JP5225730B2

JP5225730B2 - 信号分析装置

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Publication number: JP5225730B2
Application number: JP2008097270A
Authority: JP
Inventors: 伸一伊藤; 直博渡邉; 達郎花屋
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2028-04-03
Also published as: JP2009250719A

Description

本発明は、受信信号を時間経過とともに周波数成分を分析する信号分析装置に関する。一般に、例えば、分析対象とする周波数（受信した周波数でもある）を一方の座標軸、分析した時間（受信した時間でもある）を他方の座標軸とする座標上に、分析して得られた各周波数の成分の大きさをパラメータとして表す、３次元的表示を行う信号分析装置があるが、本発明はこのような信号分析装置において、操作者が視覚的に認識しやすい表示を提供するものである。

以下、上記のように、受信した周波数と時間の２次元に、その周波数の成分の大きさを加えた３次元的なグラフ表示をスペクトログラムと言う。

一般には、無線機器等から出射される電波等の信号を受けて、周波数成分を分析して、その時間経過の変化を観察する信号解析装置がある（特許文献１を参照）。この信号解析装置では、分析した結果を表示するにあたって、複数の表示例が挙げられている。一つの例は、ｚ軸（縦軸）をパワー（或いはレベルとも言われる。）、Ｘ軸（横軸）を測定した周波数、Ｙ軸（奥行き方向の軸）を測定した時間とする３次元座標上に表示している表示例である。他の一つの表示例は、縦軸（Ｙ軸）を測定した時間、横軸（Ｘ軸）を測定した周波数とする２次元座標上に、測定した周波数にけるパワーの大きさをパラメータとしてそのパラメータの変化が認識できるように同一パワーの大きさを結んだ等高線状のパラメータ表示の例である。

上記の「一つの表示例」における３次元表示は、観察するのに不便な面がある。つまり、観察者が、表示されているグラフから、例えば在る時間帯である在る周波数帯で囲まれた座標領域におけるパワー変化を観察しようとすると、奥行き方向が視覚的に陰が生じやすく明確に認識できない欠点がある。このような欠点を考えると、上記「他の一つの表示例」が便利である。

特開平９−１５２７９号公報

しながら上記の「他の一つの表示例」においても、次のような欠点があった。つまり、周波数及び時間に対するレベルの大きさの変化を等高線状で表しただけでは、次の（イ）〜（ハ）の次な欠点がある。（イ）パワーが大きくなる方向や、小さくなる方向が直視的に視認できない。（ロ）特定の範囲に入るレベルの周波数や時間を注視して知りたいときに、パワーの全パラメータを追跡する必要がある。（ハ）等高線のパワー間隔が固定であると、表示されているグラフの全周波数及び全時間にけるパワーの変化が小さいとパワーの等高線も粗くなる。パワーの変化範囲に追従した等高線間隔が望ましいことがある。

本発明の目的は、分析対象とする周波数を一方の座標軸、分析した時間を他方の座標軸とする座標上に各周波数の成分の大きさをパラメータとしてスペクトログラムを表示するにあたって、所望のパワー範囲とそれ以外の範囲のパワーとを識別でき、かつ所望のパワー範囲についてはパワー変化の大小の変化が直視できるように表示することにより、操作者の観察を容易になるよう支援できる信号分析装置を提供することである。

請求項１に記載の発明は、操作部（１２）と、表示部（１０）と、入力信号を受信し、該操作部で設定された周波数範囲に亘る入力信号を該操作部で設定された時間範囲に亘ってパワーを測定し、デジタルの測定データとして出力する受信部（１００）と、前記測定データを基に、パワー分布のヒストグラムを算出し、指定された統計値の上限値及び下限値のそれぞれに該当するパワーを求めるレベル範囲サーチ手段（１４）と、前記統計値の上限値から下限値で該当する前記パワーの変化に応じて色の変化を割り付けたスケールを生成して前記表示部に表示するとともに、前記統計値の下限値及び上限値に該当する前記スケール上のパワーの位置を識別可能に表示するスケール設定手段（８ａｂ）と、前記測定データを基に周波数軸、時間軸の２次元座標上に、該測定データが示すパワーを前記スケールと比較してスペクトログラムをそのパワーの該当する色で前記表示部に表示させるスケーリング手段（８ａａ）と、を備えた。
請求項２に記載の発明は、前記スケーリング手段は、前記測定データが示すパワーが前記統計値の上限値及び下限値を超えるスケール部分に該当する場合は、前記範囲外を識別する色で前記スペクトログラムを表示する構成とした。
請求項３に記載の発明は、操作部（１２）と、表示部（１０）と、入力信号を受信し、該操作部で設定された第１の周波数範囲に亘る入力信号を該操作部で設定された第１の時間範囲に亘ってパワーを測定し、デジタルの測定データとして出力する受信部（１００）と、前記測定データを基に、パワーの最大値と最小値を検出するレベル範囲サーチ手段（１３）と、前記パワーの最大値から最小値までのパワーの変化に応じて色の変化を割り付けたスケールを生成して前記表示部に表示させるとともに、該スケール上に所望のパワー範囲を表示させるスケール設定手段（８ａｂ）と、前記測定データを基に周波数軸、時間軸の２次元座標上に、該測定データが示すパワーを前記スケールと比較してスペクトログラムをそのパワーの該当する色で前記表示部に表示させるスケーリング手段（８ａａ）と、を備えた。
請求項４に記載の発明は、前記レベルサーチ手段は、さらに、パワー分布のヒストグラムを算出し、指定された統計値の上限値及び下限値に該当するパワーを前記所望のパワー範囲として求める構成とした。

本発明によれば、所定範囲のパワーについては、例えば、グラフ上の階調表示とスケールの階調表示を比較することにより、直視的にその変化が観察しやすい。また、所定範囲外は、所定範囲内の階調表示とは異なった表示が成されるので、所定範囲内パワーと範囲外のパワーとは区別して認識できる。

本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る実施形態の機能構成を示す図である。図２は、スケール設定について図１と異なる他の形態を説明するための図である。図３〜図５は、表示例を示す図である。

ここで今後の説明上、観察者が解析したい条件として、解析対象とする入力ＲＦ信号（受信信号）の中心周波数をｆｃ、周波数帯域をΔＦ、周波数分解能帯域幅（ＲＢＷ）を操作部１２で入力したとして説明する。また、受信部１００のＡ／Ｄ変換部２等は中間周波数（センター）ｆ_ＩＦを中心として±ΔＦ_Ｍａｘ／２（但し、ΔＦ_Ｍａｘ≧ΔＦ）の範囲で動作し、ＦＦＴ処理部４は、ｆ_ＩＦ±ΔＦ_Ｍａｘ／２の範囲でＦＦＴ処理可能に設計されているものとする。

図１でＲＦ部１は、掃引部１ｃ、ローカルｏｓｃ部１ｂ、ミキサ部１ａとを有する。ローカルｏｓｃ部１ｂは、制御部１１から掃引部１ｃを介して測定周波数の中心周波数ｆｃの指示を受けて、ローカル周波数（ｆｃ＋ｆ_ＩＦ）の信号を発信してミキサ部１ａへ送る。ミキサ部１ａは、観察対象である周波数（ｆｃ±ΔＦ_Ｍａｘ）の信号とローカル周波数（ｆｃ＋ｆ_ＩＦ）の信号とをミキシングして中間周波数（ｆ_ＩＦ±ΔＦ_Ｍａｘ）の信号に変換して、Ａ／Ｄ変換部２へ送る。

上記は解析したい入力ＲＦ信号の周波数を周波数ｆｃとしたが、例えば、周波数ｆｃ以外の周波数についてもデータを取得しておく場合、ローカルｏｓｃ部１ｂは、掃引部１ｃで掃引されることにより、次々とローカル周波数｛ｆｃ±ｋ×（ΔＦ_Ｍａｘ／２）＋ｆ_ＩＦ｝のｋを０からｎまで可変した信号をミキサ部１ａへ送ることにより、センター周波数ｆｃｋ＝ｆｃ±ｋ×ΔＦ（ｋは０〜ｎ）として、帯域±ΔＦ_Ｍａｘ／２の入力ＲＦ信号を取り込むことができる。つまり｛ｆｃ−ｎ×ΔＦ−（ΔＦ_Ｍａｘ／２）｝〜（ｆｃ＋ｎ×ΔＦ_Ｍａｘ＋（ΔＦ_Ｍａｘ／２）｝）迄の周波数の入力ＲＦ信号を取り込むことができる。なお、ｋは整数で０〜ｎを変化させれば、帯域をダブって測定することなく効率的にデータ取得できるが、例えば、小数点のステップで変化させて細かくデータを取得しておく。

ただし、制御部１１は、所定の最大観測時間ｔｈだけ（操作部１２から観測時間ｔｖが設定されている場合は、ｔｈ≧ｔｖ）ローカルｏｓｃ部１ｂに対して少なくともその最大観察時間ｔｈの間は、ローカル周波数（ｆｃ±ｋ×ΔＦ_Ｍａｘ／２＋ｆ_ＩＦ）を可変することなく維持し、最大観察時間ｔｈ経過後に変える。或いは操作部１２からの指示があるまで同一周波数を維持させても良い。所定の最大観測時間ｔｈとは、観測時間ｔｖを変えて観測したい場合に予想される最大の観測時間である。

Ａ／Ｄ変換部２は、ＲＦ部１から出力される中間周波数信号（周波数：ｆ_ＩＦ±ΔＦ_Ｍａｘ／２）を制御部１１からの所定のクロックでデジタルデータに変換する。同一の中間周波数信号について最大観測時間ｔｈ間はクロックに対応してデジタルデータに変換する。

元データ記憶部３は、Ａ／Ｄ変換部２から出力されるデジタルデータ（振幅値）を、観察対象である測定周波数（例えば、ｆｃ＋ｋ×ΔＦ_Ｍａｘ／２）、クロックの経過時間（最大観測時間ｔｈ）をアドレスとしたメモリ領域に、ほぼクロックと同じタイミングの書き込み信号により記憶する。記憶されたデジタルデータは、いわば時間領域のデータである。

ＦＦＴ処理部４は、操作部１２から受けた、観察周波数ｆｖ（例えば、ｋ＝０として、ｆｃ）、観察時間ｔｖ（範囲としては、スタート時間ｔｓ〜ストップ時間ｔｔ：通常は、スタート時間ｔｓは測定開始時刻＝０）を受けて、元データ記憶部３から該当する観察周波数、及び観察時間の時間領域データ（デジタルデータ）を読み出す。そして、ＦＦＴ処理部４は、受けた時間領域データを所定時間間隔でＦＦＴ処理して周波数領域データに変換して、操作部１２から指定された観察帯域幅ΔＦの範囲で所望の分解能帯域幅（ＲＢＷ）で各周波数成分とその大きさを算出する。

このとき、ＦＦＴ処理部４は、ＦＦＴ処理する処理のタイミングの時間間隔をΔｔとすると、観察周波数の時間領域データから各処理タイミングで時間窓ΔＴ（ΔＴ≧Δｔ）だけの時間領域データを元データ記憶部３から読み出してＦＦＴ処理する。そして、処理タイミングを１間隔Δｔだけ時間窓Ｔごとズラしながら観察時間のｔｖになるまで繰り返しＦＦＴ処理を行う。つまり、ｍ×Δｔ（例えば、ｍは、１〜ｔｖ／Δｔ）のタイミングで時間位置（アドレス）ｍ×Δｔを中心とした±ΔＴ／２間の時間領域データを読み出してＦＦＴ演算し、これをｍ＝ｔｖ／Δｔになるまで繰り返す。時間窓ΔＴは、時間領域データが周波数領域データに変換するのに十分な時間である。極端な例では、１周期にも満たない時間領域データを周波数領域データに変換してもその周波数が分解能良く特定できない恐れがある。なお、タイミングの時間間隔Δｔは、Ａ／Ｄ変換部２のクロックと同じ周期であっても良い。

検波部５は、各周波数成分の大きさ（パワー）を実効値、平均値、もしくはピーク値に変換して出力（以下、これを「パワー」と言う。）する。ログ変換部６は、検波部５からの出力を対数に圧縮して記憶部７へ送る。

記憶部７は、例えば、一方のアドレスを観察周波数（ｎ＝０の場合：（ｆｃ−ΔＦ／２）〜（ｆｃ＋ΔＦ／２）の範囲）、他方のアドレスを観察時間ｔｖの経過とするメモリ領域に、該当する周波数成分のパワーを記憶する。この記憶状態から、観察周波数を縦軸、観察時間を横軸とする座標に、観察周波数各成分のパワーを色パラメータとして表示部１０に表示させると図３のように示せる。図３（Ａ）のグラフ及び左下の「ＦｒｅｑｕｅｎｓｙａｎｄＴｉｍｅ」の欄に示すように、観察周波数（センタ周波数）が６．００００００ＧＨｚ、観察帯域幅ΔＦ（Ｆｒｅｑ，ｓｐａｎ）＝５ＭＨｚ、したがって、縦軸は５．９９７５００ＧＨｚ〜６．００２５００ＧＨｚである。横軸は観察時間（全観察時間：ＣａｐｔｕｒｅＬｅｎｇｔｈ）が２０ｍｓである。

なお、受信部１００内においては、各部の動作は一つの時系列として連続して動作する（リアルタイム）ようにしても良いが、元データ記憶部３に一定量の時間領域データが記憶された後におけるＦＦＴ処理部４以降のデータ処理動作は、元データ記憶部３が時間領域データを記憶するまでのデータ取得動作とは別個のタイミングで動作できる。したがって、測定によるデータ取得動作は、細かく広く、早く取得する構成にし、それ以降のデータ処理動作は、操作者の要求に対応できるペースで処理する構成とすることができる。

以下、表示制御部８及び演算部９を中心に、それらの構成が達成する機能別に構成を説明する。

［１．スケーリング及グラフ表示機能］
スケール設定手段８ａｂは、予め表示部１０に色表示させるための色情報を保有し、異なる色相間の階調、或いは同一色系統の濃淡階調を生成できる。ここでの例としては、Ｒ（赤）―Ｇ（緑）―Ｂ（青）の各色間の階調を生成できるものとして説明する。

スケール設定手段８ａｂは、操作部１２から操作者が観察対象としたいパワーの範囲としてスケールレベルＬ（範囲としては、下限パワーＬｓ、上限レパワーＬｔ）の情報を受けて、このスケールレベルＬを例えば、予め記憶されている寸法の直線に、ｇ等分の直線目盛りに割り振る。したがって、直線の等分目盛りに、Ｌｓ、Ｌｓ＋ΔＬ、Ｌｓ＋２ΔＬ、・・・・・、Ｌｓ＋（ｎ−１）ΔＬ、Ｌｔ（ここで、ΔＬ＝（Ｌｔ−Ｌｓ）／ｇ）に相当するパワーが値付けされる。そして、スケール設定手段８ａｂは、例えば、Ｌｔの目盛り位置をＲ（赤）の最大濃さ、中間の目盛り位置（Ｌｔ−Ｌｓ）／２をＧ（緑）の最大濃さ、Ｌｓの目盛り位置をＧ（青）の最大濃さとするとともに、それらの間の色相間の階調データを生成する。

そして、スケール設定手段８ａｂは、目盛りに値付けされたパワーと目盛りに対応して生成された階調データとを対応させて、指定されたスケールレベルＬの範囲内のスケールとしてスケーリング手段８ａａに送る。このとき、範囲内のスケールと合わせて、スケールレベルＬを越える範囲のパワーとに対応する色表示として、範囲内のスケールに使用しなかった色を割り当て、その割り当て情報も、スケーリング手段８ａａに送る。そして、例えば、範囲内がＲ、Ｇ、Ｂとすれば下限パワーＬｓを下回るパワーには薄紫色、上限パワーＬｔを越えるパワーについては濃い桃色というように割り当てる。

また、スケール設定手段８ａｂは、目盛りとパワーと対応付けされた階調とを対応させて、範囲内のスケールとして表示部１０に表示させる。

スケーリング手段８ａａは、記憶部７から観察周波数ｆｖ、観察時間ｔｖ、及び観察周波数ｆｖと観察時間ｔｖで特定されるパワーの値を受けて、そのパワーの値と、スケール設定部８ａｂから送られたスケールとを比較し、そのパワーの値における階調を特定する。これを全観察周波数ｆｖと全観察時間ｔｖで特定される全パワーの値に例えばＲ、Ｇ，Ｂ階調の値付けを行う。なお、記憶部７から出力されるパワーの値が、下限パワーＬｓを下回るパワーにはＲ、Ｇ，Ｂとは異なる薄紫色を割り当て、上限パワーＬｔを越えるパワーについてもＲ、Ｇ，Ｂとは異なる濃い桃色を割り当てる。

グラフ生成手段８ａは、予めグラフ、例えば、縦軸を周波数、横軸を時間とする直交座標のグラフのフォーマットを記憶しておき、操作部１２から設定された観察周波数ｆｖ、観察帯域ΔＦを元に縦軸の縮尺を決定して割り付け、同様に観察時間ｔｖで横軸の縮尺を決定して割り付けて、表示部１０に表示させるとともに、グラフ上で観察周波数ｆｖと観察時間で特定される座標位置に、スケーリング手段８ａａでスケーリングされた、パワーの大きさに応じて階調表示する。

グラフ生成手段８ａによるグラフ表示例を図３（Ａ）に示す。
向かってグラフの右端の近くに、下限パワーＬｓ＝―９６ｄＢｍ、上限パワーＬｔ＝―４４ｄＢｍとし、その間を縦方向に１０等分した直線目盛り上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の階調表示を行い。操作者に、階調とパワーの大きさとの関係が認識できるように表示している。つまり、グラフとしては、縦軸は５．９９７５００ＧＨｚ〜６．００２５００ＧＨｚとし、横軸は全観察時間が２０ｍｓとする座表上に、パワーの値を階調で示している。そして、上限パワーＬｔ＝―４４ｄＢｍを越えたパワーについては、濃い桃色の表示が成されている。なお、図３では（図４も同じ）、グラフが、白黒印刷のため、カラーにならないので、文字で主たる色を説明している。

図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のグラフの一部を拡大した図である。図３（Ｂ）で上の方から順に青色、緑色、赤色、桃色、再び、赤色、緑色、青色と言うようパワーが桃色点をピークとして急激に変化している態様を認識できる。そして、ピーク点は桃色で示され、スケールを越える大きさのパワーであることが認識できる。

図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の一部拡大図であるが、この場合も赤色点を中心としてパワーが変化しているのが確認できる。この場合は、ピークが赤色なのでスケール範囲内のパワーである。

（１．１スケーリングの変形例）
以下にスケーリングの変形例を説明する。測定やグラフの生成のしかた等は、上記説明の通りである。
１．１Ａパワー分類スケール
スケール設定手段８ａｂは、ここでは、上記説明のように色相間が連続する階調表示では無く、直線目盛りの等分目盛り、例えば、上記のＬｓ、Ｌｓ＋ΔＬ、Ｌｓ＋２ΔＬ、・・・・・、Ｌｓ＋（ｎ−１）ΔＬ、Ｌｔの１つの目盛り間は同じ色とし、目盛りが変わるたびに異なる色にする。したがって、１０等分の目盛りであれば十色で、パワーがどの目盛りに分類されるかを示す。目盛り間隔に入るパワーが値付けされる。そして、これら１０等分に属さない、或いは越えるパワーについては、１０等分に割り付けた十色以外の色を割り当てる。なお、ここで言う十色とは、同一系統の色でも明度の差が認識できれば、それらを含めても良い（例えば、濃い青と、薄い青はそれらの差が認識できればこれで２色と数えても良い）。

スケーリング手段８ａａは、記憶部７から観察周波数ｆｖ、観察時間ｔｖ、及び観察周波数ｆｖと観察時間ｔｖで特定されるパワーの値を受けて、そのパワーの値がスケール設定手段８ａｂから送られたスケールとを比較し、そのパワーの値が１０等分の目盛り間隔のいずれの目盛り間隔に属するかを判断し属する色を付ける。

グラフ生成手段８ａは、観察周波数ｆｖ、観察帯域ΔＦを基にした縦軸、観察時間ｔｖの横軸の座標上に観察周波数ｆｖと観察時間ｔｖで特定される座標位置に、スケーリング手段８ａａでスケーリングされた、パワーの色を表示する。したがって、パワーは異なる色の帯状に分類されて表示される。

１．１Ｂ自動スケール設定
上記のように操作部１２からのスケールレベルＬを受けてスケールを生成していたが、ここでは、図２（Ａ）に示すようにレベル範囲サーチ手段１３が、記憶部７が記憶するパワー値の最小値と最大値をサーチし、それぞれ最小値を下限値Ｌｓとし、最大値を上限値Ｌｔとしてスケール設定手段８ａｂに設定する。この場合、全てのパワーが下限値Ｌｓ―上限値Ｌｔの範囲に入ることになり、範囲を超えるパワーは、無い。したがって、下限値Ｌｓ―上限値Ｌｔを操作部１２で設定したときは、それを越えるパワーを識別する必要があるが、この場合、全て範囲内の色で表示される。ただし、この場合は、任意の範囲を設定できないそれがある。そこで、スケールにだけ、所望のパワー範囲をマーキングすることもできる。
１．１Ｃ統計値に基づくスケール設定
上記の自動スケール設定と類似するが、ここでは、図２（Ａ）の構成を使用するがレベル範囲サーチ手段１３の代わりに図２（Ｂ）のレベル範囲サーチ手段１４を用いる構成を採る。図２（Ｂ）において、ヒストグラム算出手段１４ａは記憶部７が記憶するパワー値のヒストグラム（パワー分布）を算出する。そして、統計値算出手段１４ｂは操作部１２から指示された統計値の種類と値、例えば、平均値＋３σ、平均値―３σ、或いは＋１０％、９０％等のパワー値を算出する。そして例えば、平均値―３σのパワー値を下限値Ｌｓ、平均値＋３σのパワー値を上限値Ｌｔとしてスケール設定手段８ａｂへ送る。以降は上記の通りに動作する。

また、図２（Ａ）のレベル範囲サーチ手段１３と図２（Ｂ）のレベル範囲サーチ手段１４を併用することもできる。つまり、レベル範囲サーチ手段１３により検索したパワー値の最小値を下限値Ｌｓとし、最大値を上限値Ｌｔとしてスケール設定手段８ａｂに設定する。一方で、レベル範囲サーチ手段１４が検索した、例えば、平均値＋３σ、平均値―３σ、の各レベル点をスケールにマーキングし、どのパワー付近が３σ点かを認識可能にすることができる。

［１．２ゾーンマーカ及びピークマーカ表示機能］
表示制御部８に含まれるゾーンマーカ生成手段８ｃは、制御部１１から操作部１２で入力されたゾーン時間Ｔ（範囲はスタートＴｓ―ストップＴｔ形式、或いはセンター時間±時間幅で設定可能である。）、及びゾーン周波数Ｆ（範囲はスタートＦｓ―ストップＦｔ形式、或いはセンター周波数±周波数幅で設定可能である。）を受けて、そのゾーン時間Ｔ及びゾーン周波数Ｆを、グラフ生成手段８ａが周波数、時間をグラフの座標に割つけた座標情報を基に、該グラフ上にゾーン時間Ｔとゾーン周波数Ｆで囲われたゾーンマーカを表示部１０に表示させる。図３（Ａ）の表示例では、点線のＴ１―Ｔ２間のゾーン時間Ｔと、点線のゾーン周波数Ｆで囲われた四角枠（実線）がゾーンマーカの領域である。図３（Ａ）の左上に表示されている「ＭＫＲ」がゾーンマーカの情報の表示欄を示す。時間「８．２８０ｍｓ」がＴ１の時間、時間「１５．４８０ｍｓ」がＴ２の時間を示し、周波数のゾーンは、センター周波数が６．００００００ＧＨｚ、周波数幅ΔＦが５００ｋＨｚであることを示している。ゾーンマーカ表示は、観察対象の領域を絞って注視、観察するのに便利である。

ピークマーカ生成手段８ｂは、最大値検出手段８ｂａを有し、ゾーン時間Ｔとゾーン周波数Ｆで囲われたゾーンマーカ領域にあるパワーを記憶部７から読み出してその最大値（ピーク値）をサーチし、その最大値を示す時間と周波数の位置を特定し、グラフ生成手段８ａが生成した座標情報を参照して、特定した時間、周波数の位置に、識別可能なマーカを付す。図４（Ａ）のグラフ中の星印がピークマーカに該当する。そして、図４（Ａ）の左上に表示されている「ＭＫＲ星印」がピークマーカの情報の表示欄を示す。表示されている「２５．６ｍｓ」が横軸の時間位置、「５．９９２１８７５００」が縦軸の周波数位置、そして、「―７．００ｄＢｍ」がその位置におけるパワーの値を示している。

なお、上記ピークマーカ機能の説明は、ゾーンマーカ領域内のパワーの特徴点としてパワーのピーク点を表示させたが、最大点、２番目の大きさの点、３番目の大きさの点等の各点、或いはそれらの複数点を表示することもできる。大きさを比較して順位を決定すれば可能である。最小点を検出してその位置にマーカを付すこともできる。時間方向にパワーの変化の大きい変曲点をサーチしてその位置にマーカを表示することもできる。

［１．３電力積算機能］
図１の演算部９は、制御部１１から操作部１２で指定されたゾーン時間Ｔとゾーン周波数Ｆを受けて、それらで囲われたゾーンマーカ領域にあるパワーを記憶部７から読み出して、次の式で示す単位周波数当たりの電力Ｐｆ（時間軸方向に積算した電力）、及び／又は単位時間当たりの電力Ｐｔ（周波数方向に積算した電力）を算出し、表示制御部８を介して表示部１０に表示させる。
_ＴｔＦｔ
Ｐｆ＝｛ΣΣＰ／（（Ｆｔ−Ｆｓ）×（Ｔｔ−Ｔｓ））｝×σｆ×σｔ
^ＴｓＦｓ
_ＴｔＦｔ
Ｐｔ＝｛ΣΣＰ／（Ｔｔ−Ｔｓ）｝×σｔ
^ＴｓＦｓ
Ｔｓ：ゾーンマーカ領域のスタート時間（単位ｍｓ）
Ｔｔ：ゾーンマーカ領域のストップ時間（単位ｍｓ）
Ｆｓ：ゾーンマーカ領域のスタート周波数（単位Ｈｚ）
Ｆｔ：ゾーンマーカ領域のストップ周波数（単位Ｈｚ）
σｆ：単位周波数（例えば、１Ｈｚ当たりの電力を求めるのであればσｆ＝１，１ｋＨｚ単位の電力を求めるのであればσｆ＝１０００）
σｔ：単位時間（例えば、１ｍｓ当たりの電力を求めるのであればσｔ＝１，１０ｍｓ単位の電力をもとめるのであればσｔ＝１０）

図３（Ａ）の左上に表示されている「ＭＫＲ」の表示欄に示される時間「８．２８０ｍｓ」（＝Ｔｓ（Ｔ１））から時間「１５．４８０ｍｓ」（＝Ｔｔ（Ｔ２））が時間領域における積分範囲であり、センター周波数が６．００００００ＧＨｚを中心として周波数幅ΔＦ＝５００ｋＨｚが周波数領域における積分範囲であることを示す。そして、「−７９．３４ｄＢｍ／５００ｋＨｚ」は、５００ＫＨｚ当たり（この場合の単位時間当たりに相当する）の電力Ｐｆがー７９．３４ｄＢｍであることを示している（つまり、この場合は、ゾーンマーカ領域の周波数幅かつ時間幅だけ積算した電力であって、Ｐｆ＝Ｐｔになる。）。
このように、所望の観察範囲であるゾーンマーカ領域に注視して、他の領域とは区別して電力を求めることができるので便利である。

なお、雑音測定で、所定領域における雑音の電力密度（ｄＢｍ／Ｈｚ）を求めることがある。この場合は、σｆ＝１、σｔ＝１として上記電力Ｐｆを算出すれば良い。

［１．３拡大表示機能］
操作部１２から拡大指示があった場合、グラフ生成手段８ａが、それまで観察時間ｆｖ（観察帯域幅ΔＦ）及び観察時間ｔｖを２次元とした座標にパワーを表示していたのを、ゾーン周波数Ｆとゾーン時間Ｔとを２次元とする座標の縮尺を変更し、その範囲内のパワーだけを表示する。画像としては拡大される。例えば、図３の右端に「Ｆｒｅｑｔｒａｃｅｐｏｉｎｔ：５１３」「Ｔｉｍｅｔｒａｃｅｐｏｉｎｔ：５０１」は、それぞれ縦軸の横軸の表示ドット数であり、グラフ生成手段８ａが、最初に５１３ドットに５ＭＨｚを割り当てて表示し、ゾーン周波数Ｔの帯域幅としての５００ｋＨｚを割りあてて表示すれば、縦軸は１０倍に拡大されたことになる。この拡大が実効あるものにするためにはパワーの値をそれだけ細かく表示する必要がある。したがって、予め１０倍の細かさの周波数に係るパワーのデータを取得して（Ａ／Ｄ変換部２による変換の細かさが必要である。）元データ記憶部３及び記憶部７に記憶させておき、拡大されたときに使用できる構成にする。

上記説明における表示制御部８、演算部９及び制御部１１は、上記説明の機能を記載したプログラムとそれを実行するＣＰＵ及び処理に必要なメモリで構成される。

本発明に係る実施形態の機能構成を示す図である。スケール設定について図１と異なる他の形態を説明するための図である。表示例を示す図である。他の表示例を示す図である。

符号の説明

１ＲＦ部、２Ａ／Ｄ変換部、３元データ記憶部、４ＦＦＴ処理部、
５検波部、６ログ変換部、７記憶部、８表示制御部、
８ａグラフ生成手段、８ａａスケーリング手段、８ａｂスケール設定手段、
８ｂピークマーカ生成手段、８ｃゾーンマーカ生成手段、９演算部、
１０表示部、１１制御部、１２操作部、
１３、１４レベル範囲サーチ手段、１４ａヒストグラム算出手段、
１４ｂ統計値算出手段、
１００受信部

Claims

操作部（１２）と、表示部（１０）と、入力信号を受信し、該操作部で設定された周波数範囲に亘る入力信号を該操作部で設定された時間範囲に亘ってパワーを測定し、デジタルの測定データとして出力する受信部（１００）と、
前記測定データを基に、パワー分布のヒストグラムを算出し、指定された統計値の上限値及び下限値のそれぞれに該当するパワーを求めるレベル範囲サーチ手段（１４）と、
前記統計値の上限値から下限値で該当する前記パワーの変化に応じて色の変化を割り付けたスケールを生成して前記表示部に表示するとともに、前記統計値の下限値及び上限値に該当する前記スケール上のパワーの位置を識別可能に表示するスケール設定手段（８ａｂ）と、
前記測定データを基に周波数軸、時間軸の２次元座標上に、該測定データが示すパワーを前記スケールと比較してスペクトログラムをそのパワーの該当する色で前記表示部に表示させるスケーリング手段（８ａａ）と、を備えたことを特徴とする信号分析装置。
前記スケーリング手段は、前記測定データが示すパワーが前記統計値の上限値及び下限値を超えるスケール部分に該当する場合は、前記範囲外を識別する色で前記スペクトログラムを表示することを特徴とする請求項１に記載の信号分析装置。
操作部（１２）と、表示部（１０）と、入力信号を受信し、該操作部で設定された第１の周波数範囲に亘る入力信号を該操作部で設定された第１の時間範囲に亘ってパワーを測定し、デジタルの測定データとして出力する受信部（１００）と、
前記測定データを基に、パワーの最大値と最小値を検出するレベル範囲サーチ手段（１３）と、
前記パワーの最大値から最小値までのパワーの変化に応じて色の変化を割り付けたスケールを生成して前記表示部に表示させるとともに、該スケール上に所望のパワー範囲を表示させるスケール設定手段（８ａｂ）と、
前記測定データを基に周波数軸、時間軸の２次元座標上に、該測定データが示すパワーを前記スケールと比較してスペクトログラムをそのパワーの該当する色で前記表示部に表示させるスケーリング手段（８ａａ）と、を備えたことを特徴とする信号分析装置。
前記レベルサーチ手段は、さらに、パワー分布のヒストグラムを算出し、指定された統計値の上限値及び下限値に該当するパワーを前記所望のパワー範囲として求めることを特徴とする請求項３に記載の信号分析装置。