(57)【要約】【課題】不要波の影響を受けずに希望波を受信することが可能な受信装置及び受信方法を提供する。【解決手段】所定周波数の希望波と、当該希望波に輻輳するパルス波の不要波とを含む電波を、受信信号として受信する空中線と、前記空中線が受信した前記受信信号に含まれる前記不要波のラインスペクトラムを所定量減衰させるノッチフィルタと、前記ノッチフィルタを通過した前記受信信号から前記希望波を抽出する第１抽出部と、前記空中線が受信した前記受信信号から前記希望波を抽出する第２抽出部と、前記受信信号中に前記不要波が出現する期間に基づき、前記第１抽出部及び前記第２抽出部で抽出された前記希望波を切り換えて出力する出力部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周波数の希望波と、当該希望波に輻輳するパルス波の不要波とを含む電波を、受信信号として受信する空中線と、
前記空中線が受信した前記受信信号に含まれる前記不要波のラインスペクトラムを所定量減衰させるノッチフィルタと、
前記ノッチフィルタを通過した前記受信信号から前記希望波を抽出する第１抽出部と、
前記空中線が受信した前記受信信号から前記希望波を抽出する第２抽出部と、
前記受信信号中に前記不要波が出現する期間に基づき、前記第１抽出部及び前記第２抽出部で抽出された前記希望波を切り換えて出力する出力部と、
を備える受信装置。
【請求項２】
前記ノッチフィルタは、前記希望波に輻輳する前記不要波のラインスペクトラムを、当該希望波の信号レベル以下に減衰させる請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記出力部は、前記受信信号中に前記不要波が出現する期間の間、前記第１抽出部で抽出された前記希望波を出力し、当該期間以外の間、前記第２抽出部で抽出された前記希望波を出力する請求項１又は２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記希望波は連続波であって、
前記出力部は、前記第１抽出部及び前記第２抽出部で抽出された前記希望波を時系列順に合成し、当該合成した希望波を出力する請求項１〜３の何れか一項に記載の受信装置。
【請求項５】
前記空中線で受信された前記受信信号から、前記希望波及び前記不要波を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記ノッチフィルタのフィルタ特性を制御するフィルタ制御部を更に備える請求項１〜４の何れか一項に記載の受信装置。
【請求項６】
前記フィルタ制御部は、前記ノッチフィルタを通過後の受信信号に含まれた前記希望波と前記不要波とのＳＮ比を算出し、当該ＳＮ比に基づいて前記ノッチフィルタのフィルタ特性を制御する請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
受信装置で実行される受信方法であって、
所定周波数の希望波と、当該希望波に輻輳するパルス波の不要波とを含む電波を、受信信号として受信する受信工程と、
前記受信工程で受信された前記受信信号に含まれる前記不要波のラインスペクトラムを所定量減衰させるフィルタ処理工程と、
前記フィルタ処理工程で処理が施された前記受信信号から前記希望波を抽出する第１抽出工程と、
前記受信工程で受信された前記受信信号から前記希望波を抽出する第２抽出工程と、
前記受信信号中に前記不要波が出現する期間に基づき、前記第１抽出工程及び前記第２抽出工程で抽出された前記希望波を切り換えて出力する出力工程と、
を含む受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、受信装置及び受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電波中に含まれた希望波を効率的に受信するため、電波中に含まれた不要波を抑制するための機能部を備えた受信装置が用いられている。また、パルス信号が希望波や不要波として電波中に含まれる場合もあり、このパルス信号を電波中から検出する技術が従来提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４８３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、不要波がパルス信号として電波中に存在し、当該パルス信号のラインスペクトラムが希望波の存在する周波数帯域にかかる場合、当該不要波を不用意に抑制すると、この抑制により希望波の受信が阻害されてしまう可能性があった。そのため、不要波の影響を受けずに希望波を受信することが可能な技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施の形態の受信装置は、空中線と、ノッチフィルタと、第１抽出部と、第２抽出部と、出力部とを備える。空中線は、所定周波数の希望波と、当該希望波に輻輳するパルス波の不要波とを含む電波を、受信信号として受信する。ノッチフィルタは、空中線が受信した受信信号に含まれる不要波のラインスペクトラムを所定量減衰させる。第１抽出部は、ノッチフィルタを通過した受信信号から希望波を抽出する。第２抽出部は、空中線が受信した受信信号から希望波を抽出する。出力部は、受信信号中に不要波が出現する期間に基づき、第１抽出部及び第２抽出部で抽出された希望波を切り換えて出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、実施形態に係る受信装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示したノッチフィルタの動作を説明するための図である。
【図３】図３は、図１に示した受信装置の動作を説明するための図である。
【図４】図４は、実施形態の変形例に係る受信装置の構成を模式的に示す図である。
【図５】図５は、従来の受信装置の構成を模式的に示す図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る電波の一例を模式的に示す図である。
【図７】図７は、従来の受信装置の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、添付図面を参照して、この発明に係る受信装置及び受信方法の実施形態について詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本実施形態に係る受信装置１の構成を模式的に示す図である。同図に示すように、受信装置１は、空中線１１と、分配部１２と、ノッチフィルタ１３と、第１抽出部及び第２抽出部としての第１信号処理部１４及び第２信号処理部１５と、制御部としてのパルス制御部１６と、出力部としてのデータ補完部１７とを備えている。
【０００９】
空中線１１は、例えばアンテナ素子等であり、空中の電波を受信信号として受信する。なお、本実施形態の空中線１１では、所定周波数の希望波と、当該希望波に輻輳する不要波としてのパルス信号（以下、パルス不要波という）とを含む受信信号を受信するものとする。
【００１０】
分配部１２は、空中線１１が受信した受信信号を、ノッチフィルタ１３及び第２信号処理部１５に電力分配する。
【００１１】
ノッチフィルタ１３は、希望波と周波数軸上で輻輳するパルス不要波のラインスペクトラムを減衰させるフィルタ特性を有し、当該パルス不要波を低減したフィルタ処理済みの受信信号を第１信号処理部１４に出力する。なお、ノッチフィルタ１３のフィルタ特性は、急峻なスカート特性を有することが好ましく、例えば超伝導フィルタ等を用いて実現する形態としてもよい。
【００１２】
第１信号処理部１４及び第２信号処理部１５は、前段から入力される受信信号に所定の信号処理を施すことで当該受信信号に含まれた希望波を復調し、出力信号としてデータ補完部１７に出力する。
【００１３】
パルス制御部１６は、パルス不要波の送信タイミングを通知する信号をデータ補完部１７に出力する。なお、パルス不要波の送信タイミングは、予め設定されている形態としてもよいし、公知の技術を用いることで、空中線１１が受信した受信信号から検出する形態としてもよい。
【００１４】
データ補完部１７は、パルス制御部１６から入力されるパルス波の送信タイミングに基づいて、第１信号処理部１４又は第２信号処理部１５から出力される出力信号（希望波）を選択的に取得し、当該出力信号を合成した連続波を図示しない外部装置に出力する。
【００１５】
次に、本実施形態に係る受信装置１の動作について説明する。まず、本実施形態の受信装置１と対比するために、従来の受信装置について説明する。
【００１６】
図５は、従来の受信装置１００の構成を模式的に示す図である。同図に示すように、受信装置１００は、空中線１０１と、信号処理部１０２とを備えている。
【００１７】
空中線１０１は、空中の電波を受信信号として受信し、信号処理部１０２に出力する。ここで、空中線１０１は、空中線１１と同様、所定周波数の希望波と、当該希望波に輻輳するパルス不要波とを含む受信信号を受信するものとする。また、信号処理部１０２は、空中線１０１から入力される受信信号に所定の信号処理を施すことで当該受信信号に含まれた希望波を復調し、出力信号として図示しない外部装置に出力する。
【００１８】
図６は、本実施形態に係る電波の一例を模式的に示す図であって、縦軸は振幅を、横軸は周波数を表している。一般的にパルス不要波ＵＳは、周波数軸上で広帯域なラインスペクトラム波形となる。このパルス不要波ＵＳが、希望波ＤＳの周波数帯域に存在（輻輳）すると、希望波ＤＳがパルス不要波ＵＳの干渉を受けるため、信号処理部１０２において希望波ＤＳを抽出することができない可能性がある。
【００１９】
ここで、図７は、受信装置１００の動作を説明するための図である。図７において、上図のグラフは、縦軸が周波数を、横軸が時間経過を表しており、空中線１０１で受信された受信信号を模式的に示している。また、下図は、上記グラフの各時間において、信号処理部１０２から出力される出力信号の状態を示している。
【００２０】
図７において、受信装置１００の空中線１０１が、希望波ＤＳが存在する帯域幅Ｂ１の電波を受信したとすると、パルス不要波ＵＳのラインスペクトラム波形が帯域幅Ｂ１にかかる期間Ｔの間、希望波ＤＳとパルス不要波ＵＳとが輻輳することになる。信号処理部１０２では、期間Ｔ以外の間に空中線１０１から入力される受信信号については、希望波ＤＳを正常に抽出することができるが、期間Ｔの間に空中線１０１から入力される受信信号についてはパルス不要波ＵＳの干渉により、希望波ＤＳを抽出できない可能性がある。この場合、信号処理部１０２から出力される出力信号は、図７の下図に示すように、期間Ｔの間空隙となるため、連続波である希望波ＤＳを不連続な状態でしか受信できないという問題があった。
【００２１】
そこで、本実施形態の受信装置１では、上記した従来の受信装置１００の問題を解消するため、ノッチフィルタ１３を用いることで、空中線１１で受信された受信信号のうち、希望波と輻輳するパルス不要波のラインスペクトラムを減衰させる。また、データ補完部１７では、パルス制御部１６から入力されるパルス不要波の送信タイミングに基づいて、パルス不要波が送信されていない期間に第２信号処理部１５から出力された信号から希望波を抽出するとともに、パルス不要波が送信されている期間に第１信号処理部１４から出力された信号から希望波を抽出し、これら希望波を合成した連続波を図示しない外部装置に出力する。
【００２２】
例えば、図６に示した電波を、空中線１１が受信するような場合、図２に示すように、ノッチフィルタ１３が有するフィルタ特性ＦＣにより、希望波ＤＳに輻輳したパルス不要波ＵＳのラインスペクトラムを所定量減衰させる。ここで、図２は、ノッチフィルタ１３の動作を説明するための図であって、図６の希望波ＤＳ部分（図７の帯域幅Ｂ１部分）を抜き出したものとなっている。なお、ラインスペクトラムの減衰量は、特に問わないものとするが、希望波ＤＳの信号レベル以下とすることが好ましい。
【００２３】
このように、受信装置１では、希望波ＤＳに重畳したパルス不要波ＵＳのラインスペクトラムをノッチフィルタ１３により低減する。これにより、希望波ＤＳに対するパルス不要波ＵＳのラインスペクトルの電力比を低減することができるため、希望波ＤＳにパルス不要波ＵＳが輻輳する期間Ｔにおいても、第１信号処理部１４での希望波の復調をより確実に行わせることができる。
【００２４】
また、データ補完部１７は、図３に示すように、パルス制御部１６から入力されるパルス不要波ＵＳの送信タイミングに基づいて、第１信号処理部１４又は第２信号処理部１５から出力される出力信号（希望波）を選択的に取得し、当該出力信号を合成した連続波ＣＳを出力する。
【００２５】
ここで、図３は、受信装置１の動作を説明するための図である。図３において、上図のグラフは、縦軸が周波数を、横軸が時間経過を表しており、空中線１１で受信された受信信号を模式的に示している。また、下図は、上記グラフの各時間において、データ補完部１７が出力する出力信号（連続波ＣＳ）の状態を示している。
【００２６】
図３において、受信装置１の空中線１１が、希望波ＤＳが存在する帯域幅Ｂ１の電波を受信したとすると、図７と同様、パルス不要波ＵＳのラインスペクトラム波形が帯域幅Ｂ１にかかる期間Ｔの間、希望波ＤＳとパルス不要波ＵＳとが輻輳することになる。
【００２７】
そこで、データ補完部１７は、この期間Ｔの間、第１信号処理部１４から出力された出力信号を入力とし、パルス不要波ＵＳの影響を受けない期間Ｔ以外の間は、第２信号処理部１５から出力された出力信号を入力とする。そして、データ補完部１７は、第１信号処理部１４及び第２信号処理部１５から入力された出力信号を、時系列順に合成することで連続波ＣＳを生成し、図示しない外部装置に出力する。これにより、パルス不要波ＵＳが送信されている期間においても、希望波ＤＳの受信が可能となり、当該希望波ＤＳを連続して受信することができる。
【００２８】
なお、データ補完部１７において、第２信号処理部１５からの出力信号を用いずに、第１信号処理部１４からの出力信号を常時入力とする形態も考えられるが、ノッチフィルタ１３でのフィルタ処理による信号劣化を考慮すると、第１信号処理部１４からの出力信号は部分的に用いることが好ましく、これにより希望波の受信精度を向上することができる。
【００２９】
以上のように、本実施形態の受信装置１によれば、受信信号中に含まれたパルス不要波を抑制しつつ、連続波である希望波を連続した状態で受信することが可能であるため、不要波の影響を受けずに希望波の受信をより確実に行うことができる。
【００３０】
なお、上記実施形態では、希望波を連続波としたが、これに限らず、パルス波であってもよい。この場合、データ補完部１７では、出力信号の合成は行わず、第１信号処理部１４及び第２信号処理部１５から入力された出力信号を図示しない外部装置に出力するものとする。
【００３１】
なお、上記実施形態では、ノッチフィルタ１３のフィルタ係数を固定値としたが、これに限らず、適応型ノッチフィルタ等を用いることで、フィルタ係数を可変とする構成としてもよい。以下、上記実施形態の変形例として、フィルタ係数を可変とした場合の構成例について説明する。なお、上記実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付与し説明を省略する。
【００３２】
［変形例］
図４は、本変形例に係る受信装置１Ａの構成を模式的に示す図である。同図に示すように、受信装置１Ａは、空中線１１と、分配部１２と、ノッチフィルタ１３と、第１信号処理部１４及び第２信号処理部１５と、パルス制御部１６と、データ補完部１７と、検出部としての信号検出部１８と、フィルタ制御部１９とを備えている。
【００３３】
信号検出部１８は、空中線１１から出力される受信信号に含まれた希望波及びパルス不要波の周波数及び信号レベルを検出し、その検出結果をフィルタ制御部１９に出力する。なお、希望波及びパルス不要波の検出方法は特に問わないものとする。例えば、希望波及びパルス不要波の周波数を予め設定しておき、当該周波数の信号レベルを検出（測定）する形態としてもよいし、公知の技術を用いて希望波及びパルス不要波の周波数及び信号レベルを検出する形態としてもよい。
【００３４】
フィルタ制御部１９は、信号検出部１８から出力された検出結果と、ノッチフィルタ１３でフィルタ処理が施された受信信号とに基づいて、ノッチフィルタ１３のフィルタ係数を決定する。そして、フィルタ制御部１９は、決定したフィルタ係数をノッチフィルタ１３に設定することで、ノッチフィルタ１３のフィルタ特性を制御する。
【００３５】
ここで、フィルタ制御部１９は、信号検出部１８から出力された検出結果に基づいて、希望波の周波数帯域に輻輳するパルス不要波のラインスペクトラム周波数位置及び信号レベルを特定し、この特定したラインスペクトラムを減衰させるためのフィルタ係数を導出しノッチフィルタ１３に設定する。また、フィルタ制御部１９は、フィルタ処理後の受信信号に含まれた希望波及びパルス不要波のＳＮ比を算出し、このＳＮ比が最大となるフィルタ係数を、フィードバック制御によりノッチフィルタ１３に設定しながら調整することで、フィルタ係数の最適化を行う。ここで、希望波及びパルス不要波のＳＮ比の算出方法は特に問わず、公知の技術を用いてもよい。
【００３６】
なお、フィルタ係数の調整対象は、特に問わず、フィルタ特性の中心周波数や減衰傾度（スカート特性）、減衰レベルの強度等、ノッチフィルタ１３において調整可能なフィルタ係数の何れか全てを調整する形態としてもよい。
【００３７】
以上のように、本変形例の受信装置１Ａによれば、ノッチフィルタ１３のフィルタ特性を受信信号に応じて動的に設定することで、受信信号に柔軟に対応することが可能となるため、上述した実施形態と同様の効果を効率的に奏することができる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、追加等を行うことができる。また、上記各実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００３９】
また、上記した各機能部の実現方法は特に問わず、例えば、ノッチフィルタ１３でのパルス不要波（ラインスペクトラム）の抑制や、データ補完部での合成処理を、デジタル信号処理で実現する形態としてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１、１Ａ  受信装置
１１  空中線
１２  分配部
１３  ノッチフィルタ
１４  第１信号処理部
１５  第２信号処理部
１６  パルス制御部
１７  データ補完部
１８  信号検出部
１９  フィルタ制御部
【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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