JP2717331B2 - 狭帯域信号による方位推定方法 - Google Patents
狭帯域信号による方位推定方法Info
- Publication number
- JP2717331B2 JP2717331B2 JP3250429A JP25042991A JP2717331B2 JP 2717331 B2 JP2717331 B2 JP 2717331B2 JP 3250429 A JP3250429 A JP 3250429A JP 25042991 A JP25042991 A JP 25042991A JP 2717331 B2 JP2717331 B2 JP 2717331B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- analysis
- output
- estimated
- azimuth
- 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 23
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 28
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水中などに存在する信
号源からの狭帯域信号を、複数のセンサからなるアレイ
により受信し、その狭帯域信号の周波数と到来方向とを
推定する方法に関し、特に、狭帯域信号の到来方向の推
定を行う方位推定方法に関するものである。
号源からの狭帯域信号を、複数のセンサからなるアレイ
により受信し、その狭帯域信号の周波数と到来方向とを
推定する方法に関し、特に、狭帯域信号の到来方向の推
定を行う方位推定方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来技術の狭帯域による方位推定方法を説
明するための方位推定装置の一例を図３にブロック図で
示す。信号源からの狭帯域信号の到来方向を推定する方
法の一つとして、複数のセンサを直線上に配列し、各セ
ンサの受信信号を周波数分析により複数の周波数帯域に
分割に、その各帯域に対し周波数領域整相により複数の
ビ−ムを形成し、各ビ−ムの出力の狭帯域分析結果の絶
対レベルを比較することにより、到来方向を求める方法
が用いられていた。
明するための方位推定装置の一例を図３にブロック図で
示す。信号源からの狭帯域信号の到来方向を推定する方
法の一つとして、複数のセンサを直線上に配列し、各セ
ンサの受信信号を周波数分析により複数の周波数帯域に
分割に、その各帯域に対し周波数領域整相により複数の
ビ−ムを形成し、各ビ−ムの出力の狭帯域分析結果の絶
対レベルを比較することにより、到来方向を求める方法
が用いられていた。
【０００３】この方位推定装置は、狭帯域信号を対象と
し、Ｎ個のセンサからなるラインアレイ３１を用いて、
信号の到来方向を推定する装置である。簡単の為、ライ
ンアレイ３１のＮ個のセンサ３１1〜３１Nは、図４に示
すように、ｙ軸上に配列されているものとする。又、信
号の到来方向をラインアレイ３１の法線方向からの角度
θで表す。
し、Ｎ個のセンサからなるラインアレイ３１を用いて、
信号の到来方向を推定する装置である。簡単の為、ライ
ンアレイ３１のＮ個のセンサ３１1〜３１Nは、図４に示
すように、ｙ軸上に配列されているものとする。又、信
号の到来方向をラインアレイ３１の法線方向からの角度
θで表す。
【０００４】ラインアレイ３１の各センサ３１1〜３１N
には、周波数分割器３２が接続され、その出力側には、
周波数領域の信号の整相を行う周波数領域整相器３３が
接続されている。更に、周波数領域整相器３３には、周
波数分析器３４が接続され、その周波数分析器３４に
は、パワ−算出器３５を介して、ピ−ク検出器３６が接
続され、更にピ−ク検出器３６の出力側には出力端子３
７が接続されている。
には、周波数分割器３２が接続され、その出力側には、
周波数領域の信号の整相を行う周波数領域整相器３３が
接続されている。更に、周波数領域整相器３３には、周
波数分析器３４が接続され、その周波数分析器３４に
は、パワ−算出器３５を介して、ピ−ク検出器３６が接
続され、更にピ−ク検出器３６の出力側には出力端子３
７が接続されている。
【０００５】次に、この方位推定装置を用いた信号源の
方位推定方法を説明する。例えば、海水中の信号源から
の信号は、ラインアレイ３１に受波される。時刻ｔにラ
インアレイ３１に入力された信号は、センサ３１1〜３
１N単位に電気信号に変換された後、周波数分割器３２
に入力される。周波数分割器３２では、ラインアレイ３
１からの（１）式で示される出力Ｘ
方位推定方法を説明する。例えば、海水中の信号源から
の信号は、ラインアレイ３１に受波される。時刻ｔにラ
インアレイ３１に入力された信号は、センサ３１1〜３
１N単位に電気信号に変換された後、周波数分割器３２
に入力される。周波数分割器３２では、ラインアレイ３
１からの（１）式で示される出力Ｘ
【数１】 に対して、各センサ出力端子ごとに周波数分析を行い、
それぞれをＫ個の帯域に分割する。そして、（２）式で
示されるその出力Ｙ
それぞれをＫ個の帯域に分割する。そして、（２）式で
示されるその出力Ｙ
【数２】 を周波数領域整相器３３に出力する。
【０００６】周波数領域整相器３３は、位相補償回路及
び加算器等で構成されており、一周波数帯域当りθ1〜
θM方向のＭ個のビ−ムを形成する装置である。θ1方向
のビ−ムを形成するためには、まず位相補償回路によっ
て、周波数分割器３２から出力Ｙの各要素yn(fj)に、
（３）式の位相補償量 Φn(θ1,fj)=exp[(-j2πfjynsinθ1)/c] （j=1〜
K,n=1〜N）・・・・（３） 但し、ｃ：音速、ｊ：虚数単
位、π：円周率 の乗算を行い、その後、Ｙに空間シェ−ディング係数ベ
クトル Ω＝［ω1,・・・,ωN］ を乗ずる。すなわち（４）式
び加算器等で構成されており、一周波数帯域当りθ1〜
θM方向のＭ個のビ−ムを形成する装置である。θ1方向
のビ−ムを形成するためには、まず位相補償回路によっ
て、周波数分割器３２から出力Ｙの各要素yn(fj)に、
（３）式の位相補償量 Φn(θ1,fj)=exp[(-j2πfjynsinθ1)/c] （j=1〜
K,n=1〜N）・・・・（３） 但し、ｃ：音速、ｊ：虚数単
位、π：円周率 の乗算を行い、その後、Ｙに空間シェ−ディング係数ベ
クトル Ω＝［ω1,・・・,ωN］ を乗ずる。すなわち（４）式
【数３】 の算出を行い、これをθ1方向ビ−ム出力とする。θ2〜
θM方向に対しても同様の処理を行い、z(θ2)〜z(θM)
を計算する。そして、（５）式で示されるその結果
θM方向に対しても同様の処理を行い、z(θ2)〜z(θM)
を計算する。そして、（５）式で示されるその結果
【数４】 を周波数分析器３４に出力する。
【０００７】周波数分析器３４は、周波数領域整相器３
３からの出力 Ｚ＝[z(θi,fj)]i=1〜M,j=1〜k の各要素に対して、更にＦＦＴ（高速フーリエ変換）に
よる周波数分析を行い、一周波数帯域あたりＰ個の周波
数ビンを抽出する。そして、その出力 Ｓ＝[s(θi,fjp)]i=1〜M,j=1〜K,p=1〜P をパワ−算出器３５に出力する。
３からの出力 Ｚ＝[z(θi,fj)]i=1〜M,j=1〜k の各要素に対して、更にＦＦＴ（高速フーリエ変換）に
よる周波数分析を行い、一周波数帯域あたりＰ個の周波
数ビンを抽出する。そして、その出力 Ｓ＝[s(θi,fjp)]i=1〜M,j=1〜K,p=1〜P をパワ−算出器３５に出力する。
【０００８】パワ−算出器３５は、周波数分析器３４の
出力に対し、複素領域でのパワ−算出処理、即ち絶対値
の２乗算出処理を行い、場合によっては、その後、信号
を時間的に滑らかに検出しやすくするための積分処理を
行い、その結果 |Ｓ|2＝[|s(θi,fjp)|2]i=1〜M,j=1〜k,p=1〜P をピ−ク検出器３６に出力する。
出力に対し、複素領域でのパワ−算出処理、即ち絶対値
の２乗算出処理を行い、場合によっては、その後、信号
を時間的に滑らかに検出しやすくするための積分処理を
行い、その結果 |Ｓ|2＝[|s(θi,fjp)|2]i=1〜M,j=1〜k,p=1〜P をピ−ク検出器３６に出力する。
【０００９】ピーク検出器３６は、パワー算出器３５の
出力 ｜Ｓ｜2＝[|s(θi,fjp)|2]i=1〜M,j=1〜k,p=1〜P に対して方位θ及び周波数ｆの２次元でのピーク検出処
理を行い、そのピーク（局所的な最大値）となる要素|s
(θi,fjp)|2を検出し、その方位θi及び周波数fjpを出
力端子３７に出力する。この２段の周波数分析方法、即
ち、１段目ではＫ個の帯域に応じた粗い分析幅で周波数
分析を行ない、２段目の周波数分析ではＫ×Ｐ個の周波
数ビンに対応した細かい分析幅の周波数を行う方法によ
れば、センサ出力を２つに分岐して周波数領域整相のた
めの周波数分析と周波数推定のための周波数分析を別々
に行う場合に比べて、２段目の周波数分析を行う際に周
波数分析を行う周波数領域とビームとを制限することが
できる等のため、演算量は大幅に少なくなる。そして、
信号源の狭帯域信号の周波数分析は、２段目の周波数分
析器でのＫ×Ｐ個の帯域（分析幅）に対応した精度で行
われ、周波数f j に比べてＰ倍細かい精度の推定周波数f
jp を出力することができる。
出力 ｜Ｓ｜2＝[|s(θi,fjp)|2]i=1〜M,j=1〜k,p=1〜P に対して方位θ及び周波数ｆの２次元でのピーク検出処
理を行い、そのピーク（局所的な最大値）となる要素|s
(θi,fjp)|2を検出し、その方位θi及び周波数fjpを出
力端子３７に出力する。この２段の周波数分析方法、即
ち、１段目ではＫ個の帯域に応じた粗い分析幅で周波数
分析を行ない、２段目の周波数分析ではＫ×Ｐ個の周波
数ビンに対応した細かい分析幅の周波数を行う方法によ
れば、センサ出力を２つに分岐して周波数領域整相のた
めの周波数分析と周波数推定のための周波数分析を別々
に行う場合に比べて、２段目の周波数分析を行う際に周
波数分析を行う周波数領域とビームとを制限することが
できる等のため、演算量は大幅に少なくなる。そして、
信号源の狭帯域信号の周波数分析は、２段目の周波数分
析器でのＫ×Ｐ個の帯域（分析幅）に対応した精度で行
われ、周波数f j に比べてＰ倍細かい精度の推定周波数f
jp を出力することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の装置では、次のような課題があった。例えば周波数
ｆの狭帯域信号の方位を推定する場合を考える。θ1方
向への周波数領域整相において、周波数ｆの信号に対す
るセンサｎにおける位相補償量Φn(θi,f)は，理論的に
は、次の（６）式で求まる。 Φn(θi,f)=exp[(-j2πfynsinθi)/c] ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）
成の装置では、次のような課題があった。例えば周波数
ｆの狭帯域信号の方位を推定する場合を考える。θ1方
向への周波数領域整相において、周波数ｆの信号に対す
るセンサｎにおける位相補償量Φn(θi,f)は，理論的に
は、次の（６）式で求まる。 Φn(θi,f)=exp[(-j2πfynsinθi)/c] ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）
【００１１】ところが、図３に示す周波数分割器３２
は、比較的粗い幅の帯域への分割を行う。このために、
周波数領域整相器３３で算出される位相補償量は、
（６）式における狭帯域信号周波数ｆを含む帯域の中心
周波数ｆjに置き換えた Φn（θi，ｆj）=exp[(-j2πfjynsinθi)/c] となっている。従って、位相補償量Φ n （θi，ｆj）に
は誤差が生じ、更にそれを用いて推定された方位も誤差
を含んだものとなる。特に信号の周波数が帯域分割の境
界値付近に存在する場合においては、その推定された方
位の誤差は最も大きなものとなる。
は、比較的粗い幅の帯域への分割を行う。このために、
周波数領域整相器３３で算出される位相補償量は、
（６）式における狭帯域信号周波数ｆを含む帯域の中心
周波数ｆjに置き換えた Φn（θi，ｆj）=exp[(-j2πfjynsinθi)/c] となっている。従って、位相補償量Φ n （θi，ｆj）に
は誤差が生じ、更にそれを用いて推定された方位も誤差
を含んだものとなる。特に信号の周波数が帯域分割の境
界値付近に存在する場合においては、その推定された方
位の誤差は最も大きなものとなる。
【００１２】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、上記問題点即ち、周波数分割が比較的粗い幅で実現
されているために周波数領域整相で用いられている位相
補償量の精度が悪くなることで、精度の良い方位推定が
行えないという問題点を解決し、高精度で方位の推定を
することができる狭帯域信号による方位推定方法を提供
するものである。
で、上記問題点即ち、周波数分割が比較的粗い幅で実現
されているために周波数領域整相で用いられている位相
補償量の精度が悪くなることで、精度の良い方位推定が
行えないという問題点を解決し、高精度で方位の推定を
することができる狭帯域信号による方位推定方法を提供
するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、図１に示すように狭帯域信号の到来方向推定
方法において、各ビ−ムの出力の狭帯域分析結果から該
狭帯域信号周波数と前記の分割された周波数帯域のうち
該狭帯域信号周波数を含む帯域の周波数領域整相に用い
た代表周波数を用いて推定された到来方向の補正を行う
手段を設けたものである。以下、その原理を説明する。
本発明は、図１に示すように狭帯域信号の到来方向推定
方法において、各ビ−ムの出力の狭帯域分析結果から該
狭帯域信号周波数と前記の分割された周波数帯域のうち
該狭帯域信号周波数を含む帯域の周波数領域整相に用い
た代表周波数を用いて推定された到来方向の補正を行う
手段を設けたものである。以下、その原理を説明する。
【００１４】従来技術の問題点で説明したように、θ方
向への周波数領域整相において、周波数ｆの信号に対す
るセンサｎにおける位相補償φn(θ,f)は、理論的に
は、次の（７）式によて求まる。 Φn(θ,f)=exp[(-j2πfynsinθ)/c] ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）
向への周波数領域整相において、周波数ｆの信号に対す
るセンサｎにおける位相補償φn(θ,f)は、理論的に
は、次の（７）式によて求まる。 Φn(θ,f)=exp[(-j2πfynsinθ)/c] ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）
【００１５】ところが、現実の装置においては、周波数
ｆが、適当な代表周波数fjに置き換えられた Φn(θ,fj)=exp[(-j2πfjynsinθ)/c] ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（８） に近似される。（７）式と（８）式との比較から、ピ−
ク検出器で求められた信号到来方向θと実際の方位θ´
との間には、次の（９）式の関係が成り立つことが分か
る。 fsinθ´=fjsinθ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（９）
ｆが、適当な代表周波数fjに置き換えられた Φn(θ,fj)=exp[(-j2πfjynsinθ)/c] ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（８） に近似される。（７）式と（８）式との比較から、ピ−
ク検出器で求められた信号到来方向θと実際の方位θ´
との間には、次の（９）式の関係が成り立つことが分か
る。 fsinθ´=fjsinθ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（９）
【００１６】従って、ピ−ク検出方位θ及び探知周波数
ｆを用いて、次の（１０）式により方位補正を行えばバ
イアス誤差のない方位が得られることになる。 θ´=arc sin((fj/f)sinθ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１０） 以上詳細に述べた方位補正手段をピ−ク検出器６の後に
設けた。
ｆを用いて、次の（１０）式により方位補正を行えばバ
イアス誤差のない方位が得られることになる。 θ´=arc sin((fj/f)sinθ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１０） 以上詳細に述べた方位補正手段をピ−ク検出器６の後に
設けた。
【００１７】
【作用】本発明によれば、上記動作原理で詳細に説明し
たように上記補正手段７を設けることによって周波数領
域整相器３に周波数分割の代表周波数を用いるために生
じる推定方位の誤差の影響を取り除くことが出来る。
たように上記補正手段７を設けることによって周波数領
域整相器３に周波数分割の代表周波数を用いるために生
じる推定方位の誤差の影響を取り除くことが出来る。
【００１８】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明の実施例を示す一例で、狭
帯域信号の方位推定装置の機能ブロック図である。この
方位推定装置は、例えば従来と同様なセンサからなるラ
インアレイ１を用い、狭帯域信号の到来方向を推定する
装置である。簡単の為、ラインアレイ１のＮ個のセンサ
１1〜１Nはｙ軸上に配列されているものとする。又、信
号の到来方向をラインアレイ１の法線方向からの角度θ
で表す。
に説明する。図１は、本発明の実施例を示す一例で、狭
帯域信号の方位推定装置の機能ブロック図である。この
方位推定装置は、例えば従来と同様なセンサからなるラ
インアレイ１を用い、狭帯域信号の到来方向を推定する
装置である。簡単の為、ラインアレイ１のＮ個のセンサ
１1〜１Nはｙ軸上に配列されているものとする。又、信
号の到来方向をラインアレイ１の法線方向からの角度θ
で表す。
【００１９】ラインアレイ１の各センサ１1〜１Nは、周
波数分割器２が接続され、その出力側には、周波数領域
の信号の整相を行う周波数領域整相器３が接続されてい
る。更に、周波数領域整相器３には、周波数分析器４が
接続され、その周波数分析器４には、パワ−算出器５を
介して、ピ−ク検出器６が接続されている。更にピ−ク
検出器６の出力側には方位補正手段７を設け、方位補正
手段７の出力側には出力端子８が接続されている。
波数分割器２が接続され、その出力側には、周波数領域
の信号の整相を行う周波数領域整相器３が接続されてい
る。更に、周波数領域整相器３には、周波数分析器４が
接続され、その周波数分析器４には、パワ−算出器５を
介して、ピ−ク検出器６が接続されている。更にピ−ク
検出器６の出力側には方位補正手段７を設け、方位補正
手段７の出力側には出力端子８が接続されている。
【００２０】図２は、図１中の方位補正手段７の動作手
順を示す図である。sin関数計算手段２１、除算手段２
２、乗算手段２３、arc sin関数計算手段２４で構成さ
れている。次に、以上のように構成される方位推定装置
を用いた方位推定方法を説明する。
順を示す図である。sin関数計算手段２１、除算手段２
２、乗算手段２３、arc sin関数計算手段２４で構成さ
れている。次に、以上のように構成される方位推定装置
を用いた方位推定方法を説明する。
【００２１】時刻ｔにおいてラインアレイ１に入力され
た信号は、センサ11〜1N単位に電気信号に変換された
後、周波数分割器２に入力される。周波数分割器２で
は、ラインアレイ１からの（１１）次式で示される出力
Ｘ
た信号は、センサ11〜1N単位に電気信号に変換された
後、周波数分割器２に入力される。周波数分割器２で
は、ラインアレイ１からの（１１）次式で示される出力
Ｘ
【数５】 に対して、各センサ出力ごとに周波数分析を行い、それ
ぞれＫ個の帯域に分割する。そして、（１２）で示され
るその出力
ぞれＫ個の帯域に分割する。そして、（１２）で示され
るその出力
【数６】 を周波数領域整相器４に出力する。
【００２２】周波数領域位相器４は、位相補償回路及び
加算器等で構成されており、一周波数帯域当りθ1〜θM
方向のＭ個のビ−ムを形成する装置である。θ1方向の
ビ−ムを形成するためには、まず周波数分割器２からの
出力Ｙに対して、まず位相補償回路によって、各周波数
帯域fiごとに位相補償量 Φn(θ1,fj)=exp[(-j2πfjynsinθ1)/c] (j=1〜K) ・・・・・・・・（１３） 但し、ｃ：音速、ｊ：虚数単位、π：円周率 の乗算を行い、その後、Ｙに式で示されるシェ−ンディ
ング係数ベクトル Ω＝[ω1,・・・,ωN] を乗ずる。すなわち
加算器等で構成されており、一周波数帯域当りθ1〜θM
方向のＭ個のビ−ムを形成する装置である。θ1方向の
ビ−ムを形成するためには、まず周波数分割器２からの
出力Ｙに対して、まず位相補償回路によって、各周波数
帯域fiごとに位相補償量 Φn(θ1,fj)=exp[(-j2πfjynsinθ1)/c] (j=1〜K) ・・・・・・・・（１３） 但し、ｃ：音速、ｊ：虚数単位、π：円周率 の乗算を行い、その後、Ｙに式で示されるシェ−ンディ
ング係数ベクトル Ω＝[ω1,・・・,ωN] を乗ずる。すなわち
【数７】 を算出し、これをθ1方向のビ−ム出力とする。θ2〜θ
M方向に対しても同様の処理を行い、ｚ(θ2）〜ｚ
(θM）を算出する。そして、（１５）次式で示されるそ
の結果Ｚ
M方向に対しても同様の処理を行い、ｚ(θ2）〜ｚ
(θM）を算出する。そして、（１５）次式で示されるそ
の結果Ｚ
【数８】 を周波数分析器４に出力する。
【００２３】周波数分析器４は、周波数領域整相器３か
らの（１６）式で示される出力 Ｚ＝[z(θi,fj)]i=1〜M,j=1〜k ・・・・・・・・・・・・・・・・・（１６） の各要素に対して、更にＦＦＴによる周波数解析を行
い、一周波数帯域あたりＰ個の周波数ビンを抽出する。
そして、その出力 Ｓ＝[s(θi,fjp)]i=1〜M,j=1〜K,p=1〜P ・・・・・・・・・・・・・・・・・（１７） をパワー算出器５に出力する。ここで、f j は、１段目の
周波数分析の代表周波数に相当し、f jp は２段目の周波
数の代表周波数に相当し、f j よりも精度の高いものであ
る。なお、２段目の周波数分析は、１段目の周波数分析
で帯域分割した信号が対象となるため、必然的に長い分
析時間をとり、例えば、１段目の周波数分析を１／１０
０秒毎に時間フレームで行い、２段目の周波数分析を５
秒のフレームで行う。
らの（１６）式で示される出力 Ｚ＝[z(θi,fj)]i=1〜M,j=1〜k ・・・・・・・・・・・・・・・・・（１６） の各要素に対して、更にＦＦＴによる周波数解析を行
い、一周波数帯域あたりＰ個の周波数ビンを抽出する。
そして、その出力 Ｓ＝[s(θi,fjp)]i=1〜M,j=1〜K,p=1〜P ・・・・・・・・・・・・・・・・・（１７） をパワー算出器５に出力する。ここで、f j は、１段目の
周波数分析の代表周波数に相当し、f jp は２段目の周波
数の代表周波数に相当し、f j よりも精度の高いものであ
る。なお、２段目の周波数分析は、１段目の周波数分析
で帯域分割した信号が対象となるため、必然的に長い分
析時間をとり、例えば、１段目の周波数分析を１／１０
０秒毎に時間フレームで行い、２段目の周波数分析を５
秒のフレームで行う。
【００２４】パワ−算出器５は、周波数分析器４の出力
に対し、複素領域でのパワ−算出処理、即ち絶対値の２
乗算出処理を行い、場合によっては、その後、信号を時
間的に滑らかに検出しやすくするために積分等の処理を
行い、その結果 ｜Ｓ｜2＝[|s(θi,fjp)|2]i=1〜M,j=1〜k,p=1〜P ・・・・・・・・・・・（１８） をピ−ク検出器６に出力する。
に対し、複素領域でのパワ−算出処理、即ち絶対値の２
乗算出処理を行い、場合によっては、その後、信号を時
間的に滑らかに検出しやすくするために積分等の処理を
行い、その結果 ｜Ｓ｜2＝[|s(θi,fjp)|2]i=1〜M,j=1〜k,p=1〜P ・・・・・・・・・・・（１８） をピ−ク検出器６に出力する。
【００２５】ピ−ク検出器６は、パワ−算出器５の（１
９）式で示される出力 ｜Ｓ｜2＝[|s(θi,fjp)|2]i=1〜M,j=1〜k,p=1〜P ・・・・・・・・・・・（１９） に対して方位θ及び周波数ｆの２次元でのピ−ク検出処
理を行い、そのピ−クとなる要素|s(θi,fjp)|2の方向
θi及び周波数ｆjp 、更に、周波数fjpを含む周波数領域
整相に用いた分割帯域の代表周波数fjを方位補正手段７
に出力する。
９）式で示される出力 ｜Ｓ｜2＝[|s(θi,fjp)|2]i=1〜M,j=1〜k,p=1〜P ・・・・・・・・・・・（１９） に対して方位θ及び周波数ｆの２次元でのピ−ク検出処
理を行い、そのピ−クとなる要素|s(θi,fjp)|2の方向
θi及び周波数ｆjp 、更に、周波数fjpを含む周波数領域
整相に用いた分割帯域の代表周波数fjを方位補正手段７
に出力する。
【００２６】方位補正手段７を図２で説明する。ピ−ク
検出器６の出力のうちθiをsin関数計算手段２１に、f
jp及びfjを除算手段２２に入力する。sin関数計算手段
２１はθiのsin関数値を算出し、その結果を乗算手段２
３に送る。除算手段２２は、fj/fjpを算出し、その結果
を乗算手段２３に送る。乗算手段２３は、sin関数計算
手段２１の出力sinθiと除算手段２２の出力fj/fjpの積
を算出し、その結果(fi/fjp)sinθiをarc sin関数計算
手段２４に送る。arc sin関数計算手段２４は、乗算手
段２３の出力(fj/fjp)sinθiのarc sin関数値を算出
し、その結果arc sin(fj/fjp)sinθiを出力する。方位
補正手段７は、上記手段によって算出されたθを信号源
の方位推定値として出力端子８に出力する。
検出器６の出力のうちθiをsin関数計算手段２１に、f
jp及びfjを除算手段２２に入力する。sin関数計算手段
２１はθiのsin関数値を算出し、その結果を乗算手段２
３に送る。除算手段２２は、fj/fjpを算出し、その結果
を乗算手段２３に送る。乗算手段２３は、sin関数計算
手段２１の出力sinθiと除算手段２２の出力fj/fjpの積
を算出し、その結果(fi/fjp)sinθiをarc sin関数計算
手段２４に送る。arc sin関数計算手段２４は、乗算手
段２３の出力(fj/fjp)sinθiのarc sin関数値を算出
し、その結果arc sin(fj/fjp)sinθiを出力する。方位
補正手段７は、上記手段によって算出されたθを信号源
の方位推定値として出力端子８に出力する。
【００２７】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、下記のような優れた効果が期待できる。ピーク検
出処理によって推定した推定方位θ i を、ピーク検出処
理によって推定した精度の高い推定周波数ｆ jp と該推定
周波数ｆ jp に対応した第１の周波数分析における代表周
波数ｆ j との比を用いて修正するので、周波数領域整相
に周波数分割の代表周波数を用いるために生じる推定方
位の誤差の影響を取り除くことが出来、目標とする信号
源の方向を高精度に推定出来る。
れば、下記のような優れた効果が期待できる。ピーク検
出処理によって推定した推定方位θ i を、ピーク検出処
理によって推定した精度の高い推定周波数ｆ jp と該推定
周波数ｆ jp に対応した第１の周波数分析における代表周
波数ｆ j との比を用いて修正するので、周波数領域整相
に周波数分割の代表周波数を用いるために生じる推定方
位の誤差の影響を取り除くことが出来、目標とする信号
源の方向を高精度に推定出来る。
【図１】本発明の実施例の狭帯域信号による方位推定装
置の機能ブロック図である。
置の機能ブロック図である。
【図２】方位補正手段の手順を示すブロック図である。
【図３】従来の狭帯域信号による方位推定装置の機能ブ
ロック図である。
ロック図である。
【図４】ラインアレイを説明する図である。
１ ラインアレイ ２ 周波数分析器 ３ 周波数領域整相器 ４ 周波数分析器 ５ パワ−算出器 ６ ピ−ク検出器 ７ 方位補正手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−104578（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−93014（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平６−105289（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】 複数センサの受信信号を第１の周波数分
析により複数の周波数帯域に分割し、該各周波数帯域に
対し周波数領域整相により複数のビームを形成し、該各
ビームの各周波数帯域の出力を更に第２の周波数分析に
より周波数分析し、該分析結果に対して方位と周波数と
の２次元でのピーク検出処理を行って、狭帯域信号の到
来方向の方位θ i と狭帯域信号の周波数ｆ jp を推定し、 前記ピーク検出処理によって推定した前記推定方位θ i
を、前記ピーク検出処理によって推定した前記推定周波
数ｆ jp と該推定周波数ｆ jp に対応した前記第１の周波数
分析における 代表周波数ｆ j との比を用いて、修正する
ことを特徴とする狭帯域信号による方位推定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3250429A JP2717331B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 狭帯域信号による方位推定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3250429A JP2717331B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 狭帯域信号による方位推定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0560851A JPH0560851A (ja) | 1993-03-12 |
| JP2717331B2 true JP2717331B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=17207754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3250429A Expired - Fee Related JP2717331B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 狭帯域信号による方位推定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2717331B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5691753B2 (ja) * | 2011-04-04 | 2015-04-01 | 沖電気工業株式会社 | 広帯域信号処理システム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6105289B2 (ja) | 2010-02-22 | 2017-03-29 | ユニベルシテ ピエール エ マリー キュリー（パリ シズエム） | 造血系列の細胞を増殖及び分化させる細胞培養培地 |
-
1991
- 1991-09-03 JP JP3250429A patent/JP2717331B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6105289B2 (ja) | 2010-02-22 | 2017-03-29 | ユニベルシテ ピエール エ マリー キュリー（パリ シズエム） | 造血系列の細胞を増殖及び分化させる細胞培養培地 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0560851A (ja) | 1993-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wong et al. | A combined SAR Doppler centroid estimation scheme based upon signal phase | |
| KR960011786B1 (ko) | 고속 위상차 자동 초점 방법 | |
| US5874916A (en) | Frequency selective TDOA/FDOA cross-correlation | |
| CA2054995C (en) | System and method for compensation of in-phase and quadrature phase and gain imbalance | |
| US6686874B2 (en) | Process for calibrating radar signals at subapertures of an antenna of two-channel SAR/MTI radar system | |
| US5495256A (en) | Method of efficiently computing maximum likelihood bearing estimator | |
| JP5110531B2 (ja) | Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 | |
| US7702702B2 (en) | Signal processing device for computing phase difference between alternating current signals | |
| JP4681599B2 (ja) | 到来方向推定装置 | |
| JP2717331B2 (ja) | 狭帯域信号による方位推定方法 | |
| Maskell et al. | Adaptive subsample delay estimation using a modified quadrature phase detector | |
| Zamlutti et al. | Incoherent scatter multiple‐pulse measurements at Arecibo | |
| JP3269965B2 (ja) | 方位探知装置 | |
| JPH08152465A (ja) | 信号検出方法及び装置 | |
| JPH05188145A (ja) | キャリアに搭載された干渉性イメージレーダ・システムの後方散乱信号中の雰囲気により生ずる位相誤差を、レーダ生データから抽出する方法、およびこの方法を実施する装置 | |
| JP3916952B2 (ja) | 合成開口レーダ装置及び合成開口レーダの像再生方法 | |
| US20200142020A1 (en) | Method and device for estimating an angle of arrival of an incident radio signal | |
| JP3247549B2 (ja) | モノパルスレーダ装置 | |
| JPH0138270B2 (ja) | ||
| JPH0882664A (ja) | 信号到来方位推定方法 | |
| JPH0257993A (ja) | レーダ目標検出装置 | |
| JP2758871B2 (ja) | 最大エントロピー方法による周波数分析方式 | |
| JP2000101327A (ja) | アンテナ分解能を向上させた電波受信装置 | |
| WO2023188142A1 (ja) | 方位探知装置及び方位探知方法 | |
| JP4320949B2 (ja) | 信号入射角推定方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081114 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081114 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091114 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101114 Year of fee payment: 13 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |