波信号を捉えて、その信号諸元を解析したり、発信位置を特定したりする電波監視装置に用いられる受信記録装置、特にアレーアンテナを使用した電波監視装置に用いられる受信記録装置、受信記録再生装置及び記録方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空間には各種の電波信号が放射されている。これらの電波信号の中には不法な無線設備から放射されたものや、また、正規の無線局から放射されたものでも他の無線通信に影響を与えるような品質低下を来たしているものなどがあるので、その信号諸元を解析して発信源を特定したり、品質を測定するなどの監視を必要とする。
このような電波監視装置としてアレーアンテナを使用し、アンテナで受信した信号を磁気テープを用いて連続記録する受信記録装置が特開２００２−９４４６７号公報（先行技術１）に開示されている。この先行技術１には、各アンテナで受信した信号を磁気テープに保存する際に発生する位相誤差の補正方法について開示されている。
【０００３】
先行技術１ではアレーアンテナの受信記録装置の記録媒体として磁気テープを使用しているが、近年ランダムアクセス性に優れたディスクアレイ型のストレージデバイス（以下、ストレージデバイス）が普及してきたこともあり、受信記録のデジタル化が進んでいる。
このようなデジタル化した電波監視装置の受信記録装置は特開２００２−１７６３７８号公報（先行技術２）にも開示されている。この先行技術２には、アンテナからの高周波信号を中間周波数信号に変換し、この中間周波数信号をＡＤ（アナログ／デジタル）変換器でデジタル信号にして、ＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリに記録している。
【特許文献１】特開２００２−  ９４４６７号公報
【特許文献２】特開２００２−１７６３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の磁気テープからストレージデバイスへの置換のみでは、前述のような磁気テープに保存する際に発生する位相誤差は発生しないが、アンテナ数とＡＤ（アナログ／デジタル）変換器の量子化bit数とＡＤ変換器のサンプリング速度分との積に比例してデータが送出されるため、ＡＤ変換器からストレージデバイスまでデジタルデータ伝送するための回線容量に広帯域なものが必要となり、かつアンテナ数に比例してストレージデバイスの容量を追加する必要となるなどの問題があった。
【０００５】
この発明は、受信記録媒体を磁気テープからストレージデバイスへ置換した際に発生する、膨大なデジタルデータを効率よく伝送し、且つストレージデバイスの容量を少なくすることができる受信記録方式を提供するものであり、この発明を適用することにより、多数のアンテナを用いたアレーアンテナであっても、効率よく受信記録することが可能となる受信記録装置、受信記録再生装置および受信記録方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、複数のアンテナからなるアレーアンテナで受信した受信信号をデジタル化して記録する受信記録装置において、複数のアンテナのうち少なくとも１つを基準アンテナとし、この基準アンテナで受信した基準受信信号をデジタルの基準受信信号として出力する第１の信号受信部、基準アンテナ以外のアンテナで受信した受信信号と基準受信信号との差分の信号を作成し、デジタルの差分受信信号として出力する第２の信号受信部、第１の信号受信部からの基準受信信号と第２の信号受信部からの差分受信信号とを多重化する多重化手段、及びこの多重化手段で多重化されたデジタルデータを記録保存する記録手段を備えたものである。
【０００７】
この発明は、複数のアンテナからなるアレーアンテナで受信した受信信号をデジタル化して記録し再生する受信記録再生装置において、複数のアンテナのうち少なくとも１つを基準アンテナとし、この基準アンテナで受信した基準受信信号をデジタルの基準受信信号として出力する第１の信号受信部と、基準アンテナ以外のアンテナで受信した受信信号と基準受信信号との差分の信号を作成し、デジタルの差分受信信号として出力する第２の信号受信部と、第１の信号受信部からの基準受信信号と第２の信号受信部からの差分受信信号とを多重化する多重化手段と、この多重化手段で多重化されたデジタルデータを記録保存する記録手段とから成る受信記録装置、およびこの受信記録装置から読み出された多重化データから基準受信信号と差分受信信号とに分離する分離部と、この分離部で分離された基準受信信号と差分受信信号から受信信号を復元する加算器とから成る再生装置を備えたものである。
【０００８】
この発明は、複数のアンテナからなるアレーアンテナで受信した受信信号をデジタル化して記録する受信記録方法において、複数のアンテナのうち少なくとも１つを基準アンテナとし、この基準アンテナで受信した基準受信信号からデジタルの基準受信信号を作成し、基準アンテナ以外のアンテナで受信した受信信号と基準受信信号との差分からデジタルの差分受信信号を作成し、基準受信信号と差分受信信号とを多重化して記録手段にデジタルデータとして記録保存するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明により、アレーアンテナで受信した全てのアンテナの受信信号を効率よく伝送および記録することが可能となり、特に大規模なアレーアンテナ受信装置に適用した際に効果を発揮するものである。また、複数のアレーアンテナ受信装置を用いた遠隔受信システムにおいても、効率よくデジタル受信信号を伝送することができ、伝送帯域が限られる条件下でもシステムの構築が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１
この発明の実施の形態１の受信記録装置を示す図１について説明する。図１において、複数（図示では４個）のアンテナ１、２が隣接して配置されてアレーアンテナを構成し、各アンテナ１、２が空間に放射されている電磁波信号を受けて受信信号を出力する。これら複数のアンテナのうち、アンテナ１を基準アンテナとし、この基準アンテナ１から受信した信号を基準受信信号として出力する。基準アンテナ１以外のアンテナ２は電磁波信号を受け、基準受信信号と相関のある受信信号を出力する。アンテナ１、２からの受信信号はミキサ・フィルタから構成された周波数変換器３に入力され、周波数変換器３は局部発振器４から供給される所定周波数の正弦波信号により受信信号を中間周波数に変換する。アナログ／デジタル変換器（以下、ＡＤ変換器）５は、中間周波数に変換されたアナログの受信信号を入力し、受信信号をデジタル信号に変換する。演算器６はデジタルの受信信号をベースバンド周波数へ変換したり、サンプリングレート変換を行ったり、ＩＱ信号生成を行ったりする。基準アンテナ１で受信した基準受信信号系統以外の演算器６には、位相補正制御部７からの信号が入力され、基準アンテナ以外のアンテナ系統毎に演算部６に対して位相補正制御を行う。この位相補正制御部７からの補正信号を生成する方法は後述する図４で説明する。加算器８は、基準アンテナ以外のアンテナ２で受信したデジタルの受信信号と基準アンテナ１で受信したデジタルの基準受信信号との差分を求め差分受信信号を出力するもので、演算器６で生成されたＩ信号成分とＱ信号成分とに分けて差分受信信号を出力している。多重化部９は、基準受信信号のＩＱ信号と複数の差分受信信号のＩＱ信号を圧縮・多重化する。多重化部９において多重化されたデジタルデータはハードディスクやＤＶＤなどのストレージデバイスに保存される。
【００１１】
なお図１の構成において、基準アンテナ１系統の周波数変換器３、ＡＤ変換器５および演算器６は、基準アンテナ１で受信した基準受信信号をデジタルの基準受信信号として出力する第１の信号受信部を構成している。また基準アンテナ以外のアンテナ２系統の周波数変換器３、ＡＤ変換器５、演算器６および加算器８は、基準アンテナ以外のアンテナ２で受信した受信信号と基準アンテナ１で受信した基準受信信号との差分の信号を作成し、デジタルの差分受信信号として出力する第２の信号受信部を構成している。この図１に示す実施の形態１では、第１の信号受信部は１つ、第２の信号受信部は３つで構成されている。
【００１２】
次に実施の形態１の受信記録装置の記録動作について図１を用いて説明する。基準アンテナ１と基準アンテナ１以外のアンテナ２は、受けた電磁波信号から相関のある基準受信信号および受信信号に変換する。基準受信信号および受信信号は、周波数変換器３で局部発振器４からの周波数信号により中間周波数に変換される。次にＡＤ変換器５によって中間周波数信号はデジタル信号に変換され、デジタル信号の基準受信信号と受信信号となる。演算器６はデジタルの基準受信信号および受信信号をベースバンド変換およびサンプリングレート変換し、更にＩ信号とＱ信号の生成を行う。基準受信信号系統以外の演算器６では同時に位相補正制御部７の指示によってアンテナ系統毎にあるケーブル長などの誤差から位相の補正処理を行う。補正処理を行った後、加算器８で受信信号から基準受信信号との差分をＩ信号・Ｑ信号毎に演算し、差分受信信号として多重化部９に伝送する。多重化部９ではデジタルの基準受信信号と複数の差分受信信号を多重化し、差分受信信号をランレングス法など用いて圧縮し、時刻情報などのステータス情報を付加した多重化データをストレージデバイス１０に伝送する。ストレージデバイス１０では、多重化データをディスクアレイ装置に格納する。
【００１３】
ここで基準受信信号と複数の受信信号との相関について図２により説明する。図２はアレーアンテナに入射する電磁波信号の行路差について図示したもので、遠方界より到来した電磁波信号は破線の矢印のように各アンテナに平行に入射される。基準アンテナ１に電磁波信号が到来した時間をｔとした場合、他のアンテナ２には、電磁波信号の入射角と基準アンテナ１との距離に比例して、各アンテナ２への電磁波信号の到着時間に遅延が発生する。即ち、電磁波信号がアンテナに対して入射角を持つと、各アンテナで比較した場合、行路長に差が発生する。雑音が発生しない理想的な空間であれば、アンテナ毎に行路差分の遅延が発生するのみで、時間方向に相関処理を行えば、元々同じ電磁波信号なので高い相関が得られる。
【００１４】
したがってこの発明は、アレーアンテナを構成する各アンテナからの受信信号は互いに相関があることを利用し、複数のアンテナのうち少なくとも１つを基準アンテナとし、それ以外のアンテナからの受信信号は基準アンテナが受信した基準受信信号との差分の差分受信信号とし、受信信号のデータ量を少なくしたものである。
【００１５】
図３には、各アンテナが受信した信号と差分受信信号の一例をデジタル段のベースバンド周波数の振幅の例で図示している。図３（ａ）は基準アンテナ１が受信した基準受信信号と基準アンテナ以外のアンテナ２の内の１つが受信した受信信号の振幅を表しており、実線が基準受信信号で、破線が基準受信信号と相関のある受信信号である。図３（ｂ）は基準受信信号と受信信号との差分である差分受信信号で、図３（ａ）の受信信号と比較しても明らかなように、振幅の値は小さくなっており、これが結果的に受信信号のデータ量を少なくする。
このように基準受信信号と受信信号との差分である差分受信信号をストレージデバイス
１０に保存することで、ストレージデバイス１０の容量に大きいものが必要でなくなり、またデータ伝送の制約も少なくなり、受信信号を効率よく伝送・記録することができる。
【００１６】
次に実施の形態１の位相補正制御部７が補正信号を生成する方法、すなわちアンテナ系統毎にあるケーブル長などの誤差から位相の補正処理を行う校正時の構成を示す図４について説明する。
図４において、周波数変換器３、局部発振器４、ＡＤ変換器５、演算器６は図１のものと全く同じものである。この図４では各周波数変換器３には、アンテナ１、２から出力される受信信号の代わりに校正用の正弦波を発生させる信号発生器１１からの信号を入力している。各演算器６の出力端には位相誤差判定部１２が接続され、この位相誤差判定部１２は各演算器６から出力されてきたＩ信号およびＱ信号から、基準アンテナ系統信号とその他の受信信号系統との位相誤差を判定するようにしている。
【００１７】
実施の形態１の受信記録装置の校正動作について図４を用いて説明する。信号発生器１１は正弦波信号を出力し、基準アンテナ１と各アンテナ２の出力の代わりに同相で正弦波が周波数変換器３に入力するように接続を変更する。周波数変換器３で正弦波信号を中間周波数に変換し、この中間周波数の信号をＡＤ変換器５でデジタル信号に変換する。演算器６においてデジタルの中間周波数信号をベースバンド変換およびサンプリングレート変換し、更にＩ信号とＱ信号の生成をして位相誤差判定部１２に伝送する。位相誤差判定部１２は、基準アンテナ系統と各アンテナ系統から伝送されたＩＱ信号データから位相を計算し、アンテナ系統毎に基準アンテナ系統からの位相誤差量を算出する。位相誤差判定部１２は、アンテナ系統ごとの位相誤差量を図１に示す位相補正制御部７に伝送し、受信記録装置の記録動作時の位相補正に使用する。
【００１８】
次に実施の形態１の受信記録装置に保存されたデータを再生する再生装置の構成を示す図５について説明する。分離部１３はストレージデバイス１０に保存された多重化データを基準受信信号と差分受信信号に分離する。加算器１４は分離された基準受信信号と差分受信信号から受信信号を復元するものである。
図５の受信記録再生装置の再生動作について説明する。ストレージデバイス１０より読み出された多重化データは、分離部１３に伝送され、基準受信信号と差分受信信号に分離される。このとき基準受信信号と差分受信信号はそれぞれＩ信号成分とＱ信号成分とに分けて出力される。次に加算器１４によって差分受信信号と基準受信信号の和をＩ信号成分およびＱ信号成分ごとに演算し、元の受信信号を復元する。
【００１９】
以上のように、受信記録装置においては、基準受信信号と受信信号との差分をとり、ダイナミックレンジを小さくして必要な量子化ビットを少なくすることによってデジタル受信信号の圧縮効率を高め、素子数が多いアレーアンテナシステムであっても効率よく電磁波信号を多重化してストレージデバイスに保存できるシステムを構築することが可能である。
【００２０】
なお、実施の形態１では、４素子のアンテナにおいて差分を求める構成を示したが、これは１例であり、アンテナの素子数を制限するものではない。また、基準アンテナは時間および状況等に応じて動的に変更しても構わない。そのほか、実施の形態１においては、ＩＱ信号を元に差分化処理を行ったが、これは差分化方法を限定するものではない。即ち、記録した受信信号の用途が限られる場合は、振幅もしくは位相のみを差分化して記録してもよい。例えば振幅のみ記録する場合は、各アンテナでの受信電力値を残す場合であり、位相のみ記録する場合は、位相差方探する場合などである。その際に受信記録装置の用途によってＩ信号もしくは位相のみなど片方を記録するように装置を構成しても構わない。
【００２１】
その他、実施の形態１では、１つのストレージデバイス１０がアンテナ設置場所と同じ
場所にある例を示しているが、このストレージデバイスの設置数やストレージデバイスの
設置場所はこれらに限定されるものではない。例えば複数のストレージデバイスを信号解析装置が設けられた遠隔の管理室等に配置し、複数のアレーアンテナ装置の各多重化部から遠隔伝送されてくる信号をこれらストレージデバイスに記録するようにしてもよい。また演算器６からストレージデバイス１０までの構成はＰＣのような演算装置でも構わない。また、実施の形態１では位相を制御することで誤差補正を行っているが、位相誤差判定部１２で基準受信信号と受信信号間で相関処理を行って遅延量を検出し、演算器６で遅延素子などを用いて誤差補正しても構わない。また、実施の形態１では受信についてのみ示したが、図５の再生装置を利用して送信を行うことを制限するものではない。
【００２２】
実施の形態２
次に実施の形態２の受信記録装置について図６を用いて説明する。実施の形態１では、電磁波信号の波長に対してアレーアンテナの開口幅を長く取る場合、前提条件である相関のある電磁波信号が各アンテナで受信できなくなる可能性が生じる。実施の形態２の受信記録装置はこのような条件化での動作を改善したものである。
図６において、４つのアンテナ２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂからなるアレーアンテナのうち、２つのアンテナ２１ａおよび２１ｂは差分化処理系統ごとの基準アンテナである。他のアンテナ２２ａ、２２ｂは基準アンテナ２１ａ、２１ｂを使用して差分化処理される受信信号を受信するアンテナである。なお、その他の構成は実施の形態１と同じ構成なので、同一符号を記して説明を省略する。
【００２３】
図６に示す実施の形態２の受信記録装置の記録動作について説明する。ここで基準アンテナ２１ａとアンテナ２２ａ、基準アンテナ２１ｂとアンテナ２２ｂは受信する電磁波信号に相関があるものとする。基準アンテナ２１ａで受信した基準受信信号は、周波数変換器３、ＡＤ変換器５および演算器６などを経て、デジタルの基準受信信号としてＩ信号成分とＱ信号成分に分けられてそのまま多重化部９に入力される。一方アンテナ２２ａで受信した受信信号は、周波数変換器３、ＡＤ変換器５および演算器６などを経て、加算器８で基準アンテナ２１ａで受信した基準受信信号を用いてＩ信号成分およびＱ信号成分毎に差分受信信号を生成し、多重部９に入力される。同様に、アンテナ２２ｂで受信した受信信号は、基準アンテナ２１ｂで受信した基準受信信号を用いて差分受信信号を生成し、多重化部９に入力される。多重化部９では２つの基準受信信号とそれぞれの差分受信信号を多重化して、ストレージデバイス１０に保存する。
また記録装置からの再生および位相の構正方法は実施の形態１と同じなので、説明は省略する。
【００２４】
このように、複数の基準アンテナを有することによって大規模な開口幅の広いアレーアンテナにおいても受信記録装置を適用することが可能となる。また、動的に実施の形態１と実施の形態２の構成に切り換えることによって、広帯域な受信記録システムを構築することが可能となる。なお、実施の形態２では、４素子のアンテナにおいて差分を求める構成を示したが、これは１例であり、アンテナの素子数を制限するものではない。そのほか、実施の形態２においては、ＩＱ信号を元に差分化処理を行ったが、これは差分化方法を限定するものではなく振幅または位相で差分化してもよく、その際に受信記録装置の用途によってＩ信号もしくは位相のみなど片方を記録するように装置を構成しても構わない。その他、構成では１つのストレージデバイス１０をアンテナ設置場所と同じ場所にある例を示しているが、このストレージデバイスの設置数やストレージデバイスの設置場所は限定されるものではない。また、演算器６からストレージデバイス１０までの構成は記録装置が接続されていればＰＣのような演算装置でも構わない。また実施の形態２では位相を制御することで誤差補正を行っているが、位相誤差判定部１２で基準受信信号と受信信号間で相関処理を行って遅延量を検出し、演算器６で遅延素子などを用いて誤差補正しても構わない。
【００２５】
実施の形態３
次に実施の形態３の受信記録装置について図７を用いて説明する。実施の形態１では、広帯域に受信記録を行う場合、ＲＦ部におけるケーブルの電気長の違いから周波数によって位相誤差量が変化する可能性が生じる。実施の形態３の受信記録装置はこのような条件化での動作を改善したものである。
図７において、演算部３１はデジタルの受信信号をフィルタを用いて帯域分割し、ベースバンド周波数へ変換したり、サンプリングレート変換を行ったり、ＩＱ信号生成を行ったりするものである。その他の構成は実施の形態１と同じ構成なので、同一符号を記して説明を省略する。なお、ここでアンテナは簡略化のため、基準アンテナ１とそれ以外のアンテナ２の２つで構成し、２素子のアンテナにおいて差分を求める構成を示しているが、これは１例であり、アンテナの素子数はこれに限定されるものでない。
【００２６】
図７に示す実施の形態３の受信記録装置の記録動作について説明する。基準アンテナ１とアンテナ２で受信した基準受信信号と受信信号は周波数変換器３およびＡＤ変換器５を経て演算器３１に伝送される。演算器３１では、フィルタを用いて周波数分割した後に各帯域をベースバンド周波数変換およびサンプリングレート変換し、更にＩ信号成分とＱ信号成分の生成を行う。そして、加算器８により基準受信信号と受信信号とを加算し、帯域毎にＩ信号およびＱ信号の差分受信信号を生成し、多重化部９へ伝送する。多重化部９では、帯域ごとに基準受信信号と差分受信信号を多重化して、ストレージデバイス１０に保存する。なお位相補正制御部７における位相の構正方法は実施の形態１と同じなので、説明は省略する。
【００２７】
このように、実施の形態３の受信記録装置では、帯域を分割し帯域毎に差分演算をすることで、広帯域の受信信号を帯域分割して記録することが可能となる。また、実施の形態３ではデジタル段で帯域分割を実施したが、周波数変換器３において帯域分割を行っても構わない。そのほか、実施の形態３においては、ＩＱ信号を元に差分化処理を行ったが、これは差分化方法を限定するものではなく振幅または位相で差分化してもよく、その際に受信記録装置の用途によってＩ信号もしくは位相のみなど片方を記録するように装置を構成しても構わない。その他、構成では１つのストレージデバイス１０をアンテナ設置場所と同じ場所にある例を示しているが、このストレージデバイスの設置数やストレージデバイスの設置場所は限定されるものではない。また、演算器３１からストレージデバイス１０までの構成は記録装置が接続されていればＰＣのような演算装置でも構わない。また実施の形態３では位相を制御することで誤差補正を行っているが、位相誤差判定部１２で基準受信信号と受信信号間で相関処理を行って遅延量を検出し、演算器３１で遅延素子などを用いて誤差補正しても構わない。
【００２８】
実施の形態４
次に実施の形態４の受信記録装置について図８を用いて説明する。実施の形態１乃至３では、基準アンテナからの基準受信信号と基準アンテナ以外のアンテナからの受信信号をそれぞれデジタル信号に変換した後に、基準受信信号と受信信号との差分を演算してデジタルの差分受信信号を取得していたため、ＡＤ変換器の有効量子化ｂｉｔ数が大きくなるという問題がある。この実施の形態４は、基準受信信号と受信信号との差分受信信号をアナログ段階で取得し、その後差分受信信号をデジタル信号に変換することにより、ＡＤ変換器の有効量子化ｂｉｔ数を小さくしたものである。
【００２９】
図８において、合成器４１は、基準アンテナ１からの基準受信信号と基準アンテナ以外のアンテナ２からの受信信号とからアナログの差分受信信号を取り出す。演算器４２は、位相（もしくは遅延量）の系統誤差を補完したり、デジタルの基準受信信号および差分受信信号をベースバンド周波数へ変換したり、サンプリングレート変換を行ったり、Ｉ信号・Ｑ信号生成を行ったりするものである。その他の構成は実施の形態１と同じ構成なので、同一符号を記して説明を省略する。
【００３０】
図８に示す実施の形態４の受信記録装置の記録動作について説明する。基準アンテナ１とアンテナ２で受信した基準受信信号と受信信号は周波数変換器３に入力され、それぞれ中間周波数に変換される。基準受信信号以外の中間周波数の受信信号は合成器４１の一方の入力端に入力され、合成器４１の他方の入力端には基準受信信号が入力される。合成器４１は基準アンテナ１からの基準受信信号と各アンテナ２からの受信信号との差分である差分受信信号を取り出す。これら差分受信信号と基準受信信号はＡＤ変換器５に入力され、デジタル信号に変換される。ＡＤ変換された基準受信信号と差分受信信号は演算器４２に伝送され、演算器４２では、位相誤差量（もしくは遅延量）補正、ベースバンド周波数変換およびサンプリングレート変換、Ｉ信号・Ｑ信号生成を行ったりして、多重化部９へ伝送する。多重化部９では、基準受信信号と差分受信信号を多重化して、ストレージデバイス１０に保存する。ここで、位相誤差量（もしくは遅延量）校正については、アンテナ系統毎の誤差量を測定器において事前に測定するか、もしくは図４と同様に、基準アンテナ１とアンテナ２の代わりに信号発生器１１を使用して試験信号を注入し、系統毎の誤差量を測定して位相補正制御部７に反映する。
【００３１】
次に実施の形態４の受信記録装置に保存されたデータを再生する再生装置の構成を示す図９について説明する。分離部１３はストレージデバイス１０に保存された多重化データを基準受信信号と差分受信信号に分離する。加算器１４は分離された基準受信信号と差分受信信号から受信信号を復元するものである。
図９の受信記録再生装置の再生動作について説明する。ストレージデバイス１０より読み出された多重化データは、分離部１３に伝送され、基準受信信号と差分受信信号に分離される。このとき基準受信信号と差分受信信号は、図示していないが、それぞれＩ信号成分とＱ信号成分とに分けて出力してもよい。次に加算器１４によって差分受信信号と基準受信信号の和を演算し、元の受信信号を復元する。
【００３２】
このように、実施の形態４では、アナログ段において基準受信信号とその他の受信信号との差分をとり、ダイナミックレンジを小さくして必要な量子化ｂｉｔを少なくしているから、デジタル受信信号の圧縮効率を高め、素子数が多いアレーアンテナシステムであっても効率よく、電磁波信号を多重化してストレージデバイスに保存できるシステムを構築することが可能である。
【００３３】
なお、実施の形態４では、４素子のアンテナにおいて差分を求める構成を示したが、これは１例であり、アンテナの素子数を制限するものではない。また、基準アンテナは時間および状況等に応じて動的に変更しても構わない。そのほか、差分化処理もＩ信号Ｑ信号に限定されるものでなく、例えば記録した受信信号の用途が限られる場合は、振幅もしくは位相のみを差分化して記録してもよい。振幅のみ記録する場合は、各アンテナでの受信電力値を残す場合であり、位相のみ記録する場合は、位相差方探する場合などである。その際に受信記録装置の用途によってＩ信号もしくは位相のみなど片方を記録するように装置を構成しても構わない。
【００３４】
その他、実施の形態４では、１つのストレージデバイス１０がアンテナ設置場所と同じ
場所にある例を示しているが、このストレージデバイスの設置数やストレージデバイスの設置場所はこれらに限定されるものではない。また演算器４２からストレージデバイス１０までの構成はＰＣのような演算装置でも構わない。また、実施の形態４では位相を制御することで誤差補正を行っているが、位相誤差判定部１２で基準受信信号と受信信号間で相関処理を行って遅延量を検出し、演算器４２で遅延素子などを用いて誤差補正しても構わない。また、実施の形態４では受信についてのみ示したが、図９の再生装置を利用して送信を行うことを制限するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
この発明は、電波監視装置の信号解析装置或いは信号解析システムにおいて、受信電磁
波信号を記録する受信記録装置、特にアレーアンテナの各アンテナからの受信電磁波信号をデジタル信号に変換して記録する受信記録装置に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施の形態１に係る受信記録装置の構成を示す図である。
【図２】アレーアンテナが受信する受信信号に相関があることを説明する図である。
【図３】この発明によって得られる基準受信信号と受信信号及び差分受信信号の一例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る受信記録装置の校正時の構成を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る受信記録装置の再生時に使用される再生装置の構成を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る受信記録装置の構成を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態３に係る受信記録装置の構成を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態４に係る受信記録装置の構成を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態４に係る受信記録装置の再生時に使用される再生装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    基準アンテナ                        ２    アンテナ
３    周波数変換器                        ４    局部発振器
５    ＡＤ変換器（ＡＤＣ）                ６    演算器Ａ
７    位相補正制御部                      ８    加算器
９    多重化部                          １０    ストレージデバイス
１１  信号発生器                        １２    位相誤差判定部
１３  分離部                            １４    加算器
２１ａ，２１ｂ  基準アンテナ            ２２ａ,２１ｂ  アンテナ
３１  演算器Ｂ                          ４１    合成器
４２  演算器Ｃ
【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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