JPS6348461B2 - - Google Patents
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- JPS6348461B2 JPS6348461B2 JP311882A JP311882A JPS6348461B2 JP S6348461 B2 JPS6348461 B2 JP S6348461B2 JP 311882 A JP311882 A JP 311882A JP 311882 A JP311882 A JP 311882A JP S6348461 B2 JPS6348461 B2 JP S6348461B2
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B11/00—Transmission systems employing ultrasonic, sonic or infrasonic waves
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Dc Digital Transmission (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は互いに接近した中心周波数を有する複
数の狭帯域音響信号の中から任意の音響信号を受
信する装置の改良に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a device for receiving an arbitrary acoustic signal from among a plurality of narrowband acoustic signals having center frequencies close to each other.
水中での音響信号による信号伝送は、ソーナ
ー、音響測位、音響追尾等の分野で広く用いられ
ており、これらの分野が対象とする伝送距離は増
大する傾向にあり、近年では数Km以上に達しよう
としている。ところが、水中での音響信号の伝送
においては周波数が高い程、伝搬距離の増大に伴
つて吸収損失が急激に増加するため、数Km以上の
信号伝送で実用上使用できる周波数の上限は10数
KHzであり、更に音源の送信効率を考えると、実
用上使用できる周波数帯域幅は数KHzにすぎな
い。一方、音響測位や音響追尾において要求され
る情報伝送量も増大する傾向にあるため、前記狭
い使用可能帯域内において、互いに接近した中心
周波数を有する複数の狭帯域音響信号の伝送が行
なわれており、受信装置には複数の音響信号の中
から任意の目的とする信号のみを受信する性能が
必要であり、また各音響信号間に大きなレベル差
がある場合には信号間の干渉に対する対策が必要
とされていた。 Signal transmission using underwater acoustic signals is widely used in fields such as sonar, acoustic positioning, and acoustic tracking, and the transmission distances covered by these fields tend to increase, and in recent years have reached several kilometers or more. Trying to. However, in the transmission of acoustic signals underwater, the higher the frequency, the more rapidly the absorption loss increases as the propagation distance increases, so the upper limit of the frequency that can be practically used for signal transmission over several kilometers is 10 KHz. Considering the transmission efficiency of the sound source, the practically usable frequency bandwidth is only a few KHz. On the other hand, as the amount of information transmission required for acoustic positioning and acoustic tracking tends to increase, multiple narrowband acoustic signals having center frequencies close to each other are being transmitted within the narrow usable band. , the receiving device must have the ability to receive only the desired signal from among multiple acoustic signals, and if there is a large level difference between each acoustic signal, countermeasures are required to prevent interference between the signals. It was said that
第1図は従来の狭帯域音響信号受信装置を示す
もので、狭帯域音響信号として中心周波数とエン
ベロープの既知なパルス波を用い、直交復調器の
出力からエンベロープ信号を求め、エンベロープ
信号のレベルとしきい値とを比較することによ
り、信号の有無を判定するようにしたものであ
る。第1図において、1は受信信号の入力端子、
2は増幅器、3は広帯域通過フイルタ
(WBPF)、4は直交復調器、5は直交復調器4
の出力信号からパルス波のエンベロープ信号を算
出する第1のエンベロープ算出器、6はパルス波
の時間長より充分に長い積分時間をもつ第1の積
分器(または低域通過フイルタ)、7は積分され
たエンベロープ信号のレベル情報に基いてしきい
値を発生するしきい値発生器、8は前記しきい値
発生器7からのしきい値と第1のエンベロープ算
出器5からのエンベロープ信号のレベルとを比較
し、しきい値以上の信号を出力する比較器、9は
出力端子、10は他の中心周波数のパルス波を取
り出す場合に図示しない他の回路へ受信信号を出
力する出力端子である。また直交復調器4は受信
しようとするパルス波の中心周波数と同一の周波
数を有しかつ位相が90度異なる2つの正弦波信号
を発生する局部発振器401と、該2つの正弦波
信号をそれぞれ広帯域通過フイルタ3より送出さ
れた受信信号に掛け合わせる2つの掛算器402
−1,402−2と、受信しようとするパルス波
のベースバンド信号を通過させる2つの低域通過
フイルタ(LPF)403−1,403−2とか
らなつている。 Figure 1 shows a conventional narrowband acoustic signal receiving device, which uses a pulse wave with a known center frequency and envelope as the narrowband acoustic signal, calculates the envelope signal from the output of a quadrature demodulator, and calculates the level of the envelope signal. The presence or absence of a signal is determined by comparing it with a threshold value. In FIG. 1, 1 is an input terminal for a received signal;
2 is an amplifier, 3 is a wide band pass filter (WBPF), 4 is a quadrature demodulator, 5 is a quadrature demodulator 4
6 is a first integrator (or low-pass filter) having an integration time sufficiently longer than the time length of the pulse wave; 7 is an integrator A threshold generator 8 generates a threshold value based on the level information of the envelope signal generated by the threshold generator 7; 9 is an output terminal, and 10 is an output terminal that outputs the received signal to another circuit (not shown) when extracting a pulse wave of another center frequency. . The orthogonal demodulator 4 also includes a local oscillator 401 that generates two sine wave signals having the same frequency as the center frequency of the pulse wave to be received and a phase difference of 90 degrees, and a local oscillator 401 that generates two sine wave signals with a wide band Two multipliers 402 that multiply the received signal sent out from the pass filter 3
-1 and 402-2, and two low-pass filters (LPF) 403-1 and 403-2 that pass the baseband signal of the pulse wave to be received.
上記の如き構成において、図示しない受波器等
より入力端子1に入力された受信信号(雑音成分
を含む)は、増幅器2で適正なレベルまで増幅さ
れ、広帯域通過フイルタ3で不要な周波数成分が
取り除かれた後、直交復調器4及び出力端子10
に送出される直交復調器4は入力された受信信号
から掛算器402−1,402−2で受信したい
パルス波と同じ中心周波数の信号をベースバンド
に落し、低域通過フイルタ403−1,403−
2を通して該信号のエンベロープ同相及び直交成
分を取り出し、出力する。第1のエンベロープ算
出器5は前記同相および直交成分からエンベロー
プ信号(雑音成分を含む)を算出し、算出された
エンベロープ信号は積分器6及び比較器8に送出
される。積分器6で積分されたエンベロープ信号
のレベル情報はしきい値発生器7に送出され、し
きい値発生器7は該レベル情報に基いて適正なし
きい値を発生し比較器8に与える。比較器8では
該しきい値より大きいレベルの信号、即ち受信し
たいパルス波のみを出力端子9に送出する。出力
端子9の出力は図示しない音響測位、音響追尾等
の装置に送出され、適宜処理される。 In the above configuration, a received signal (including noise components) inputted to the input terminal 1 from a receiver (not shown) is amplified to an appropriate level by the amplifier 2, and unnecessary frequency components are removed by the broadband pass filter 3. After being removed, the quadrature demodulator 4 and the output terminal 10
The orthogonal demodulator 4 outputs a signal having the same center frequency as the pulse wave to be received from the input received signal to the baseband using multipliers 402-1 and 402-2, and passes the signal to the baseband through low-pass filters 403-1 and 403. −
2, the envelope in-phase and quadrature components of the signal are extracted and output. A first envelope calculator 5 calculates an envelope signal (including noise components) from the in-phase and quadrature components, and the calculated envelope signal is sent to an integrator 6 and a comparator 8. The level information of the envelope signal integrated by the integrator 6 is sent to the threshold generator 7, which generates an appropriate threshold based on the level information and supplies it to the comparator 8. The comparator 8 sends to the output terminal 9 only a signal having a level higher than the threshold value, that is, a pulse wave to be received. The output of the output terminal 9 is sent to a device (not shown) for acoustic positioning, acoustic tracking, etc., and is processed as appropriate.
上記しきい値発生器7では、積分器6の出力の
レベルが増加するときしきい値を増加させ、レベ
ルが減少するときしきい値を減少させる如く動作
するが、積分器6の出力レベルはエンベロープ算
出器5から出力されるエンベロープ信号のうち、
パルス波信号の時間長と比べて緩かに変化する雑
音成分のレベルに対応するから、パルス波の時間
長と同じ程度の雑音成分に対して、前記しきい値
は応答できず、第2種誤り(即ち他の雑音をパル
ス波であると誤判定すること)が発生し易くな
る。ところで、中心周波数の近似した他のパルス
波(以下、これを干渉パルス波と称す。)が存在
するとき、直交復調器4の低域通過フイルタ40
3−1,403−2の通過帯域内を前記干渉パル
ス波のパワースペクトルの拡散成分が通過するこ
とになるが、その時間幅は受信したいパルス波の
時間幅とほぼ同じである。 The threshold generator 7 operates to increase the threshold when the level of the output of the integrator 6 increases and to decrease the threshold when the level decreases, but the output level of the integrator 6 is Of the envelope signals output from the envelope calculator 5,
Since it corresponds to the level of the noise component that changes slowly compared to the time length of the pulse wave signal, the threshold value cannot respond to a noise component of the same degree as the time length of the pulse wave signal, and is classified as type 2. Errors (that is, erroneously determining that other noise is a pulse wave) are more likely to occur. By the way, when another pulse wave with a similar center frequency (hereinafter referred to as an interference pulse wave) exists, the low-pass filter 40 of the orthogonal demodulator 4
The spread component of the power spectrum of the interference pulse wave passes through the passbands 3-1 and 403-2, and its time width is almost the same as the time width of the pulse wave to be received.
第2図はこのときのようすを示すもので、図中
20は掛算器402−1,402−2でベースバ
ンドに落された受信したいパルス波のパワースペ
クトル、21は受信したいパルス波の中心周波数
と△f1だけ異なる中心周波数を持つ干渉パルス波
のパワースペクトル、22は低域フイルタ403
−1,403−2の周波数応答特性である。即ち
低域通過フイルタ403−1,403−2の通過
帯域内を干渉パルス波のパワースペクトル21の
斜線で示した拡散成分が通過し、この結果、低域
フイルタ403−1,403−2の出力には受信
したいパルス波の時間長とほぼ同じ長さのパルス
性干渉波が出力されることになる。従つて互いに
近似した中心周波数を有する多数のパルス波から
特定のパルス波のみを受信するような場合、第2
種誤りが発生し易くなる。また、音響信号のダイ
ナミツクレンジは80dB程度にとられる場合があ
り、大きなレベル差がパルス波間に存在するとき
は、更に第2種誤り率が増大する欠点がある。 Figure 2 shows the situation at this time. In the figure, 20 is the power spectrum of the pulse wave to be received which has been dropped to the baseband by the multipliers 402-1 and 402-2, and 21 is the center frequency of the pulse wave to be received. and the power spectrum of the interference pulse wave with a center frequency different by △f 1 , 22 is the low-pass filter 403
-1,403-2 frequency response characteristics. That is, the diffused components shown by diagonal lines of the power spectrum 21 of the interference pulse wave pass through the passbands of the low-pass filters 403-1 and 403-2, and as a result, the outputs of the low-pass filters 403-1 and 403-2 In this case, a pulsed interference wave whose length is approximately the same as the time length of the pulsed wave to be received is output. Therefore, when only a specific pulse wave is received from a large number of pulse waves having center frequencies that are similar to each other, the second
Mistakes in species are more likely to occur. Furthermore, the dynamic range of the acoustic signal may be about 80 dB, and when a large level difference exists between pulse waves, there is a drawback that the type 2 error rate further increases.
本発明は上記従来の欠点を除去するため、直交
復調器の掛算器によつてベースバンドに落された
受信信号を、受信したいパルス波を阻止する低域
阻止フイルタに通すことによつて、干渉パルス波
のパワースペクトルのメインローブを受信し、更
にそのエンベロープを算出し、受信したいパルス
波の時間長に比べ充分短かい積分時間の第2の積
分器(または低域通過フイルタ)を通して得た出
力と、第1の積分器(または低域通過フイルタ)
の出力とに基いて比較器のしきい値、または別途
設けた利得制御可能な受信信号の増幅器の利得、
もしくはその両方を制御するようになしたもの
で、その目的とするところはパルス波の有無の判
定における誤り率を減少することにある。以下、
図面について詳細に説明する。 In order to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks, the present invention eliminates interference by passing the received signal dropped to the baseband by the multiplier of the orthogonal demodulator through a low-frequency rejection filter that blocks the pulse waves to be received. The output obtained by receiving the main lobe of the power spectrum of the pulse wave, further calculating its envelope, and passing it through a second integrator (or low-pass filter) whose integration time is sufficiently short compared to the time length of the pulse wave to be received. and the first integrator (or low pass filter)
the output of the comparator, or the gain of a separately provided gain-controllable amplifier of the received signal,
It is designed to control one or both of them, and its purpose is to reduce the error rate in determining the presence or absence of a pulse wave. below,
The drawings will be explained in detail.
第3図は本発明の第1の実施例を示すもので、
図中、第1図と同一構成部分は同一符号をもつて
表わす。すなわち、1は入力端子、2は増幅器、
3は広帯域通過フイルタ、4は直交復調器、5は
第1のエンベロープ算出器、6は第1の積分器、
8は比較器、9は出力端子、10は他の回路への
出力端子、11−1及び11−2はそれぞれ直交
復調器4内の掛算器402−1及び402−2の
出力に接続した低域阻止フイルタ(LSF)、12
は該低域阻止フイルタ11−1,11−2の出力
からエンベロープ信号を算出する第2のエンベロ
ープ算出器、13は受信したいパルス波の時間長
と比べて充分に短かい積分時間を有する第2の積
分器(または低域通過フイルタ)、14は第1の
積分器6の出力レベルと第2の積分器13の出力
レベルに基いてしきい値を決定し発生するしきい
値発生器である。 FIG. 3 shows a first embodiment of the present invention,
In the figure, the same components as in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. That is, 1 is the input terminal, 2 is the amplifier,
3 is a wide band pass filter, 4 is a quadrature demodulator, 5 is a first envelope calculator, 6 is a first integrator,
8 is a comparator, 9 is an output terminal, 10 is an output terminal to other circuits, 11-1 and 11-2 are low terminals connected to the outputs of multipliers 402-1 and 402-2 in orthogonal demodulator 4, respectively. Area rejection filter (LSF), 12
13 is a second envelope calculator that calculates an envelope signal from the outputs of the low-pass filters 11-1 and 11-2, and 13 is a second envelope calculator that has a sufficiently short integration time compared to the time length of the pulse wave to be received. 14 is a threshold generator that determines and generates a threshold value based on the output level of the first integrator 6 and the output level of the second integrator 13. .
低域阻止フイルタ11−1,11−2は第4図
の23に示すような、受信したいパルス波のパワ
ースペクトルのメインローブの通過を阻止し近接
する干渉パルス波のパワースペクトルのメインロ
ーブを通過する周波数応筒特性を有し、特に通過
域において負の傾きを備え、受信したいパルス波
の中心周波数と干渉パルス波の中心周波数との差
の増加とともに通過量が減少する如くしてある。
即ち、複数の干渉パルス波が存在するとき、受信
したいパルス波の中心周波数に近い中心周波数の
干渉パルス波(パルス波の有無の判定に影響の大
きい)のパワースペクトルをより多く通過させ、
中心周波数の遠い干渉パルス波(影響の小さい)
の通過量を少なくする如くなつている。 The low-pass rejection filters 11-1 and 11-2 block the passage of the main lobe of the power spectrum of the pulse wave to be received and pass the main lobe of the power spectrum of the adjacent interference pulse wave, as shown at 23 in Fig. 4. It has a frequency response characteristic, particularly in the passband, and has a negative slope, so that the amount of passage decreases as the difference between the center frequency of the pulse wave to be received and the center frequency of the interference pulse wave increases.
That is, when a plurality of interference pulse waves exist, more of the power spectrum of the interference pulse wave with a center frequency close to the center frequency of the pulse wave to be received (which has a large influence on the determination of the presence or absence of a pulse wave) is passed through,
Interference pulse wave with far center frequency (small influence)
It is designed to reduce the amount of water passing through.
第2のエンベロープ算出器12は第1のエンベ
ロープ算出器と同一構成で、低域阻止フイルタ1
1−1,11−2を通過した干渉パルス波のエン
ベロープ信号を算出し、第2の積分器13に送出
する如くなつている。第5図は第1のエンベロー
プ算出器5(または第2のエンベロープ算出器1
2)の具体的構成の一例を示すもので、第5図
中、501及び502は入力端子、503及び5
04は入力信号の2乗値を算出する自乗値算出器
(SQ)、505は加算器、506は入力信号の平
方根を求める平方根算出器(√ )、507は出
力端子であり、入力端子501及び502より入
力された受信したいパルス波(または干渉パルス
波)のエンベロープの同相及び直交成分は自乗値
算出器503及び504でそれぞれ2乗され、加
算器505で加算され、更に平方根算出器506
で平方根が求められて、エンベロープ信号として
出力端子507より第1の積分器6及び比較器8
(または第2の積分器13)に出力される如くな
つている。 The second envelope calculator 12 has the same configuration as the first envelope calculator, and has a low-frequency rejection filter 1.
The envelope signal of the interference pulse wave that has passed through 1-1 and 11-2 is calculated and sent to the second integrator 13. FIG. 5 shows the first envelope calculator 5 (or the second envelope calculator 1).
2) shows an example of a specific configuration. In FIG. 5, 501 and 502 are input terminals, and 503 and 5 are input terminals.
04 is a square value calculator (SQ) that calculates the square value of the input signal; 505 is an adder; 506 is a square root calculator (√) that calculates the square root of the input signal; 507 is an output terminal; The in-phase and quadrature components of the envelope of the pulse wave to be received (or interference pulse wave) input from 502 are squared by square value calculators 503 and 504, respectively, added by adder 505, and then squared by square root calculator 506.
The square root is obtained and sent as an envelope signal from the output terminal 507 to the first integrator 6 and comparator
(or the second integrator 13).
第6図はしきい値発生器14の具体的構成の一
例を示すもので、第6図中、141及び142は
入力端子、143及び144はレベル設定用の増
幅器、145は加算器、146は出力端子であ
り、入力端子141及び142にそれぞれ入力さ
れた第1の積分器6及び第2の積分器13のレベ
ル情報は、増幅器143及び144でそれぞれ適
宜増幅され、加算器145で加算されてしきい値
となり、出力端子146から比較器8に出力され
る如くなつている。 FIG. 6 shows an example of a specific configuration of the threshold generator 14. In FIG. 6, 141 and 142 are input terminals, 143 and 144 are level setting amplifiers, 145 is an adder, and 146 is an adder. The level information of the first integrator 6 and the second integrator 13, which are output terminals and inputted to input terminals 141 and 142, respectively, is appropriately amplified by amplifiers 143 and 144, respectively, and added by an adder 145. It becomes a threshold value and is outputted to the comparator 8 from the output terminal 146.
次に動作について説明する。入力端子1より入
力された受信信号が直交復調器4に至るまでは従
来と同様である。直交復調器4内の掛算器402
−1,402−2でベースバンドに落された受信
信号は、低域通過フイルタ403−1,403−
2及び低域阻止フイルタ11−1,11−2へ送
出される。低域通過フイルタ403−1,403
−2を通過した受信したいパルス波のメインロー
ブを含むエンベロープの同相及び直交成分は、第
1のエンベロープ算出器5に入力され、そのエン
ベロープ信号が算出され、第1の積分器6及び比
較器8に送出される。一方、低域阻止フイルタ1
1−1,11−2を通過した干渉パルス波のメイ
ンローブを含むエンベロープの同相及び直交成分
は第2のエンベロープ算出器に入力され、そのエ
ンベロープ信号が算出され、第2の積分器13に
入力される。第2の積分器13にて、受信したい
パルス波に比べて短かい積分時間で積分されたエ
ンベローブ信号のレベル情報は、第1の積分器6
のレベル情報とともにしきい値発生器14に送出
され、しきい値を決定する。該しきい値は比較器
8に加えられ、比較器8は第1のエンベロープ算
出器5の出力するエンベロープから、しきい値以
上の信号を受信したいパルス波として出力端子9
に送出する。 Next, the operation will be explained. The process until the received signal inputted from the input terminal 1 reaches the orthogonal demodulator 4 is the same as the conventional one. Multiplier 402 in quadrature demodulator 4
-1,402-2, the received signal dropped to the baseband is passed through a low pass filter 403-1,403-
2 and low-pass rejection filters 11-1 and 11-2. Low pass filter 403-1, 403
-2, the in-phase and quadrature components of the envelope including the main lobe of the pulse wave to be received are input to the first envelope calculator 5, the envelope signal is calculated, and the first integrator 6 and comparator 8 sent to. On the other hand, the low frequency rejection filter 1
The in-phase and quadrature components of the envelope including the main lobe of the interference pulse wave that passed through 1-1 and 11-2 are input to the second envelope calculator, and the envelope signal is calculated and input to the second integrator 13. be done. The level information of the envelope signal integrated by the second integrator 13 in a shorter integration time than the pulse wave to be received is transferred to the first integrator 6.
It is sent to the threshold generator 14 together with the level information of , and the threshold value is determined. The threshold value is applied to a comparator 8, and the comparator 8 outputs a signal equal to or higher than the threshold value to an output terminal 9 as a pulse wave from the envelope outputted by the first envelope calculator 5.
Send to.
上記実施例によれば、低域阻止フイルタ11−
1,11−2を通して受信信号中の受信したいパ
ルス波以外の信号成分を取り出し、そのエンベロ
ープ信号を第2の積分器で短かい時間長にして積
分し、しきい値発生器14に入力して、しきい値
を制御するようになしたため、受信したいパルス
波の中心周波数に近接した中心周波数の干渉パル
ス波がある場合でも、その干渉パルス波のパワー
スペクトルのメインローブが低域阻止フイルタ1
1−1,11−2を通過し、第2の積分器13が
そのエンベロープ信号に応答して出力レベルを増
加させ、しきい値発生器14の発生するしきい値
を増加させることができ、適正なしきい値を比較
器8に設定することができる。従つて、互いに近
接した中心周波数を有する多数のパルス波の中か
ら、パルス波の数やレベル差に関係なく、ほぼ一
定の第2種誤り率で特定のパルス波を受信するこ
とができる。 According to the above embodiment, the low frequency rejection filter 11-
1, 11-2 to extract signal components other than the desired pulse wave in the received signal, integrate the envelope signal over a short time length in a second integrator, and input it to the threshold generator 14. , because the threshold value is controlled, even if there is an interfering pulse wave with a center frequency close to the center frequency of the pulse wave to be received, the main lobe of the power spectrum of the interfering pulse wave is
1-1 and 11-2, the second integrator 13 increases its output level in response to the envelope signal, and the threshold generated by the threshold generator 14 can be increased; An appropriate threshold can be set in comparator 8. Therefore, a specific pulse wave can be received from among a large number of pulse waves having center frequencies close to each other with a substantially constant type 2 error rate, regardless of the number of pulse waves or the level difference.
また、この結果、伝送距離の増加に必要とされ
る、限られた帯域内における音響リンクでの情報
の伝送量を大幅に増やすことができ、高性能かつ
長レンジの音響測位や音響追尾の実現が可能とな
る。 Additionally, as a result, it is possible to significantly increase the amount of information transmitted over the acoustic link within a limited band, which is required to increase transmission distance, and realize high-performance, long-range acoustic positioning and acoustic tracking. becomes possible.
第7図は本発明の第2の実施例を示すもので、
利特制御可能な受信信号の増幅器を設け、前記第
1の積分器(または低域通過フイルタ)と第2の
積分器(または低域通過フイルタ)の出力レベル
に基いて該増幅器の利得を制御する如くしたもの
である。即ち、図中、15は直交復調器4の直前
に設けられた利得制御可能な増幅器、16は第1
の積分器6と第2の積分器13の出力レベルを受
け増幅器15に適正な利得を与える利得制御信号
を発生する利得制御信号発生器、17は比較器8
に入力する一定のしきい値の入力端子であり、前
記利得制御信号発生器16は前記第1の実施例中
のしきい値発生器14と同様な構成によつて実現
され、増幅器15の利得は利得制御信号が増加し
た場合に減少し、利得制御信号が減少した場合に
増加する如くなつている。このような構成となつ
ているため、干渉パルス波が存在した場合、第2
の積分器13の出力レベルが増加し、それに対応
して増幅器15の利得が減少し、受信信号全体の
レベルが下がるので、第1の実施例同様に受信し
たいパルス波の有無を適正に判定することができ
る。なお、その他の構成、作用については前記第
1の実施例と同様である。 FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention,
A gain-controllable received signal amplifier is provided, and the gain of the amplifier is controlled based on the output levels of the first integrator (or low-pass filter) and the second integrator (or low-pass filter). This is what I did. That is, in the figure, 15 is a gain controllable amplifier provided immediately before the orthogonal demodulator 4, and 16 is a first
17 is a comparator 8;
The gain control signal generator 16 is realized by the same configuration as the threshold generator 14 in the first embodiment, and the gain control signal generator 16 is an input terminal with a constant threshold value input to the amplifier 15. decreases when the gain control signal increases, and increases when the gain control signal decreases. Because of this configuration, if there is an interference pulse wave, the second
The output level of the integrator 13 increases, the gain of the amplifier 15 decreases correspondingly, and the overall level of the received signal decreases, so the presence or absence of the pulse wave to be received can be appropriately determined as in the first embodiment. be able to. Note that the other configurations and functions are the same as those of the first embodiment.
第8図は第3の実施例を示すもので、前記第2
の実施例の構成に第1の実施例中のしきい値発生
器14を設け、第1の積分器(または低域通過フ
イルタ)6と第2の積分器(または低域通過フイ
ルタ)13の出力を該しきい値発生器14に加
え、発生したしきい値を比較器8に与えるように
している。従つて増幅器15の利得と比較器8の
しきい値の両者を第1及び第2の積分器6及び1
3の出力レベルに基いて制御することになり、パ
ルス波間のレベル差が大なる場合は特に効果的で
ある。なお、その他の構成、動作については第1
及び第2の実施例と同様である。 FIG. 8 shows a third embodiment, in which the second
The threshold generator 14 in the first embodiment is provided in the configuration of the embodiment, and the first integrator (or low-pass filter) 6 and the second integrator (or low-pass filter) 13 are The output is applied to the threshold generator 14 and the generated threshold is provided to the comparator 8. Therefore, both the gain of the amplifier 15 and the threshold of the comparator 8 are determined by the first and second integrators 6 and 1.
Control is performed based on the output level of No. 3, and is particularly effective when the level difference between pulse waves is large. For other configurations and operations, see Part 1.
and the same as in the second embodiment.
以上説明したように本発明によれば、直交復調
器の掛算器によつてベースバンドに落された受信
信号を、受信したいパルス波のみを阻止する低域
阻止フイルタに通すことによつて、干渉パルス波
のパワースペクトルのメインローブを受信し、更
にそのエンベロープを算出し、受信したいパルス
波の時間長に比べ充分短かい積分時間の第2の積
分器または低域通過フイルタを通して得た出力
と、第1の積分器の出力とに基いて比較器のしき
い値、または別途設けた利得制可能な受信信号の
増幅器の利得、もしくはその両方を制御するよう
になしたので、受信したいパルス波の中心周波数
と近接した中心周波数の干渉パルスが多く存材す
る場合でも第2種誤り率を増加させることなく特
定のパルス波を受信できる利点があり、伝送距離
の増加に伴い限られた帯域内における音響リンク
での情報の伝送量の大幅な増加を必要とする音響
測位や音響追尾に用いて効果的である。 As explained above, according to the present invention, the received signal dropped to the baseband by the multiplier of the orthogonal demodulator is passed through a low-frequency rejection filter that blocks only the pulse waves that are desired to be received, thereby eliminating interference. An output obtained by receiving the main lobe of the power spectrum of the pulse wave, further calculating its envelope, and passing it through a second integrator or low-pass filter whose integration time is sufficiently short compared to the time length of the pulse wave to be received; Based on the output of the first integrator, the threshold value of the comparator, the gain of a separately provided amplifier for the received signal whose gain can be controlled, or both are controlled. It has the advantage of being able to receive a specific pulse wave without increasing the type 2 error rate even when there are many interfering pulses with center frequencies close to the center frequency. It is effective for use in acoustic positioning and acoustic tracking, which require a significant increase in the amount of information transmitted over acoustic links.
図面は本発明の説明に供するもので、第1図は
従来の狭帯域音響信号受信装置の一例を示すブロ
ツク図、第2図は受信したいパルス波のベースバ
ンド信号のパワースペクトル20と干渉パルス波
のベースバンド信号のパワースペクトル21と低
域通過フイルタ402−1,402−2の周波数
応答特性22との周波数軸上の関係を示す説明
図、第3図は本発明の狭帯域音響信号受信装置の
第1の実施例を示すブロツク図、第4図は受信し
たいパルス波のベースバンド信号のパワースペク
トル20と干渉パルス波のベースバンド信号のパ
ワースペクトル21と低域通過フイルタ402−
1,402−2の周波数応答特性22と低域阻止
フイルタ11−1,11−2の周波数応答特性2
3との周波数軸上の関係を示す説明図、第5図は
エンベロープ算出器5(または12)の具体的構
成の一例を示す説明図、第6図はしきい値発生器
14の具体的構成の一例を示す説明図、第7図は
本発明の第2の実施例を示すブロツク図、第8図
は本発明の第3の実施例を示すブロツク図であ
る。
4……直交復調器、401……局部発振器、4
02−1,402−2……掛算器、403−1,
403−2……低域通過フイルタ、5……第1の
エンベロープ算出器、6……第1の積分器または
低域通過フイルタ、8……比較器、11−1,1
1−2……低域阻止フイルタ、12……第2のエ
ンベロープ算出器、13……第2の積分器または
低域通過フイルタ、14……しきい値発生器、1
5……利得制御可能な増幅器、16……利得制御
信号発生器。
The drawings serve to explain the present invention. Fig. 1 is a block diagram showing an example of a conventional narrowband acoustic signal receiving device, and Fig. 2 shows a power spectrum 20 of a baseband signal of a pulse wave to be received and an interference pulse wave. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship on the frequency axis between the power spectrum 21 of the baseband signal and the frequency response characteristics 22 of the low-pass filters 402-1 and 402-2. FIG. 4 is a block diagram showing the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows the power spectrum 20 of the baseband signal of the pulse wave to be received, the power spectrum 21 of the baseband signal of the interference pulse wave, and the low-pass filter 402-
Frequency response characteristic 22 of 1,402-2 and frequency response characteristic 2 of low-pass rejection filter 11-1, 11-2
5 is an explanatory diagram showing an example of a specific configuration of the envelope calculator 5 (or 12), and FIG. 6 is an explanatory diagram showing a specific configuration of the threshold generator 14. FIG. 7 is a block diagram showing a second embodiment of the invention, and FIG. 8 is a block diagram showing a third embodiment of the invention. 4... Quadrature demodulator, 401... Local oscillator, 4
02-1, 402-2... Multiplier, 403-1,
403-2...Low pass filter, 5...First envelope calculator, 6...First integrator or low pass filter, 8...Comparator, 11-1,1
1-2...Low pass rejection filter, 12...Second envelope calculator, 13...Second integrator or low pass filter, 14...Threshold generator, 1
5... gain controllable amplifier, 16... gain control signal generator.
Claims (1)
しい周波数の信号を受信信号に掛け合わせる掛算
器と、前記パルス数のベースバンド信号を通過さ
せる低域通過フイルタとよりなる直交復調器と、
該直交復調器の出力からエンベロープ信号を算出
する第1のエンベロープ算出器と、該エンベロー
プ信号をしきい値と比較し、しきい値以上の信号
を出力する比較器とを有する狭帯域音響信号受信
装置において、前記第1のエンベロープ算出器に
接続したパルス波の時間長より充分に長い積分時
間を備えた第1の積分器または低域通過フイルタ
と、前記直交復調器の掛算器の出力に接続した前
記パルス波のベースバンド信号を阻止する低域阻
止フイルタと、該低域阻止フイルタの出力からエ
ンベロープ信号を算出する第2のエンベロープ算
出器と、該第2のエンベロープ算出器に接続した
パルス波の時間長より充分短かい積分時間を備え
た第2の積分器または低域通過フイルタと、前記
第1及び第2の積分器または低域通過フイルタの
出力信号に基いて前記しきい値を決定するしきい
値発生器とを備えたことを特徴とする狭帯域音響
信号受信装置。 2 受信しようとするパルス波の中心周波数と等
しい周波数の信号を受信信号に掛け合わせる掛算
器と、前記パルス数のベースバンド信号を通過さ
せる低域通過フイルタとよりなる直交復調器と、
該直交復調器の出力からエンベロープ信号を算出
する第1のエンベロープ算出器と、該エンベロー
プ信号をしきい値と比較し、しきい値以上の信号
を出力する比較器とを有する狭帯域音響信号受信
装置において、前記第1のエンベロープ算出器に
接続したパルス波の時間長より充分に長い積分時
間を備えた第1の積分器または低域通過フイルタ
と、前記直交復調器の掛算器の出力に接続した前
記パルス波のベースバンド信号を阻止する低域阻
止フイルタと、該低域阻止フイルタの出力からエ
ンベロープ信号を算出する第2のエンベロープ算
出器と、該第2のエンベロープ算出器に接続した
パルス波の時間長より充分短かい積分時間を備え
た第2の積分器または低域通過フイルタと、利得
制御可能な受信信号の増幅器と、前記第1及び第
2の積分器または低域通過フイルタの出力信号に
基いて前記増幅器の利得制御信号を発生する利得
制御信号発生器とを備えたことを特徴とする狭帯
域音響信号受信装置。 3 受信しようとするパルス波の中心周波数と等
しい周波数の信号を受信信号に掛け合わせる掛算
器と、前記パルス波のベースバンド信号を通過さ
せる低域通過フイルタとよりなる直交復調器と、
該直交復調器の出力からエンベロープ信号を算出
する第1のエンベロープ算出器と、該エンベロー
プ信号をしきい値と比較し、しきい値以上の信号
を出力する比較器とを有する狭帯域音響信号受信
装置において、前記第1のエンベロープ算出器に
接続したパルス波の時間長より充分に長い積分時
間を備えた第1の積分器または低域通過フイルタ
と、前記直交復調器の掛算器の出力に接続した前
記パルス波のベースバンド信号を阻止する低域阻
止フイルタと、該低域阻止フイルタの出力からエ
ンベロープ信号を算出する第2のエンベロープ算
出器と、該第2のエンベロープ算出器に接続した
パルス波の時間長より充分短かい積分時間を備え
た第2の積分器または低域通過フイルタと、前記
第1及び第2の積分器または低域通過フイルタの
出力信号に基いて前記しきい値を決定するしきい
値発生器と、利得制御可能な受信信号の増幅器
と、前記第1及び第2の積分器または低域通過フ
イルタの出力信号に基いて前記増幅器の利得制御
信号を発生する利得制御信号発生器とを備えたこ
とを特徴とする狭帯域音響信号受信装置。[Claims] 1. Orthogonal demodulation comprising a multiplier that multiplies a received signal by a signal with a frequency equal to the center frequency of the pulse wave to be received, and a low-pass filter that passes the baseband signal of the number of pulses. The vessel and
Narrowband acoustic signal reception comprising a first envelope calculator that calculates an envelope signal from the output of the orthogonal demodulator, and a comparator that compares the envelope signal with a threshold and outputs a signal that is equal to or higher than the threshold. In the apparatus, a first integrator or low-pass filter having an integration time sufficiently longer than the time length of the pulse wave connected to the first envelope calculator and the output of the multiplier of the quadrature demodulator. a second envelope calculator that calculates an envelope signal from the output of the low-pass rejection filter; and a pulse wave connected to the second envelope calculator. a second integrator or low-pass filter having an integration time sufficiently shorter than the time length of , and determining the threshold value based on the output signals of the first and second integrators or low-pass filters. What is claimed is: 1. A narrowband acoustic signal receiving device comprising: a threshold generator; 2. An orthogonal demodulator comprising a multiplier that multiplies the received signal by a signal with a frequency equal to the center frequency of the pulse wave to be received, and a low-pass filter that passes the baseband signal of the number of pulses;
Narrowband acoustic signal reception comprising a first envelope calculator that calculates an envelope signal from the output of the orthogonal demodulator, and a comparator that compares the envelope signal with a threshold and outputs a signal that is equal to or higher than the threshold. In the apparatus, a first integrator or low-pass filter having an integration time sufficiently longer than the time length of the pulse wave connected to the first envelope calculator and the output of the multiplier of the quadrature demodulator. a second envelope calculator that calculates an envelope signal from the output of the low-pass rejection filter; and a pulse wave connected to the second envelope calculator. a second integrator or low-pass filter having an integration time sufficiently shorter than the time length of , a gain-controllable amplifier for the received signal, and outputs of the first and second integrators or low-pass filters. A narrowband acoustic signal receiving device comprising: a gain control signal generator that generates a gain control signal for the amplifier based on the signal. 3. An orthogonal demodulator comprising a multiplier that multiplies the received signal by a signal with a frequency equal to the center frequency of the pulse wave to be received, and a low-pass filter that passes the baseband signal of the pulse wave;
Narrowband acoustic signal reception comprising a first envelope calculator that calculates an envelope signal from the output of the orthogonal demodulator, and a comparator that compares the envelope signal with a threshold and outputs a signal that is equal to or higher than the threshold. In the apparatus, a first integrator or low-pass filter having an integration time sufficiently longer than the time length of the pulse wave connected to the first envelope calculator and the output of the multiplier of the quadrature demodulator. a second envelope calculator that calculates an envelope signal from the output of the low-pass rejection filter; and a pulse wave connected to the second envelope calculator. a second integrator or low-pass filter having an integration time sufficiently shorter than the time length of , and determining the threshold value based on the output signals of the first and second integrators or low-pass filters. a gain control signal for generating a gain control signal for the amplifier based on output signals of the first and second integrators or low-pass filters; A narrowband acoustic signal receiving device comprising: a generator;
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP311882A JPS58120334A (en) | 1982-01-12 | 1982-01-12 | Narrow-band acoustic signal reception system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP311882A JPS58120334A (en) | 1982-01-12 | 1982-01-12 | Narrow-band acoustic signal reception system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58120334A JPS58120334A (en) | 1983-07-18 |
| JPS6348461B2 true JPS6348461B2 (en) | 1988-09-29 |
Family
ID=11548433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP311882A Granted JPS58120334A (en) | 1982-01-12 | 1982-01-12 | Narrow-band acoustic signal reception system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58120334A (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60174971A (en) * | 1983-11-04 | 1985-09-09 | エンドレス・ウント・ハウザ−・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニ− | Method and device for transmitting signal in ultrasonic depth finder |
| JPS60151571A (en) * | 1984-01-19 | 1985-08-09 | Yokogawa Medical Syst Ltd | Echo signal handling system of base band type sonar |
| JPS61104272A (en) * | 1984-10-29 | 1986-05-22 | Oki Electric Ind Co Ltd | Acoustic position measuring apparatus |
| JPS648751A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-12 | Sharp Kk | Demodulation system |
| JPH01222543A (en) * | 1988-03-01 | 1989-09-05 | Sharp Corp | Tone detecting circuit |
-
1982
- 1982-01-12 JP JP311882A patent/JPS58120334A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58120334A (en) | 1983-07-18 |
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