JP2642771B2 - Passive sonar broadband signal reception method - Google Patents
Passive sonar broadband signal reception methodInfo
- Publication number
- JP2642771B2 JP2642771B2 JP20195990A JP20195990A JP2642771B2 JP 2642771 B2 JP2642771 B2 JP 2642771B2 JP 20195990 A JP20195990 A JP 20195990A JP 20195990 A JP20195990 A JP 20195990A JP 2642771 B2 JP2642771 B2 JP 2642771B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- instantaneous power
- pulse
- time
- signal
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 37
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005316 response function Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、3次元空間内(水中)を移動する目標が放
射する音波を用いて該目標の探索、位置計測、類別を行
うパッシブソーナ、あるいは目標に向かって音波を当
て、その反射波(エコー)を用いて該目標の探索等を行
うアクティブソーナのうち、パッシブソーナの広帯域信
号受信方法に関するものである。さらに詳しくいえば、
本発明は、艦船等の航走音等といった定常性の高い連続
広帯域信号をセンサで受信し、該センサ出力の強度(以
下、「パワー」という)情報を用いて該広帯域信号の検
出等を行うパッシブソーナの広帯域信号受信方法に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial application field) The present invention relates to a passive sonar that searches for a target, measures a position of the target, and categorizes the target using a sound wave radiated by a target moving in a three-dimensional space (underwater). Alternatively, the present invention relates to a method for receiving a wideband signal of a passive sonar among active sonars which irradiate a sound wave toward a target and search for the target using a reflected wave (echo). More specifically,
According to the present invention, a continuous wideband signal having a high degree of stationery, such as a running sound of a ship or the like, is received by a sensor, and detection of the wideband signal is performed using intensity information (hereinafter, referred to as “power”) of the sensor output. The present invention relates to a passive sonar broadband signal receiving method.
(従来の技術) 従来、このような分野の技術としては、プロシーディ
ング オブ ザ アイ・イ・イ・イ(PROCEEDINGS OF T
HE IEEE)、69[11](1981−11)(米)W.C.KNIGHT et
al「ディジタル シグナル プロセッシング フォア
ソーナ(Digital Signal Processing for Sonar)」P.1
451−1506に記載されるものがあった。以下、その構成
を図を用いて説明する。(Prior Art) Conventionally, techniques in such a field include: PROCEEDINGS OF T
HE IEEE), 69 [11] (1981-11) (USA) WCKNIGHT et
al "Digital Signal Processing for
Sonar (Digital Signal Processing for Sonar) "P.1
There were those described in 451-1506. Hereinafter, the configuration will be described with reference to the drawings.
第2図は、前記文献に記載された従来のパッシブソー
ナの広帯域信号受信方法の一構成例を示す機能ブロック
図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of a configuration of a conventional passive sonar broadband signal receiving method described in the above document.
この広帯域信号受信方法は、二乗検波受信方式であ
り、例えばセンサ1、増幅器2、帯域制限フィルタ3、
サンプラ4、二乗算出器5、積分器6、及び出力端子7
を有する受信装置で、次のように処理される。This broadband signal receiving method is a square-law detection receiving method, for example, a sensor 1, an amplifier 2, a band limiting filter 3,
Sampler 4, square calculator 5, integrator 6, and output terminal 7
Is processed as follows.
目標からの広帯域信号Sinは、センサ1で受信され、
そのセンサ出力が増幅器2で適正なレベルまで増幅され
る。増幅された受信信号のうち、不用な周波数成分が帯
域制御フィルタ3で除去された後、サンプラ4でディジ
タル信号に変換され、二乗算出器5へ送られる。The wideband signal Sin from the target is received by the sensor 1,
The sensor output is amplified by the amplifier 2 to an appropriate level. After unnecessary frequency components of the amplified received signal are removed by the band control filter 3, the signal is converted into a digital signal by the sampler 4 and sent to the square calculator 5.
二乗算出器5は、サンプラ4から出力されるディジタ
ル受信信号の二乗値を算出することにより、広帯域信号
Sinの時刻tkにおける強度(以下、「瞬時パワー」とい
う)P(k)を求めて積分器6へ送る。積分器6は、瞬
時パワーP(t)を積分することにより、広帯域信号Si
nの長時間積分パワー(以下、「パワー」という)
(k)を求め、出力端子7からパワー情報として出力す
る。そして、出力端子7から出力されたパワーの時系列
情報を用いて、広帯域信号Sinの検出等が行われる。The square calculator 5 calculates a square value of the digital reception signal output from the sampler 4 to obtain a wideband signal.
Strength at time t k of Sin (hereinafter referred to as "instantaneous power") sent to the integrator 6 in search of P (k). The integrator 6 integrates the instantaneous power P (t) to form a broadband signal Si.
n long-term integrated power (hereinafter referred to as "power")
(K) is obtained and output from the output terminal 7 as power information. Then, using the power time-series information output from the output terminal 7, detection of the wideband signal Sin and the like are performed.
ここで、積分器6は、例えば有限インパルス応答フィ
ルタ(Finite Inpulse Response filter、以下「FIRフ
ィルタ」という)、あるいは無限インパルス応答フィル
タ(Infinite Inpulse Response Filter、以下「IIRフ
ィルタという)で構成できる。広帯域信号Sinを受信す
る場合、FIRフィルタを用いると、信号処理が複雑にな
って処理時間も長くなる。そこで、通常はIIRフィルタ
を用いて積分器6を構成し、信号処理の簡単化と、処理
速度の高速化を図るようにしている。Here, the integrator 6 can be constituted by, for example, a finite impulse response filter (hereinafter, referred to as “FIR filter”) or an infinite impulse response filter (hereinafter, referred to as “IIR filter”). In the case of receiving Sin, if an FIR filter is used, the signal processing becomes complicated and the processing time becomes longer, so that the integrator 6 is usually configured using an IIR filter to simplify the signal processing and increase the processing speed. Speedup.
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、従来の受信方法では、次のような課題
があった。(Problems to be solved by the invention) However, the conventional receiving method has the following problems.
従来の受信方法では、アクティブソーナ等から送出さ
れる探信音とも呼ばれる高いレベルのパルス信号Psが、
広帯域信号Sinの対称周波数帯域内に存在するとき、積
分器6にIIRフィルタを用いた場合、広帯域信号Sinのパ
ワーがパルス信号Psのパワーによって長時間に渡ってマ
スキングされるという問題があった。In the conventional receiving method, a high-level pulse signal Ps also called a search sound transmitted from an active sonar,
When an IIR filter is used for the integrator 6 when the signal is in the symmetric frequency band of the wideband signal Sin, there is a problem that the power of the wideband signal Sin is masked for a long time by the power of the pulse signal Ps.
第3図は、このような問題のより詳細な説明図であ
る。図中、P1(t)は時刻tにおける広帯域信号Sinの
みの瞬時パワーを示し、P2(t)は時刻tにおけるパル
ス信号psのみの瞬時パワーを示し、(t)は広帯域Si
nとパルス信号Psとの加算信号のパワーを示す。なお、
説明を簡単化するため全て連続系で示している。FIG. 3 is a more detailed illustration of such a problem. In the figure, P 1 (t) indicates the instantaneous power of only the wideband signal Sin at time t, P 2 (t) indicates the instantaneous power of only the pulse signal ps at time t, and (t) indicates the wideband Si.
This shows the power of the addition signal of n and the pulse signal Ps. In addition,
All are shown in a continuous system for simplicity.
第3図に示すように、時刻t1からt2まで継続するパル
ス時間幅Tpのパルス信号psが広帯域信号Sinの対称周波
数帯域内に存在するとき、(t)はIIRフィルタを用
いる積分器6の影響を受け、時刻t2後も、およそ時刻t3
に到る時間Tiの間、影響を受け続けることになる。As shown in FIG. 3, the pulse signal ps pulse duration T p which continues from time t1 to t2 is when present in the symmetric frequency band of the wideband signal Sin, (t) is the integrator 6 using an IIR filter Affected, after time t2, approximately at time t3
During the time T i leading to.
パルス信号psのパワーに影響を受ける時間Tiは、P
1(t)とP2(t)の相対レベル、パルス幅Tp、及び積
分器6の等価積分時間τによって決まる。積分器6を構
成するIIRフィルタの応答関数として、例えば指数関数
を選んだ場合、 10log{P2(t)/P1(t)}40dB、 Tp=1秒、τ=60秒 のとき、時間Tiはおよそ60〜80秒のオーダとなる。この
ように長時間に渡って広帯域信号Sinのパワーがマスキ
ングされると、該広帯域信号Sinのパワーを連続的に検
出することができず、受信精度が低下し、それを解決す
ることが困難であった。The time Ti affected by the power of the pulse signal ps is P
It is determined by the relative level of 1 (t) and P 2 (t), the pulse width T p , and the equivalent integration time τ of the integrator 6. For example, when an exponential function is selected as a response function of the IIR filter forming the integrator 6, when 10 log {P 2 (t) / P 1 (t)} 40 dB, T p = 1 second, and τ = 60 seconds, time T i is on the order of about 60 to 80 seconds. When the power of the wideband signal Sin is masked for a long time as described above, the power of the wideband signal Sin cannot be continuously detected, the receiving accuracy is reduced, and it is difficult to solve the problem. there were.
本発明は前記従来技術が持っていた課題として、広帯
域信号の受信対象帯域内に、相対的に高いレベルのパル
ス信号が含まれる場合、該パルス信号の継続時間の終了
後も長時間に渡って前記広帯域信号のパワーがマスキン
グされて受信精度が低下するという点について解決した
パッシブソーナの広帯域信号受信方法を提供するもので
ある。The present invention has a problem that the related art has a problem that when a relatively high-level pulse signal is included in a reception target band of a wideband signal, the pulse signal remains for a long time after the end of the duration of the pulse signal. An object of the present invention is to provide a passive sonar broadband signal receiving method that solves the problem that the power of the wideband signal is masked and the receiving accuracy is reduced.
(課題を解決するための手段) 本発明は前記課題を解決するために、目標からの広帯
域信号をセンサで受信し、前記センサ出力に基づき前記
広帯域信号の時刻tkにおける強度である瞬時パワーを算
出し、前記瞬時パワーを時間領域で積分して長時間積分
パワーを求めるパッシブソーナの広帯域信号受信方法に
おいて、周波数分析処理、瞬時パワー密度算出処理、パ
ルス検出処理、パルス成分除去パラメータ設定処理、及
び瞬時パワー算出処理により、前記広帯域信号Sinの瞬
時パワーP(k)を求めるようにしたものである。For (SUMMARY for a) the invention is to solve the above problems, a wideband signal from a target is received by the sensor, the instantaneous power is the intensity at time t k of the wideband signal based on the sensor output Calculate and integrate the instantaneous power in the time domain to obtain a long-term integrated power in a broadband signal receiving method of a passive sonar, wherein a frequency analysis process, an instantaneous power density calculation process, a pulse detection process, a pulse component removal parameter setting process, and The instantaneous power calculation processing determines the instantaneous power P (k) of the wideband signal Sin.
即ち、周波数分析処理では、前記センサ出力の広帯域
信号を狭帯域成分に分割し、その分割結果を瞬時パワー
密度算出処理へ与える。瞬時パワー密度算出処理は、分
割された狭帯域成分の各周波数毎に短時間積分パワーで
ある瞬時パワー密度を算出し、その算出結果を瞬時パワ
ー算出処理及びパルス検出処理へ送る。That is, in the frequency analysis processing, the wideband signal of the sensor output is divided into narrowband components, and the result of the division is given to the instantaneous power density calculation processing. In the instantaneous power density calculation process, the instantaneous power density, which is the short-time integrated power, is calculated for each frequency of the divided narrow band components, and the calculation result is sent to the instantaneous power calculation process and the pulse detection process.
パルス検出処理では、瞬時パワー密度の時系列データ
を用いて前記分割した各周波数毎にパルス状信号成分の
みを検出し、その検出結果をパルス成分除去パラメータ
設定処理へ与える。パルス成分除去パラメータ設定処理
では、検出されたパルス状信号成分の周波数毎に除去開
始時刻ts,mと除去解除時間tp,m(但し、m=1,…,Mは
前記分割された周波数の番号)を設定し、その設定値を
瞬時パワー算出処理へ送る。In the pulse detection process, only the pulse-like signal component is detected for each of the divided frequencies using the time-series data of the instantaneous power density, and the detection result is provided to the pulse component removal parameter setting process. In the pulse component removal parameter setting process, the removal start time t s, m and the removal release time tp , m (where m = 1,..., M are the divided frequencies) for each frequency of the detected pulse-like signal component. ) And sends the set value to the instantaneous power calculation process.
瞬時パワー算出処理では、パルス除去パラメータ設定
処理の処理結果に基づき、時刻tkにおいてts,mtk
tp,mの条件を満たす第m番目の周波数の瞬時パワー密
度を除去して前記瞬時パワー密度を周波数領域で加算
し、パーシバルの法則に従って、従来の二乗算出器の出
力である瞬時パワーとほぼ同等の瞬時パワーを算出す
る。Instantaneous power calculating process, based on the processing result of the pulse rejection parameter setting process, the time t k at t s, m t k
The instantaneous power density of the m-th frequency that satisfies the condition of tp , m is removed, and the instantaneous power density is added in the frequency domain. Calculate the equivalent instantaneous power.
なお、パルス検出されなかった周波数における除去開
始時刻ts,m及び除去解除時間tp,mは、ts,m=tp,mと
おいて処理すればよい。The removal start time t s, m and removal removal time t p, m at the frequency at which no pulse is detected may be processed by setting t s, m = t p, m .
(作 用) 本発明によれば、以上のように広帯域信号受信方法を
構成したので、受信された広帯域信号は、狭帯域成分に
分割して各周波数毎に瞬時パワー密度が算出される。さ
らに、各周波数毎に前記パルス信号が検出され、該検出
パルス信号のパラメータから前記瞬時パワー密度に含ま
れるパルス信号のパワー成分が除去される。これによ
り、該パルス信号の影響が除去されて広帯域信号のパワ
ーが連続的に得られる。従って、前記課題を解決できる
のである。(Operation) According to the present invention, since the wideband signal receiving method is configured as described above, the received wideband signal is divided into narrowband components, and the instantaneous power density is calculated for each frequency. Further, the pulse signal is detected for each frequency, and the power component of the pulse signal included in the instantaneous power density is removed from the parameters of the detected pulse signal. Thereby, the influence of the pulse signal is removed and the power of the wideband signal is continuously obtained. Therefore, the above problem can be solved.
(実施例) 第1図は、本発明の実施例を示すもので、パッシブソ
ーナの広帯域信号受信方法を用いた受信装置の機能ブロ
ック図であり、従来の第2図中の要素と共通の要素には
共通の符号が付されている。(Embodiment) FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a functional block diagram of a receiving apparatus using a passive sonar broadband signal receiving method, in which elements common to the conventional elements in FIG. Are denoted by the same reference numerals.
この受信装置が従来の第2図のものと異なる点は、第
2図の二乗算出器5に代えて、瞬時パワー演算処理部10
を設けたことである。This receiving apparatus differs from the conventional one in FIG. 2 in that an instantaneous power calculation processing unit 10 is used instead of the square calculator 5 in FIG.
That is,
瞬時パワー演算処理部10は、高速フーリエ変換(FF
T)等のディジタルフーリエ変換によってサンプラ4の
出力を狭帯域成分に分割する周波数分析器11と、周波数
分析器出力から瞬時パワー密度を算出する瞬時パワー密
度算出器12と、瞬時パワー密度算出器出力等より瞬時パ
ワーPa(k)を算出して積分器6へ与える瞬時パワー算
出器13とを、備えている。さらに、瞬時パワー密度算出
器出力よりパルス状信号成分を検出するパルス検出器14
と、パルス検出器出力よりパルス状信号成分を除去する
ためのパラメータを設定してそのパラメータを瞬時パワ
ー算出器13へ与えるパルス成分除去パラメータ設定器15
とが、設けられている。The instantaneous power calculation processing unit 10 performs a fast Fourier transform (FF
A frequency analyzer 11 for dividing the output of the sampler 4 into narrow band components by digital Fourier transform such as T), an instantaneous power density calculator 12 for calculating an instantaneous power density from the output of the frequency analyzer, and an output of the instantaneous power density calculator An instantaneous power calculator 13 which calculates the instantaneous power Pa (k) from the above and supplies the calculated instantaneous power Pa (k) to the integrator 6. Further, the pulse detector 14 detects a pulse-like signal component from the output of the instantaneous power density calculator.
And a parameter for setting a parameter for removing a pulse-like signal component from the output of the pulse detector and providing the parameter to the instantaneous power calculator 13.
Are provided.
第4図は、第1図中のパルス検出器14の一構成例を示
す機能ブロック図である。FIG. 4 is a functional block diagram showing one configuration example of the pulse detector 14 in FIG.
このパルス検出器14は、瞬時パワー密度算出器12の出
力を入力する入力端子311〜31Mを有し、それには積分器
321〜32M、スレッシュホールド設定器331〜33M、比較器
341〜34M、及びパルス成分除去パラメータ設定器15への
出力端子351〜35Mが接続されている。The pulse detector 14 has input terminals 31 1 to 31 M for inputting the output of the instantaneous power density calculator 12, and includes an integrator
32 1 to 32 M , threshold setting unit 33 1 to 33 M , comparator
34 1 to 34 M and output terminals 35 1 to 35 M to the pulse component removal parameter setting device 15 are connected.
次に、以上のような受信装置を用いた広帯域信号受信
方法について説明する。Next, a method of receiving a wideband signal using the above-described receiving apparatus will be described.
第1図において、目標からの広帯域信号Sinは、セン
サ1で受信され、そのセンサ出力が増幅器2で適正なレ
ベルまで増幅される。増幅された受信信号のうち、不用
な周波数成分が帯域制御フィルタ3で除去された後、サ
ンプラ4でディジタル信号に変換され、周波数分析器11
へ送られる。In FIG. 1, a broadband signal Sin from a target is received by a sensor 1 and the sensor output is amplified by an amplifier 2 to an appropriate level. Unnecessary frequency components of the amplified received signal are removed by the band control filter 3, then converted into digital signals by the sampler 4,
Sent to
周波数分析器11では、サンプラ4から出力された広帯
域信号をM個の狭帯域成分に分割する。周波数分析器11
の出力は、一般に複素信号であり、そのM個の複素信号
が、瞬時パワー密度算出器12においてその絶対値の2乗
がとられ、M個の瞬時パワー密度として出力される。該
M個の時刻tkにおける第m番目の周波数fmの瞬時パワー
密度関数をP(m,k)(但し、m=1,…,M、k=1,…)
で表わす。時刻tkにおけるM個の瞬時パワー密度P(m;
k)は、瞬時パワー算出器13とパルス検出器14に入力さ
れる。The frequency analyzer 11 divides the wideband signal output from the sampler 4 into M narrowband components. Frequency analyzer 11
Is generally a complex signal, and the M complex signals are squared in absolute value by the instantaneous power density calculator 12 and output as M instantaneous power densities. The instantaneous power density function of the m-th frequency f m in the M time t k P (m, k) ( where, m = 1, ..., M , k = 1, ...)
Expressed by Time t k at M number of instantaneous power density P (m;
k) is input to the instantaneous power calculator 13 and the pulse detector 14.
パルス検出器14では、各周波数毎に、瞬時パワー密度
の時系列データ …,P(m;k−3),P(m;k−2),P(m;k−1),P(m,k) を用いて、周波数fmに含まれるパルス成分のみを検出す
る。In the pulse detector 14, time series data of instantaneous power density..., P (m; k-3), P (m; k-2), P (m; k-1), P (m , with k), detects only pulse component included in the frequency f m.
即ち、第4図のパルス検出器14において、積分器321,
322,…,32Mは、検出対象とするパルス信号の最大の時間
幅より充分に長い等価積分時間を持つ積分器であり、入
力端子311〜31Mからの瞬時パワー密度算出器出力に基づ
き、パルスを検出するためのスレシュホールドを決定す
るためのパルス以外の信号成分のレベルを推定し、その
推定結果をスレシュホールド設定器331〜33Mへ送る。That is, in the pulse detector 14 of FIG. 4, the integrators 32 1 ,
32 2 ,..., 32 M are integrators having an equivalent integration time that is sufficiently longer than the maximum time width of the pulse signal to be detected, and are output to the instantaneous power density calculator output from the input terminals 31 1 to 31 M. based pulses to estimate the level of the signal components other than the pulse for determining-threshold for detecting and sends the estimation result-threshold setter 33 to 333 to the M.
スレシュホールド設定器331〜33Mは、積分器321〜32M
から出力されるレベルに、予め定めた一定値を加算する
ことにより、時刻tkにおけるスレシュホールド値TH(1;
k),TH(2;k),…,TH(M;k)を比較器341〜34Mへ出力
する。ここで、加算する値は、誤警報確率等で決まるパ
ルス成分除去の対象とする最小レベルによって設定され
る。-Threshold setter 33 1 ~ 33 M are integrators 32 1 to 32 M
Level output from, by adding a predetermined constant value,-threshold value at time t k TH (1;
k), TH (2; outputs k) to the comparator 34 1 to 34C M a; k), ..., TH ( M. Here, the value to be added is set according to the minimum level to be subjected to pulse component removal determined by the false alarm probability or the like.
比較器341〜34Mは、スレシュホールド設定器331〜33M
から出力されるスレシュホールドと、入力端子311〜31M
から入力される時刻tkにおける瞬時パワー密度P(1:
k),P(2;k),…,P(M;k)とを、各周波数fm毎に比較
し、瞬時パワー密度P(m;k)がスレシュホールド値THm
を越えたとき、パルス検出信号を出力端子351〜35Mへ出
力して第1図のパルス成分除去パラメータ設定器15へ与
える。Comparators 34 1 to 34 M are threshold setting units 33 1 to 33 M
And the input terminals 31 1 to 31 M
Instantaneous power at time t k which is input from the density P (1:
, P (2; k),..., P (M; k) are compared for each frequency f m , and the instantaneous power density P (m; k) is set to a threshold value TH m
When exceeded, it gives the first view of the pulse component removal parameter setting unit 15 outputs a pulse detection signal to the output terminal 35 1 to 35 M.
パルス成分除去パラメータ設定器15は、パルス検出器
14から出力されるパルス検出信号を用いて、各周波数fm
毎に除去開始時刻ts,mと除去解除時刻tp,mを生成し、
瞬時パワー算出器13へ出力する。瞬時パワー算出器13
は、瞬時パワー密度算出器12から出力された瞬時パワー
密度P(m;k)のうち、ts,mtktp,mを満たす周波
数fmの瞬時パワー密度を除いた瞬時パワー密度P(m;
k)の総和をとることにより、広帯域信号Sinの瞬時パワ
ーPa(k)を次式より算出し、積分器6へ出力する。The pulse component removal parameter setting device 15 is a pulse detector
Using the pulse detection signal output from 14, each frequency f m
A removal start time t s, m and a removal release time t p, m are generated for each
Output to the instantaneous power calculator 13. Instantaneous power calculator 13
The instantaneous power instantaneous power output from the density calculator 12 Density P; Of (m k), t s, m t k t p, the instantaneous power density P excluding the instantaneous power density of the frequency f m that satisfies m (M;
By calculating the sum of k), the instantaneous power P a (k) of the wideband signal Sin is calculated by the following equation and output to the integrator 6.
:ts,mtktp,mを満たすmを除く 積分器6では、瞬時パワーPa(k)を時間領域で積分
してパワー(k)を算出し、出力端子7へ出力する。
そのため、出力端子7から出力されたパワー(k)の
時系列情報を用いて、広帯域信号Sinの検出等を行え
る。 : In t s, the integrator 6 except m satisfying m t k t p, m, and calculates a power (k) by integrating the instantaneous power P a (k) by the time domain, and outputs to the output terminal 7.
Therefore, the wideband signal Sin can be detected using the time-series information of the power (k) output from the output terminal 7.
第5図は、第1図の動作波形図である。 FIG. 5 is an operation waveform diagram of FIG.
P1(f;k)は時刻tkにおける広帯域信号成分のみの瞬
時パワー密度関数、P2(f;k)は時刻tkにおけるパルス
信号成分のみの瞬時パワー密度関数を示す。Pa(f;k)
は広帯域信号Sinとパルス信号との加算信号の瞬時パワ
ー密度関数から、スレシュホールドを越えた成分を除去
した瞬時パワー密度関数を示す。なお、第5図では説明
を簡単化するため、瞬時パワー密度関数は周波数領域で
連続関数として示してある。P 1 (f; k) is the instantaneous power density function of only the broadband signal component at time t k, P 2 (f; k) denotes the instantaneous power density function of only the pulse signal component at time t k. P a (f; k)
Indicates an instantaneous power density function obtained by removing components exceeding a threshold from the instantaneous power density function of the addition signal of the wideband signal Sin and the pulse signal. In FIG. 5, the instantaneous power density function is shown as a continuous function in the frequency domain to simplify the description.
時刻tkにおいてスレシュホールドを越えた周波数fmの
範囲がF1 fmF2の場合、F1 fmF2に属する瞬時パワ
ー密度成分が、瞬時パワー算出器13の加算操作から除去
され、該Pa(f;k)から広帯域信号Sinの瞬時パワーP
a(k)が算出されることになる。If the range of the frequency f m beyond the-threshold is F 1 fm F 2 at time t k, the instantaneous power density components belonging to F 1 fm F 2 is removed from the adding operation of the instantaneous power calculator 13, the P From a (f; k), the instantaneous power P of the wideband signal Sin
a (k) will be calculated.
そのため、IIRフィルタで構成される長時間積分機能
を有する積分器6を用いた場合でも、長時間に渡ってパ
ルス性信号の干渉を受けることが少なくなる。さらに、
パルス性信号の強い瞬時パワーの存在する周波数帯域外
は、該パルス性信号に影響されることなく、連続して受
信されるので、広帯域信号Sinのパワーの情報の欠落を
少なくすることができる。本実施例の受信方法は、広帯
域信号Sinの受信帯域幅と比べ、パルス性信号の帯域幅
が相対的に狭い場合により有効である。Therefore, even when the integrator 6 having a long-time integration function constituted by an IIR filter is used, interference of the pulse signal is reduced for a long time. further,
Outside the frequency band in which the strong instantaneous power of the pulsed signal exists, the signal is continuously received without being affected by the pulsed signal. Therefore, loss of power information of the wideband signal Sin can be reduced. The receiving method of this embodiment is more effective when the bandwidth of the pulse signal is relatively narrow as compared with the receiving bandwidth of the wideband signal Sin.
なお、本発明は図示の実施例に限定されず、例えば、
第1図の各ブロックを、ディズタル・シグナル・プロセ
ッサ(DSP)やマイクロプロセッサ等で処理することに
よって広帯域信号を受信する等、種々の変形が可能であ
る。Note that the present invention is not limited to the illustrated embodiment.
Various modifications are possible, such as receiving a wideband signal by processing each block in FIG. 1 with a digital signal processor (DSP) or a microprocessor.
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、従来の
二乗算出処理を、周波数分析処理と、瞬時パワー密度算
出処理と、瞬時パワー算出処理とで置き換えると共に、
瞬時パワー密度算出処理出力の時系列データを用いてパ
ルス性信号の検出を行い、該パルス検出情報に基づき、
瞬時パワー算出処理の加算操作から、パルス信号により
生じる強いパワー成分を除去するようにした。そのた
め、IIRフィルタを用いた長時間積分処理を行う場合で
も、長時間に渡って該パルスの干渉を受けることが少な
くなると共に、該パルスの強い瞬時パワーの存在する周
波数帯域外は、該パルスに影響されることなく連続して
受信されるので、広帯域信号のパワーの情報の欠落を少
なくすることができる。本発明は、広帯域信号の受信帯
域幅と比べ、パルス信号の帯域幅が相対的に狭い場合に
より有効である。(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, the conventional square calculation processing is replaced with a frequency analysis processing, an instantaneous power density calculation processing, and an instantaneous power calculation processing.
Using the time series data of the instantaneous power density calculation processing output, to detect a pulse signal, based on the pulse detection information,
A strong power component generated by the pulse signal is removed from the adding operation of the instantaneous power calculation processing. Therefore, even when a long-time integration process using an IIR filter is performed, the interference of the pulse over a long period of time is reduced, and outside the frequency band where the strong instantaneous power of the pulse is present, the pulse is excluded. Since the signals are continuously received without being affected, loss of power information of the wideband signal can be reduced. The present invention is more effective when the bandwidth of the pulse signal is relatively narrow as compared with the reception bandwidth of the wideband signal.
第1図は本発明の実施例を示すパッシブソーナの広帯域
信号受信方法を用いた受信装置の機能ブロック図、第2
図は従来のパッシブソーナの広帯域信号受信方法を用い
た受信装置の機能ブロック図、第3図は従来の受信方法
の問題点の説明図、第4図は第1図中のパルス検出器の
機能ブロック図、第5図は第1図の動作波形図である。 1……センサ、4……サンプラ、6……積分器、10……
瞬時パワー演算処理部、11……周波数分析器、12……瞬
時パワー密度算出器、13……瞬時パワー算出器、14……
パルス検出器、15……パルス成分除去パラメータ設定
器。FIG. 1 is a functional block diagram of a receiving apparatus using a passive sonar broadband signal receiving method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a functional block diagram of a receiving apparatus using a conventional passive sonar broadband signal receiving method. FIG. 3 is an explanatory view of a problem of the conventional receiving method. FIG. 4 is a function of a pulse detector in FIG. FIG. 5 is a block diagram, and FIG. 5 is an operation waveform diagram of FIG. 1 ... sensor 4 ... sampler 6 ... integrator 10 ...
Instantaneous power calculation processing unit, 11: Frequency analyzer, 12: Instantaneous power density calculator, 13: Instantaneous power calculator, 14 ...
Pulse detector, 15 ... Pulse component removal parameter setting device.
Claims (1)
前記センサ出力に基づき前記広帯域信号の時刻tkにおけ
る強度である瞬時パワーを算出し、前記瞬時パワーを時
間領域で積分して長時間積分パワーを求めるパッシブソ
ーナの広帯域信号受信方法において、 前記センサ出力の広帯域信号を狭帯域成分に分割する周
波数分析処理と、 前記分割された狭帯域成分の各周波数毎に短時間積分パ
ワーである瞬時パワー密度を算出する瞬時パワー密度算
出処理と、 前記瞬時パワー密度の時系列データを用いて前記分割し
た各周波数毎にパルス状信号成分のみを検出するパルス
検出処理と、 前記検出されたパルス状信号成分の周波数毎に除去開始
時刻ts,mと除去解除時間tp,m(但し、m=1,…,Mは前
記分割された周波数の番号)を設定するパルス成分除去
パラメータ設定処理と、 前記パルス除去パラメータ設定処理の処理結果に基づ
き、時刻tkにおいてts,mtktp,mの条件を満たす第
m番目の周波数の瞬時パワー密度を除去して前記瞬時パ
ワー密度を周波数領域で加算し、前記広帯域信号の瞬時
パワーを算出する瞬時パワー算出処理とを、 実行することを特徴とするパッシブソーナの広帯域信号
受信方法。1. A wideband signal from a target is received by a sensor.
Calculating the instantaneous power is the intensity at time t k of the wideband signal based on the sensor output, in a broadband signal receiving method Passhibusona seeking long integrated power by integrating the instantaneous power in the time domain, the sensor output A frequency analysis process of dividing the wideband signal into narrowband components, an instantaneous power density calculation process of calculating an instantaneous power density that is a short-time integrated power for each frequency of the divided narrowband components, A pulse detection process for detecting only a pulse-like signal component for each of the divided frequencies using the time-series data of the above, a removal start time t s, m and a removal release time for each frequency of the detected pulse-like signal component t p, m (where, m = 1, ..., M is the divided number of frequency) and a pulse component removal parameter setting processing for setting, the pulse rejection parameter Based on the processing result of the data setting processing, t s, m t k t p, removing the instantaneous power density of satisfying the m-th frequency m the instantaneous power density by adding in the frequency domain at the time t k And performing an instantaneous power calculation process for calculating an instantaneous power of the wideband signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20195990A JP2642771B2 (en) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | Passive sonar broadband signal reception method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20195990A JP2642771B2 (en) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | Passive sonar broadband signal reception method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0486578A JPH0486578A (en) | 1992-03-19 |
| JP2642771B2 true JP2642771B2 (en) | 1997-08-20 |
Family
ID=16449602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20195990A Expired - Fee Related JP2642771B2 (en) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | Passive sonar broadband signal reception method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2642771B2 (en) |
-
1990
- 1990-07-30 JP JP20195990A patent/JP2642771B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0486578A (en) | 1992-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10334360B2 (en) | Method for accurately calculating the direction of arrival of sound at a microphone array | |
| EP0393741B1 (en) | Acoustic detection device | |
| RU2535238C1 (en) | Method of synchronising emission and reception functions in bistatic sonar | |
| JP3614362B2 (en) | Interference wave canceller for radar equipment | |
| JP2642771B2 (en) | Passive sonar broadband signal reception method | |
| JP2790909B2 (en) | Passive sonar broadband signal reception method | |
| JP2970950B2 (en) | Inter-vehicle distance measuring device having threshold value determining means | |
| JP2642772B2 (en) | Passive sonar broadband signal reception method | |
| JP2790906B2 (en) | Passive sonar broadband signal reception method | |
| JP3881078B2 (en) | Frequency estimation method, frequency estimation device, Doppler sonar and tidal meter | |
| RU2677835C1 (en) | Hydro-acoustic tone signals resolution method | |
| JPS5912145B2 (en) | Radar and similar equipment | |
| JPH09210763A (en) | Hermonic pitch detector | |
| JP2535745B2 (en) | Sonar signal detection method | |
| JPH05107351A (en) | Measuring apparatus for distance to vehicle ahead having means for determining threshold | |
| RU2436173C1 (en) | Method of detecting pauses in speech signals and device for realising said method | |
| JP2003043134A (en) | Frequency detecting device of short pulse echo | |
| JP3394412B2 (en) | Pulse sound detection method and apparatus | |
| UA30234U (en) | System for near-in hydroacoustic continuous monitoring underwater situation of offshore zone marginal waters | |
| JP2570899B2 (en) | Active sonar device | |
| RU2242022C1 (en) | Acoustic echo-pulse sonar | |
| RU2824754C1 (en) | Method of frequency-time processing of signals from several moving objects | |
| JP3411431B2 (en) | Speed measuring device | |
| Kumar | Performance analysis of a novel matched filter detector with reduced out-of-band response for narrowband signals | |
| RU2700798C2 (en) | Apparatus for detecting broadband polyharmonic signals on background of additive interference |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |