JPH03115879A - アクティブソーナー装置の信号処理方法及び回路 - Google Patents

アクティブソーナー装置の信号処理方法及び回路

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JPH03115879A
JPH03115879A JP25177789A JP25177789A JPH03115879A JP H03115879 A JPH03115879 A JP H03115879A JP 25177789 A JP25177789 A JP 25177789A JP 25177789 A JP25177789 A JP 25177789A JP H03115879 A JPH03115879 A JP H03115879A
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JP
Japan
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signal
circuit
output
band
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JP25177789A
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Toshio Shimizu
清水 外司夫
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NEC Corp
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NEC Corp
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アクティブソーナー装置の受信信号処理に関
し、特に、LFM(直線周波数変調波)信号の受信信号
処理で、ドツプラーの有無を検出する受信信号処理回路
に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種のアクティブソーナー装置では、目標のド
ツプラーを検出するために、PCW(Pulsed c
ontinuous wave)信号を用いていた。
第5図は、ドツプラー効果を示す図で、アクティブソー
ナー装置が速度v1で発射体が速度v2で一直線上を動
くとき、送信周波数FHzと受信周波数F’ Hzとの
関係は次式で表される。
ただし、Cは波の位相速度、Rnはアクティブソーナー
装置と発射体の相対速度である。
従来のPCW信号による受信回路では、信号の処理によ
って大きな利得を得ることが困難となり、それに代るも
のとして周波数変調されたLFM信号等による相互相関
受信方式による受信信号処理方式がある。この場合、L
FM信号のみではドツプラー検出が困難となるので、P
CW信号も併せて使用していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来のアクティブソーナーの受信回路では、L
FM信号処理用の受信回路と、PCW信号処理用の受信
回路の2つを用意することによって、信号検出をLFM
信号で、ドツプラー検出をPCW信号で行っていた。こ
のPCW信号とLFM信号を同時に使用する場合は、相
互の干渉を防止するためにそれら信号間の周波数を離し
、受信の帯域及び送信の帯域を広げる必要がある。また
受信回路も、LFM信号とPCW信号を同時に処理する
ために、回路規模も大きくなるという欠点がある。
本発明の目的は、上述のような欠点を解消したアクティ
ブソーナー装置の信号処理方法及び回路を提供すること
にある。
〔課題を解決するための手段] 本発明のアクティブソーナー装置の信号処理方法は、 入力信号のうちLFM受信帯域を複数に分割し、分割さ
れた各帯域の信号成分を検波し、検波信号のレベルを所
定レベルと比較して、1または0の1ビット信号のパル
スに変換し、そのパルス列の順序を検証してドツプラー
を判別することを特徴としている。
また、本発明のアクティブソーナー装置の信号処理回路
は、 入力信号のうちLFM受信帯域を複数に分割する信号用
帯域フィルターと、 各信号用帯域フィルターの出力を検波する検波回路と、 入力信号の両端周波数の2つの帯域フィルターと、 この2つの帯域フィルター出力の平均を求める平均値回
路と、 平均値回路出力と各検波回路出力とを比較し、決められ
たレベル以上の入力時に信号出力する比較回路と、 比較回路出力を遅延する第1の遅延回路と、比較回路出
力及び第1の遅延回路出力のパルス列が順序よく出力さ
れるかを検出する信号検出回路と、 信号検出回路出力を遅延する第2の遅延回路と、第2の
遅延回路出力のうち最大値を検出し、最大値とその帯域
を検出する最大値検出回路とを有することを特徴として
いる。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
第1図は、本発明の信号処理回路の一実施例を示す図で
ある。このアクティブソーナー装置の信号処理回路は、
入力信号のうちLFM受信帯域を複数に分割する、すな
わちLFM受信信号を狭帯域に分割する信号用帯域フィ
ルター(F6)1−1゜(F5)I−2,(F4)I−
3,(F3)l−4,(F2)1−5と、これら各帯域
フィルターの出力を検波する検波回路(DT) 2−1
.2−2.2−3.2−4.2〜5と、入力信号の両端
周波数のレベル、すなわちLFM受信帯域外のレベルを
検出する2つの帯域フィルター(F 1 ) 1−6.
 (F 7 ) 1−7と、この2つの帯域フィルター
の出力の平均を求める平均値回路(AVG)6と、検波
回路出力と平均値回路出力を比較して、決められたレベ
ルより大きい信号のみを抽出し1ビット信号に変換する
、すなわち決められたレベル以上の入力時に信号出力す
る比較回路(C) 3−1. 3−2.3−3.3−4
.3−5と、比較回路3−2〜3−5の出力を各帯域フ
ィルターに応じたパルス幅を遅延する遅延回路(D) 
4−1.4−2.4−4−4.4−5.4−6.4−7
と、比較回路出力及び遅延回路出力のパルス列が順序よ
く出力されるかを検出する信号検出回路(S l ) 
5−L (S 2 ) 5−2. (S3 ) 5−3
と、信号検出回路5−1.5−2の出力を遅延する遅延
回路(D)7−1. 7〜2.7−3と、遅延回路7−
2.7−3及び信号検出回路5−3の出力のうち最大値
を検出し、最大値とその帯域を検出する、すなわち最大
値を持つ系統を検出する最大値検出回路(PD)8とを
有している。
次に、本実施例の動作を説明する。
帯域フィルター1−1〜15は受信信号のうちLFM受
信信号を分割し、LFM受信信号帯域外の帯域フィルタ
ー1−6.1−7は受信信号の雑音レベルを検出する。
第2図は、この実施例に使用する帯域フィルターの分割
を示す図で、f、、f、、f、。
f、、f、を中心周波数に持つ帯域が分割されたLFM
受信信号帯域であり、fi とf?を中心周波数に持つ
帯域が雑音検出用である。第3図は、受信信号がドツプ
ラーを受けた場合の周波数成分を示し、(a)がドツプ
ラー“低”、(b)がドツプラー“無し”  (c)が
ドツプラー“′高”を示している。
検波回路2−1〜2−5は、帯域フィルター1−1〜1
−5の出力を検波し、直流に変換し、比較回路3−1〜
3−5に出力する。一方、平均値回路6は、帯域フィル
ターI−6,1−7の出力の平均レベルを求め、比較回
路の参照信号として出力する。
比較回路では、各検波回路出力のレベルと参照信号のレ
ベルとを比較し、参照信号より大きな検波出力信号の場
合、出力に“信号有り′”を出力する。すなわち、参照
信号のレベルより大きい信号のみを抽出し、1ビット信
号に変換して出力する。
各遅延回路4−1〜4−7は、帯域フィルターの帯域幅
に相当する時間(通常、帯域幅の逆数)だけ比較回路出
力信号を遅延する。すなわち、遅延回路4−1は比較回
路3−2の出力信号を遅延し、遅延回路4−2.4−3
は比較回路3−3の出力信号を遅延し、遅延回路4−4
.4−5は比較回路3−4の出力信号を遅延し、遅延回
路4−6.4−7は比較回路3−5の出力信号を遅延す
る。
比較回路3−1の出力信号と遅延回路4−1の出力信号
と遅延回路4−3の出力信号とが信号検出回路5−1に
送られ、比較回路3−2の出力信号と遅延回路4−2の
出力信号と遅延回路4−5の出力信号とが信号検出回路
5−2に送られ、比較回路3−3の出力信号と遅延回路
4−4の出力信号と遅延回路4−7の出力信号とが信号
検出回路5−3に送られる。
各信号検出回路は、入力される信号列から、連続した帯
域フィルターの出力がLFM受信信号かどうかを検証す
る。人力信号列の並びが完全に順序通りであれば最大値
を、信号列がランダムであれば最小値を出力する。この
実施例の場合では、3つの入力列を比較している。例え
ば、入力列が全て1″なら“3″、2つの入力列が“1
″なら”1.5”、それ以外は“0゛のように出力する
。
信号検出回路5−1の出力は遅延回路7−1.7−2を
経て、信号検出回路5−2の出力は遅延回路7−3を経
て、信号検出回路5−3の出力は直接に、それぞれ最大
値検出回路8に送られる。
最大値検出回路8は、信号検出回路の出力のうち最大値
を示す信号検出回路の系統を抽出し、ドツプラー出力と
する。この例では、3つの信号検出回路のドツプラー出
力は、ドツプラー出力低”ドツプラー“無し”及びドツ
プラー高”である。
また、検出された最大値も振幅出力として同時に出力す
る。この振幅値は、表示器上に映像信号として使用され
る。
一例として、第4図に各部の信号波形を示す。
第4図の(a)は、入力信号の周波数スペクトルの例を
示したものであり、この例ではドツプラーが無い場合を
示している。(b)は、各帯域フィルターF1〜F7の
出力レベルと、出力される時間を示しており、この例で
は、F3.F4.F5の順に信号が出力されていること
を示す、(C)は、信号検出回路Sl、52.33の出
力レベルの時間経過を示し、回路S2の出力が最大値を
有することを示している。(d)は、最大値回路PDの
入力の時間関係を示している。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、LFM信号処理において
、LFM受信帯域外の2つの帯域フィルターの出力によ
って、LFM受信帯域内の帯域フィルターの出力を1と
Oの1ビツトの信号に変換し、更に、そのパルス列の順
序を検証するという簡単な方法及び回路構成により、L
FM受信時でも、ドツプラーを判別することが可能とな
り、送信にPCW信号を使用することが必要でな(なる
。
また、PCW送信を行わないことによって、送信及び受
信の帯域を狭めることができるほか、PCW送信による
無駄な時間及び送信電力を低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の信号処理回路の一実施例を示す図、 第2図は、フィルター回路の周波数分割を示す図、 第3図は、人力信号のドツプラーの有無による周波数成
分を示す図、 第4図は、第1図の各部の波形を示す図、第5図は、ド
ツプラー効果を示す図である。 l・・・・・帯域フィルター回路 2・・・・・検波回路 3・・・・・比較回路 4.7・・・遅延回路 5・・・・・信号検出回路 6・・・・・平均値回路 8・・・・・最大値検出回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力信号のうちLFM受信帯域を複数に分割し、
    分割された各帯域の信号成分を検波し、検波信号のレベ
    ルを所定レベルと比較して、1または0の1ビット信号
    のパルスに変換し、そのパルス列の順序を検証してドッ
    プラーを判別することを特徴とするアクティブソーナー
    装置の信号処理方法。
  2. (2)入力信号のうちLFM受信帯域を複数に分割する
    信号用帯域フィルターと、 各信号用帯域フィルターの出力を検波する検波回路と、 入力信号の両端周波数の2つの帯域フィルターと、 この2つの帯域フィルター出力の平均を求める平均値回
    路と、 平均値回路出力と各検波回路出力とを比較し、決められ
    たレベル以上の入力時に信号出力する比較回路と、 比較回路出力を遅延する第1の遅延回路と、比較回路出
    力及び第1の遅延回路出力のパルス列が順序よく出力さ
    れるかを検出する信号検出回路と、 信号検出回路出力を遅延する第2の遅延回路と、第2の
    遅延回路出力のうち最大値を検出し、最大値とその帯域
    を検出する最大値検出回路とを有することを特徴とする
    アクティブソーナー装置の信号処理回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008216005A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 Nec Corp アクティブソーナー装置
JP2008232861A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Nec Corp アクティブソーナー装置、ソーナー用受信信号処理方法、及びその信号処理プログラム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008216005A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 Nec Corp アクティブソーナー装置
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