JPH0443981A - ふ仰角推定方法 - Google Patents
ふ仰角推定方法Info
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- JPH0443981A JPH0443981A JP15181690A JP15181690A JPH0443981A JP H0443981 A JPH0443981 A JP H0443981A JP 15181690 A JP15181690 A JP 15181690A JP 15181690 A JP15181690 A JP 15181690A JP H0443981 A JPH0443981 A JP H0443981A
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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。
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、水中等に存在する信号源からの信号を面アレ
イにより受信し、その信号の到来ふ仰角の測定に用いら
れるふ仰角推定方法に関するものである。
イにより受信し、その信号の到来ふ仰角の測定に用いら
れるふ仰角推定方法に関するものである。
(従来の技術)
従来、信号源からの信号の到来ふ仰角を推定する方法と
して、複数のセンサが面状に配列された面アレイで、信
号源からの信号を受信し、その面アレイのふ仰整相出力
の絶対レベルを比較することにより、ふ仰角を求めるよ
うにしていた。その−例を第2図に示す。
して、複数のセンサが面状に配列された面アレイで、信
号源からの信号を受信し、その面アレイのふ仰整相出力
の絶対レベルを比較することにより、ふ仰角を求めるよ
うにしていた。その−例を第2図に示す。
第2図は、従来の面アレイによるふ仰角推定方法を説明
するためのふ仰角推定装置の一構成例を示すブロック図
である。
するためのふ仰角推定装置の一構成例を示すブロック図
である。
このふ仰角推定装置は、広帯域信号を対象し、4ステー
ブ(横)×5スタック(縦)の面アレイ10を用いて、
ふ仰方向に5ビーム整相した時のふ仰角を推定する装置
である。
ブ(横)×5スタック(縦)の面アレイ10を用いて、
ふ仰方向に5ビーム整相した時のふ仰角を推定する装置
である。
面アレイ10は、その構造が第3図に示されるように、
複数のセンサが面状に配列され、4個のセンサアレイ部
10a〜10dで構成されている。
複数のセンサが面状に配列され、4個のセンサアレイ部
10a〜10dで構成されている。
この各センサアレイ部10a〜10dには、ふ仰角の整
相を行うふ仰整相器20a〜20dがそれぞれ接続され
、さらにその出力側に、水平方向の整相を行う水平整相
器21a〜21eがそれぞれ接続されている。さらに、
各水平整相器21a〜21eには、2乗処理器22a〜
22eを介してピーク検出器23が接続され、そのピー
ク検出器23の出力側に、出力端子24が接続されてい
る。
相を行うふ仰整相器20a〜20dがそれぞれ接続され
、さらにその出力側に、水平方向の整相を行う水平整相
器21a〜21eがそれぞれ接続されている。さらに、
各水平整相器21a〜21eには、2乗処理器22a〜
22eを介してピーク検出器23が接続され、そのピー
ク検出器23の出力側に、出力端子24が接続されてい
る。
次に、このふ仰角推定装置を用いた信号源のふ仰角推定
方法を説明する。
方法を説明する。
例えば、海水中の信号源からの信号は、面アレイ10に
受波される。時刻tに面アレイ10に入力された信号は
、各ステーブ1〜4単位に、電気信号に変換された後、
第1〜第4のふ仰整相器20a〜20dに入力される。
受波される。時刻tに面アレイ10に入力された信号は
、各ステーブ1〜4単位に、電気信号に変換された後、
第1〜第4のふ仰整相器20a〜20dに入力される。
第1のふ仰整相器20aは、面アレイ10内のセンサア
レイ部10aからの5個のスタック信号を用いて、5つ
のふ仰方位(ふ仰方向)に対して上下のふ仰角の到来時
間調整、つまりふ仰整相を行う。そして、第1のふ仰整
相器20aは、第1のふ仰整相方位(ふ仰整相方向〉θ
1の出力xll(t)を水平整相器21aに、第2のふ
仰整相方位θ2の出力x12(1)を水平整相器21b
に、第3のふ仰整相方位θ3の出力x13 (t)を水
平整相器21cに、第4のふ仰整相方位θ4の出力x1
4 (t)を水平整相器21dに、及び第5のふ仰整相
方位θ5の出力x15 (t)を水平整相器21eに、
それぞれ出力する。同様に、第2〜第4のふ仰整相器2
0b〜20dも、その出力X21(t)〜x25(t)
、、・・、x41 (t)〜x45(t)の出力を、各
水平整相器21a〜21eにそれぞれ出力する。
レイ部10aからの5個のスタック信号を用いて、5つ
のふ仰方位(ふ仰方向)に対して上下のふ仰角の到来時
間調整、つまりふ仰整相を行う。そして、第1のふ仰整
相器20aは、第1のふ仰整相方位(ふ仰整相方向〉θ
1の出力xll(t)を水平整相器21aに、第2のふ
仰整相方位θ2の出力x12(1)を水平整相器21b
に、第3のふ仰整相方位θ3の出力x13 (t)を水
平整相器21cに、第4のふ仰整相方位θ4の出力x1
4 (t)を水平整相器21dに、及び第5のふ仰整相
方位θ5の出力x15 (t)を水平整相器21eに、
それぞれ出力する。同様に、第2〜第4のふ仰整相器2
0b〜20dも、その出力X21(t)〜x25(t)
、、・・、x41 (t)〜x45(t)の出力を、各
水平整相器21a〜21eにそれぞれ出力する。
水平整相器21aは、第1〜第4のふ仰整相器20a〜
20dの出力xi 1 (t)〜x41 (t)を用い
て、推定したい信号源の存在する方位(方向)に対して
水平方向の到来時間調整、つまり水平整相を行い、その
整相出力yl (t)を2乗処理器22aへ出力する。
20dの出力xi 1 (t)〜x41 (t)を用い
て、推定したい信号源の存在する方位(方向)に対して
水平方向の到来時間調整、つまり水平整相を行い、その
整相出力yl (t)を2乗処理器22aへ出力する。
同様に、水平整相器21b〜21eも、同方位に水平整
相を行い、その整相出力y2 (t)〜y5 (t)を
2乗処理器22b〜22eへそれぞれ出力する。
相を行い、その整相出力y2 (t)〜y5 (t)を
2乗処理器22b〜22eへそれぞれ出力する。
2乗処理器22aは、水平整相器21aからの整相出力
yl (t)に対して2乗処理を行い、その結果y12
(t>をピーク検出器23へ出力する。同様に、2乗
処理器22b〜22eも、整相出力y2 (t>〜y5
(t>をそれぞれ2乗処理した後、その結果y22
(t)〜y5” (t)をピーク検出器23へ出力す
る。
yl (t)に対して2乗処理を行い、その結果y12
(t>をピーク検出器23へ出力する。同様に、2乗
処理器22b〜22eも、整相出力y2 (t>〜y5
(t>をそれぞれ2乗処理した後、その結果y22
(t)〜y5” (t)をピーク検出器23へ出力す
る。
ピーク検出器23は、2乗処理器22a〜22eの出力
y12 (t)〜y52 (t)を用い、所定のふ仰方
位の測定範囲に対し、構造の簡単化等を図るためにふ仰
ビーム数が少ない場合には補間等の処理をした後、ピー
クレベルの検出を行い、そのピーク値をとるふ仰方位汐
を信号源eak のふ仰角推定値として出力端子24へ出力する。
y12 (t)〜y52 (t)を用い、所定のふ仰方
位の測定範囲に対し、構造の簡単化等を図るためにふ仰
ビーム数が少ない場合には補間等の処理をした後、ピー
クレベルの検出を行い、そのピーク値をとるふ仰方位汐
を信号源eak のふ仰角推定値として出力端子24へ出力する。
(発明が解決しようとする課題)
しかしなから、上記のふ仰角推定方法では、次のような
課題があった。
課題があった。
第4図(a>、(b)は、従来技術の問題点を説明する
図である。
図である。
第4図(a>に示すように、面アレイ10を、例えば音
9/電気変換器であるハイドロホンを用いて構成し、海
中の信号源31のふ仰角を推定する場合を考える。
9/電気変換器であるハイドロホンを用いて構成し、海
中の信号源31のふ仰角を推定する場合を考える。
海中に面アレイ10を沈め、その面アレイ1゜によって
第1〜第5のふ仰ビーム11−1〜11−5を形成し、
信号源31のふ仰角を推定する場合、波浪等の影響で海
面30での雑音レベルが高い時、第4図(b)に示すよ
うに、信号源方位の出力レベルと比べ、海面30がらの
海面雑音3゜aのレベルが高くなる。そのため、ピーク
検出器23は、信号源31のふ仰角推定値θ と
eak して信号源31のふ仰角θSを検出できず、海面雑音3
0aのふ仰角θNを選択するという問題があった。また
、海面雑音30aの状態によっては、信号源31のレベ
ルが海面雑音30aによりマスク(遮蔽)されてしまい
、第4図(b)に示すように、信号源31による局部的
なピークも検出できない場合も存在する。
第1〜第5のふ仰ビーム11−1〜11−5を形成し、
信号源31のふ仰角を推定する場合、波浪等の影響で海
面30での雑音レベルが高い時、第4図(b)に示すよ
うに、信号源方位の出力レベルと比べ、海面30がらの
海面雑音3゜aのレベルが高くなる。そのため、ピーク
検出器23は、信号源31のふ仰角推定値θ と
eak して信号源31のふ仰角θSを検出できず、海面雑音3
0aのふ仰角θNを選択するという問題があった。また
、海面雑音30aの状態によっては、信号源31のレベ
ルが海面雑音30aによりマスク(遮蔽)されてしまい
、第4図(b)に示すように、信号源31による局部的
なピークも検出できない場合も存在する。
本発明は前記従来技術が持っていた課題として、海面雑
音のような他のふ仰方位(ふ何方向)から到来する水平
面内で比較的等方性な雑音(方向性のない、あらゆる方
向からの雑音)により、信号源の検出レベルがマスクさ
れてしまい、精度の良いふ仰角推定が行えないという点
について解決したふ仰角推定方法を提供するものである
。
音のような他のふ仰方位(ふ何方向)から到来する水平
面内で比較的等方性な雑音(方向性のない、あらゆる方
向からの雑音)により、信号源の検出レベルがマスクさ
れてしまい、精度の良いふ仰角推定が行えないという点
について解決したふ仰角推定方法を提供するものである
。
(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、複数のセンサが面
状に配列された面アレイを用い、信号源からの信号に対
して複数のふ仰角のふ仰整相ビームを形成し、そのふ仰
整相ビームの整相出力レベルから、該信号の到来ふ仰角
を推定するふ仰角推定方法において、次のような手段を
講じたものである。
状に配列された面アレイを用い、信号源からの信号に対
して複数のふ仰角のふ仰整相ビームを形成し、そのふ仰
整相ビームの整相出力レベルから、該信号の到来ふ仰角
を推定するふ仰角推定方法において、次のような手段を
講じたものである。
即ち、信号源は、その信号源が存在する水平方位(水平
方向)にのみレベルを有しているのに対し、雑音はその
近傍の水平方位でほぼ同程度のレベルを有していること
に着目し、前記各ふ仰角について水平方向に、前記信号
の到来方向に主水平整相ビームを形成すると共にその近
傍に複数の副水平整相ビームを形成し、該主水平整相ビ
ームの整相出力レベルから、該副水平整相ビームの整相
出力レベルを減算して余剰レベルを求め、前記余剰レベ
ルのふ何時性のピークから、前記信号の到来ふ仰角を推
定するようにしたものである。
方向)にのみレベルを有しているのに対し、雑音はその
近傍の水平方位でほぼ同程度のレベルを有していること
に着目し、前記各ふ仰角について水平方向に、前記信号
の到来方向に主水平整相ビームを形成すると共にその近
傍に複数の副水平整相ビームを形成し、該主水平整相ビ
ームの整相出力レベルから、該副水平整相ビームの整相
出力レベルを減算して余剰レベルを求め、前記余剰レベ
ルのふ何時性のピークから、前記信号の到来ふ仰角を推
定するようにしたものである。
(作用)
本発明によれば、以上のようにふ仰角推定方法を構成し
たので、信号源からの信号に対してふ仰角の整相及び水
平方向の整相を行う際、信号源の存在する水平方位の近
傍にも、複数の水平整相を実施し、信号源の存在する水
平方位のレベルとその近傍のレベルとの差、つまり余剰
レベルを求め、その余剰レベルのふ何時性のピークから
、信号源の到来ふ仰角を推定する。これにより、信号源
の存在しないふ仰方位に高レベルの雑音が存在しても、
その雑音の影響が取り除かれ、目標とする信号源の精度
の良いふ仰角の推定が行える。従って、前記課題を解決
できるのである。
たので、信号源からの信号に対してふ仰角の整相及び水
平方向の整相を行う際、信号源の存在する水平方位の近
傍にも、複数の水平整相を実施し、信号源の存在する水
平方位のレベルとその近傍のレベルとの差、つまり余剰
レベルを求め、その余剰レベルのふ何時性のピークから
、信号源の到来ふ仰角を推定する。これにより、信号源
の存在しないふ仰方位に高レベルの雑音が存在しても、
その雑音の影響が取り除かれ、目標とする信号源の精度
の良いふ仰角の推定が行える。従って、前記課題を解決
できるのである。
(実施例)
第1図は、本発明の実施例を示すふ仰角推定方法を説明
するためのふ仰角推定装置の構成ブロック図である。
するためのふ仰角推定装置の構成ブロック図である。
このふ仰角推定装置は、例えば従来と同様の4ステーブ
×5スタツクの面アレイ40を用い、ふ何方向に5ビー
ム、水平方向に5ビームの整相を行った時のふ仰角推定
を行う装置である。
×5スタツクの面アレイ40を用い、ふ何方向に5ビー
ム、水平方向に5ビームの整相を行った時のふ仰角推定
を行う装置である。
面アレイ40は、センサ(例えば、ハイドロホン)を複
数個面状に配列して形成したもので、4つのセンサアレ
イ部40a〜40dで構成されている。この各センサア
レイ部40a〜40dには、第1〜第4のふ仰整相器5
0a〜50dがそれぞれ接続されている。各ふ仰整相器
50a〜50dは、各センサアレイ部40a〜40dか
らの各5個のスタック信号を用いてふ仰方位にふ仰整相
を行い、各第1〜第5のふ仰整相方位θ1〜θ5の出力
xlllt)〜x15 (t)、x21 (t)〜x2
5 (t)、x31 (t) 〜x35 (t)。
数個面状に配列して形成したもので、4つのセンサアレ
イ部40a〜40dで構成されている。この各センサア
レイ部40a〜40dには、第1〜第4のふ仰整相器5
0a〜50dがそれぞれ接続されている。各ふ仰整相器
50a〜50dは、各センサアレイ部40a〜40dか
らの各5個のスタック信号を用いてふ仰方位にふ仰整相
を行い、各第1〜第5のふ仰整相方位θ1〜θ5の出力
xlllt)〜x15 (t)、x21 (t)〜x2
5 (t)、x31 (t) 〜x35 (t)。
x41 (t) 〜x45 (t)、x51 (t)
〜x55 (t)を水平整相器61a〜61dへそれぞ
れ供給する回路であり、遅延回路及び加算器等で構成さ
れている。
〜x55 (t)を水平整相器61a〜61dへそれぞ
れ供給する回路であり、遅延回路及び加算器等で構成さ
れている。
水平整相器61a〜61dは、ふ仰整相器50a〜50
dの出力を用いてそれぞれ5ビームの水平整相を行い、
その各整相出力yll(t)〜y15 (t)、、Y2
1 (t)〜y25 (t)、y31(t)〜y35
(t)、y41 (t)〜y45(t)、y51 (t
)〜y55 (t)を2束処理器62a〜62eへそれ
ぞれ与える回路であり、遅延回路及び加算器等で構成さ
れている。この2束処理器62a〜62eは、各余剰レ
ベル算出器70a〜70eを介してピーク検出器80に
接続され、そのピーク検出器80が出力端子81に接続
されている。
dの出力を用いてそれぞれ5ビームの水平整相を行い、
その各整相出力yll(t)〜y15 (t)、、Y2
1 (t)〜y25 (t)、y31(t)〜y35
(t)、y41 (t)〜y45(t)、y51 (t
)〜y55 (t)を2束処理器62a〜62eへそれ
ぞれ与える回路であり、遅延回路及び加算器等で構成さ
れている。この2束処理器62a〜62eは、各余剰レ
ベル算出器70a〜70eを介してピーク検出器80に
接続され、そのピーク検出器80が出力端子81に接続
されている。
各2乗処理器62a〜62eは、各水平整相器61a〜
61dの出力を2乗処理し、その結果を各余剰レベル算
出器70a〜70eにそれぞれ与える回路であり、乗算
器等で構成されている。各余剰レベル算出器70a〜7
0eは、2束処理器62a〜62eの出力yl12 (
t)〜y152(t)、y212 (t)〜y252
(t>、y312 (t)〜y352 (t)、y41
2 (t)〜、y452 (t)、y512 (t)〜
y552 (t)を入力し、余剰レベルをそれぞれ算出
し、その算出結果Z12 (t〉〜z52 (t〉をピ
ーク検出器80へ与える回路である。ピーク検出器80
は、余剰レベル算出器70a〜70eの出力z12(1
)〜z52 (t)を入力し、そのふ何時性のピークか
ら、ふ仰方位θ を信号源のふ仰eak 角推定値として出力端子81へ出力する回路であり、比
較器等で構成されている。
61dの出力を2乗処理し、その結果を各余剰レベル算
出器70a〜70eにそれぞれ与える回路であり、乗算
器等で構成されている。各余剰レベル算出器70a〜7
0eは、2束処理器62a〜62eの出力yl12 (
t)〜y152(t)、y212 (t)〜y252
(t>、y312 (t)〜y352 (t)、y41
2 (t)〜、y452 (t)、y512 (t)〜
y552 (t)を入力し、余剰レベルをそれぞれ算出
し、その算出結果Z12 (t〉〜z52 (t〉をピ
ーク検出器80へ与える回路である。ピーク検出器80
は、余剰レベル算出器70a〜70eの出力z12(1
)〜z52 (t)を入力し、そのふ何時性のピークか
ら、ふ仰方位θ を信号源のふ仰eak 角推定値として出力端子81へ出力する回路であり、比
較器等で構成されている。
第5図(a>、(b)は、第1図中の面アレイ40を説
明する図であり、同図(a>は平面図、及び同図(b)
は側面図である。
明する図であり、同図(a>は平面図、及び同図(b)
は側面図である。
第5図(a)に示すように、面アレイ40は、信号源4
3に対して水平方向に、1つの主水平整相ビーム41−
3と、その左右に4つの副水平整相ビーム41−1.4
1−2.41−4.41−5とを、形成する機能を有し
ている。また、第4図(b)に示すように、この面アレ
イ40は、信号源43に対してふ仰方向に5つのふ仰整
相ビーム42−1〜42−5を形成する機能を有してい
る。
3に対して水平方向に、1つの主水平整相ビーム41−
3と、その左右に4つの副水平整相ビーム41−1.4
1−2.41−4.41−5とを、形成する機能を有し
ている。また、第4図(b)に示すように、この面アレ
イ40は、信号源43に対してふ仰方向に5つのふ仰整
相ビーム42−1〜42−5を形成する機能を有してい
る。
第6図は、第1図中の余剰レベル算出器70aの回路構
成図である。
成図である。
この余剰レベル算出器70aは、2乗処理器62aの出
力yl12 (t)〜y152 (t)の内、yl12
(t>、y122 (t)、y142 (t)、y1
52 (t)の平均レベルy12 (t)を算出する平
均処理器71と、出力y132 (t)から平均レベル
y12 (t)を減算する減算器72とで、構成されて
いる。他の余剰レベル算出器70b〜70eも、同一の
回路構成である。
力yl12 (t)〜y152 (t)の内、yl12
(t>、y122 (t)、y142 (t)、y1
52 (t)の平均レベルy12 (t)を算出する平
均処理器71と、出力y132 (t)から平均レベル
y12 (t)を減算する減算器72とで、構成されて
いる。他の余剰レベル算出器70b〜70eも、同一の
回路構成である。
次に、以上のように構成されるふ仰角推定装置を用いた
ふ仰角推定方法について説明する。
ふ仰角推定方法について説明する。
第5図に示すように、信号源43からの信号は面アレイ
40により受波される。時刻tに面アレイ40に入力さ
れた信号は、その面アレイ40のセンスアレイ部40a
〜40dで電気信号に変換され、各ステーブ1〜4単位
に第1〜第4のふ仰整相器50a〜50dに入力される
。
40により受波される。時刻tに面アレイ40に入力さ
れた信号は、その面アレイ40のセンスアレイ部40a
〜40dで電気信号に変換され、各ステーブ1〜4単位
に第1〜第4のふ仰整相器50a〜50dに入力される
。
第1のふ仰整相器50aは、面アレイ40のセンスアレ
イ部40aからの5個のスタック信号を用い、第5図(
b)に示すふ仰整相ビーム42−1〜42−らのふ仰方
位に対してふ仰整相を行う。
イ部40aからの5個のスタック信号を用い、第5図(
b)に示すふ仰整相ビーム42−1〜42−らのふ仰方
位に対してふ仰整相を行う。
このふ仰整相器50aでは、第1のふ仰整相方位θ1の
出力xll(t)を水平整相器61aに、第2のふ仰整
相方位θ2の出力x12 (t)を水平整相器61bに
、以下同様に第3〜第5の正相方位θ3〜θ5の出力x
13 (t)〜x15 (t)を水平整相器61c〜6
1eに、それぞれ出力する。同様に、他のふ仰整相器5
0b〜50dも、5ビームのふ仰整相を行い、その整相
方位出力X21 (t)〜x25 (t)、x’31
(t)〜x35 (t)、x41 (t) 〜x45
(t)を水平整相器61a〜61eへそれぞれ与える。
出力xll(t)を水平整相器61aに、第2のふ仰整
相方位θ2の出力x12 (t)を水平整相器61bに
、以下同様に第3〜第5の正相方位θ3〜θ5の出力x
13 (t)〜x15 (t)を水平整相器61c〜6
1eに、それぞれ出力する。同様に、他のふ仰整相器5
0b〜50dも、5ビームのふ仰整相を行い、その整相
方位出力X21 (t)〜x25 (t)、x’31
(t)〜x35 (t)、x41 (t) 〜x45
(t)を水平整相器61a〜61eへそれぞれ与える。
水平整相器61aは、第1〜第4のふ仰整相器50a〜
50dの出力xll (t)〜x41 (t)を用い、
第1のふ仰方位θ1に対して、第5図(a)に示すよう
に、推定したい信号源43の存在する方位(方向)ψ3
の主水平整相ビーム41−3を中心に、水平方向の左右
に各2つの副水平整相ビーム41−1.41−2.41
−4.41−5、計5つの水平整相ビーム41−1〜4
l−5(ψ1.ψ2.ψ3.ψ4.ψ5)の水平整相を
行い、その結果を整相出力yll (t)〜y15(t
)の形で2乗処理器62aへ与える。同様に、第2〜第
5のふ仰方位θ2〜θ5に対する他の水平整相器61b
〜61eも、同方位に5ビームの水平整相を行い、その
結果を整相出力y21(1)〜y25 (t)、y31
(t)〜y35(t)、、y41 (t)〜y45
(t)、y51(1)〜y55 (t)の形で他の2束
処理器62b〜62eへそれぞれ与える。
50dの出力xll (t)〜x41 (t)を用い、
第1のふ仰方位θ1に対して、第5図(a)に示すよう
に、推定したい信号源43の存在する方位(方向)ψ3
の主水平整相ビーム41−3を中心に、水平方向の左右
に各2つの副水平整相ビーム41−1.41−2.41
−4.41−5、計5つの水平整相ビーム41−1〜4
l−5(ψ1.ψ2.ψ3.ψ4.ψ5)の水平整相を
行い、その結果を整相出力yll (t)〜y15(t
)の形で2乗処理器62aへ与える。同様に、第2〜第
5のふ仰方位θ2〜θ5に対する他の水平整相器61b
〜61eも、同方位に5ビームの水平整相を行い、その
結果を整相出力y21(1)〜y25 (t)、y31
(t)〜y35(t)、、y41 (t)〜y45
(t)、y51(1)〜y55 (t)の形で他の2束
処理器62b〜62eへそれぞれ与える。
2乗処理器62a〜62eは、水平整相器61a〜61
eの出力をそれぞれ2乗処理した後、その結果、V11
2 (t)〜y152 (t)、y212 (t)〜y
252 (t)、y312 (t)〜y35’ (t
)、y412 (t)〜y452 (t)。
eの出力をそれぞれ2乗処理した後、その結果、V11
2 (t)〜y152 (t)、y212 (t)〜y
252 (t)、y312 (t)〜y35’ (t
)、y412 (t)〜y452 (t)。
y51” (t)〜y552 (t)を余剰レベル算
圧器70a〜70eへそれぞれ出力する。
圧器70a〜70eへそれぞれ出力する。
第6図に示すように、第1のふ仰方位θ1に対する余剰
レベル算出器り0a内では、信号源方位である第3の水
平整相方位ψ3を除く、水平整相方位ψ1.ψ2.ψ4
.ψ5の2乗処理出力y112 (t)、y122 (
t)、、y142 (t)。
レベル算出器り0a内では、信号源方位である第3の水
平整相方位ψ3を除く、水平整相方位ψ1.ψ2.ψ4
.ψ5の2乗処理出力y112 (t)、y122 (
t)、、y142 (t)。
y152 (t)が平均処理器71に入力される。
平均処理器71は、2乗処理出力yl12 (t)。
y122 (t)、y14” (t)、y152 (
t)の平均レベルy12 (t)を算出し、その算出結
果を減算器72へ出力する。減算器72は、信号源方位
である第3の水平整相方位ψ3の出力y132 (t)
から、平均レベルy12 (t)を減算し、その結果z
12 (t)を第1図のピーク検出器80へ出力する。
t)の平均レベルy12 (t)を算出し、その算出結
果を減算器72へ出力する。減算器72は、信号源方位
である第3の水平整相方位ψ3の出力y132 (t)
から、平均レベルy12 (t)を減算し、その結果z
12 (t)を第1図のピーク検出器80へ出力する。
同様に、第2〜第5のふ仰方位θ2〜θ5に対する余剰
レベル算出器70b〜70eも、前記と同様の処理を行
う。
レベル算出器70b〜70eも、前記と同様の処理を行
う。
第1図のピーク検出器80は、余剰レベル算出器70a
〜70eの出力z12 (t)〜Z52(1)を用い、
第5図(b)に示すふ仰整相ビーム42−1〜42−5
による所定のふ仰方向の測定範囲に対し、そのふ仰ビー
ム数が少ない時には、精度の向上を図るために補間等の
処理を行った後、ピークレベルの検出を行い、そのピー
ク値をとるふ仰方位θ を信号源43のふ仰角推
定値eak として出力端子81へ出力する。
〜70eの出力z12 (t)〜Z52(1)を用い、
第5図(b)に示すふ仰整相ビーム42−1〜42−5
による所定のふ仰方向の測定範囲に対し、そのふ仰ビー
ム数が少ない時には、精度の向上を図るために補間等の
処理を行った後、ピークレベルの検出を行い、そのピー
ク値をとるふ仰方位θ を信号源43のふ仰角推
定値eak として出力端子81へ出力する。
以上のように、本実施例では、次のような利点を有して
いる。
いる。
本実施例では、第5図(a>に示すように、信号源43
の存在する水平方位ψ3の近傍にも副水平整相ビーム4
1−1.41−2.41−4.41−5を形成して複数
の水平整相を実施し、水平方位ψ3における主水平整相
ビーム41−3のレベルと、その近傍の副木平整相ビー
ム41−1゜41−2.41−4.41−5のレベルと
の差を、余剰レベル算出器70a〜70eで求め、その
差(余剰レベル)を信号源43に対するふ仰方位の出力
としな。そのため、信号源43の存在しないふ仰方位に
高レベルの雑音が存在しても、その雑音がその雑音方位
の近傍で同程度のレベルを有している場合(即ち、海面
雑音のような他のふ仰方向から到来する水平面内で比較
的等方性な雑音の場合)には、その雑音の影響を取り除
くことができ、それによって目標とする信号源43のふ
仰方位を精度良く推定することができる。
の存在する水平方位ψ3の近傍にも副水平整相ビーム4
1−1.41−2.41−4.41−5を形成して複数
の水平整相を実施し、水平方位ψ3における主水平整相
ビーム41−3のレベルと、その近傍の副木平整相ビー
ム41−1゜41−2.41−4.41−5のレベルと
の差を、余剰レベル算出器70a〜70eで求め、その
差(余剰レベル)を信号源43に対するふ仰方位の出力
としな。そのため、信号源43の存在しないふ仰方位に
高レベルの雑音が存在しても、その雑音がその雑音方位
の近傍で同程度のレベルを有している場合(即ち、海面
雑音のような他のふ仰方向から到来する水平面内で比較
的等方性な雑音の場合)には、その雑音の影響を取り除
くことができ、それによって目標とする信号源43のふ
仰方位を精度良く推定することができる。
第7図は、第1図のふ仰角推定装置における余剰レベル
算出器70aの他の回H@構成図である。
算出器70aの他の回H@構成図である。
この余剰レベル算出器70aは、2乗処理器62aの平
均値を求める平均処理器73−1.73−2と、該平均
処理器7B−1,73−2の出力を比較する比較器74
と、2乗処理器62aの出力から該比較器74の出力を
減算する減算器75とで、構成されている。他の余剰レ
ベル算出器70b〜70eも、同一の回路構成である。
均値を求める平均処理器73−1.73−2と、該平均
処理器7B−1,73−2の出力を比較する比較器74
と、2乗処理器62aの出力から該比較器74の出力を
減算する減算器75とで、構成されている。他の余剰レ
ベル算出器70b〜70eも、同一の回路構成である。
この余剰レベル算出器70aでは、第5図(a>に示す
ように、信号源方位である第3の水平方位ψ3の主水平
整相ビーム41−3より左側の水平方位ψ1.ψ2の副
水平整相ビーム41−1.41−2における2束処理出
力yll” (t)、y122 (t)が、平均処理
器73−1に入力される。さらに、右側の水平方位ψ4
.ψ5の副水平整相ビーム41−4.41−5における
2束処理出力y142 (t)、y152 (t)が、
平均処理器73−2に入力される。各平均処理器731
.73−2は、信号源43の水平方位ψ3より左側の方
位ψ1.ψ3の平均レベルと、右側の方位ψ4.ψ5の
平均レベルとをそれぞれ求め、その結果を比較器74に
出力する。
ように、信号源方位である第3の水平方位ψ3の主水平
整相ビーム41−3より左側の水平方位ψ1.ψ2の副
水平整相ビーム41−1.41−2における2束処理出
力yll” (t)、y122 (t)が、平均処理
器73−1に入力される。さらに、右側の水平方位ψ4
.ψ5の副水平整相ビーム41−4.41−5における
2束処理出力y142 (t)、y152 (t)が、
平均処理器73−2に入力される。各平均処理器731
.73−2は、信号源43の水平方位ψ3より左側の方
位ψ1.ψ3の平均レベルと、右側の方位ψ4.ψ5の
平均レベルとをそれぞれ求め、その結果を比較器74に
出力する。
比較器74は、平均処理器73−1及び73−2の出力
のレベル比較を行い、レベルの低い方を減算器75に出
力する。減算器75では、信号源43に対する水平方位
ψ3の2束処理出力y132 (t)から、比較器74
の出力を減算し、その結果z12 (t)を第1図のピ
ーク検出器8oへ出力する。他の余剰レベル算出器70
b〜70eも同様の動作を行う。
のレベル比較を行い、レベルの低い方を減算器75に出
力する。減算器75では、信号源43に対する水平方位
ψ3の2束処理出力y132 (t)から、比較器74
の出力を減算し、その結果z12 (t)を第1図のピ
ーク検出器8oへ出力する。他の余剰レベル算出器70
b〜70eも同様の動作を行う。
このような余剰レベル算出器70a〜70eを用いた場
合、第6図と比べ、第5図(a)に示すように、信号源
43に対する水平方位ψ3の右側または左側に別の第2
の信号源が存在しても、しベルの低い側の方位を比較器
74により選択するので、その第2の信号源の影響を的
確に取り除くことができる。
合、第6図と比べ、第5図(a)に示すように、信号源
43に対する水平方位ψ3の右側または左側に別の第2
の信号源が存在しても、しベルの低い側の方位を比較器
74により選択するので、その第2の信号源の影響を的
確に取り除くことができる。
なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。その変形例としては、例えば次のような
ものがある。
が可能である。その変形例としては、例えば次のような
ものがある。
(i> 第1図において、ふ仰整相器50a〜50d
と水平整相器61a〜61eの順序を入れ変え、信号源
43に対する水平整相を行った後、ふ仰整相を行うよう
にしても、上記実施例とほぼ同様の利点が得られる。
と水平整相器61a〜61eの順序を入れ変え、信号源
43に対する水平整相を行った後、ふ仰整相を行うよう
にしても、上記実施例とほぼ同様の利点が得られる。
(ii) 上記実施例では、広帯域信号を対象とした
が、狭帯域信号に対しても本発明を適用できる。
が、狭帯域信号に対しても本発明を適用できる。
この場合、高速フーリエ変換(FFT)等によって周波
数分割を行い、ふ仰角の推定を行いたい信号源43の有
している狭帯域周波数を含む周波数bin(FFTによ
る周波数分割単位〉を選択すれば、信号源43からの狭
帯域信号に対しても、精度の良いふ仰角推定が行われる
。
数分割を行い、ふ仰角の推定を行いたい信号源43の有
している狭帯域周波数を含む周波数bin(FFTによ
る周波数分割単位〉を選択すれば、信号源43からの狭
帯域信号に対しても、精度の良いふ仰角推定が行われる
。
(iii ) 上記実施例では、4ステーブ×5スタ
ツクの面アレイ40を用いてふ作方向に5ビーム、水平
方向に5ビームの整相を行ってふ仰角の推定を行ったが
、他の構成の面アレイを用いて他のビーム数で整相を行
っても良い。また、面アレイ40は、信号源43が水中
に存在する場合には、音響/電気変換器で構成すれば良
いが、信号源43が空中に存在する場合には、電波や超
音波等を電気信号に変換する構成にすれば、その信号源
43に対するふ仰角推定も可能である。
ツクの面アレイ40を用いてふ作方向に5ビーム、水平
方向に5ビームの整相を行ってふ仰角の推定を行ったが
、他の構成の面アレイを用いて他のビーム数で整相を行
っても良い。また、面アレイ40は、信号源43が水中
に存在する場合には、音響/電気変換器で構成すれば良
いが、信号源43が空中に存在する場合には、電波や超
音波等を電気信号に変換する構成にすれば、その信号源
43に対するふ仰角推定も可能である。
(発明の効果)
以上詳細に説明したように、本発明によれば、信号源の
存在する水平方向の近傍にも複数の水平整相を実施し、
その水平方向の主整相出力レベルから、その近傍の削整
相出力レベルを減算して余剰レベルを求め、その余剰レ
ベルから信号の到来ふ仰角を推定するようにした。その
ため、信号源の存在しないふ作方向に高レベルの雑音が
存在しても、その雑音がその雑音方向の近傍で同程度の
レベルを有している場合には、その雑音の影響を取り除
くことができ、それによって目標とする信号源のふ仰角
を、高精度に推定できる。
存在する水平方向の近傍にも複数の水平整相を実施し、
その水平方向の主整相出力レベルから、その近傍の削整
相出力レベルを減算して余剰レベルを求め、その余剰レ
ベルから信号の到来ふ仰角を推定するようにした。その
ため、信号源の存在しないふ作方向に高レベルの雑音が
存在しても、その雑音がその雑音方向の近傍で同程度の
レベルを有している場合には、その雑音の影響を取り除
くことができ、それによって目標とする信号源のふ仰角
を、高精度に推定できる。
第1図は本発明の実施例を示すふ仰角推定装置の構成ブ
ロック図、第2図は従来のふ仰角推定装置の構成ブロッ
ク図、第3図は第2図中の面アレイの構造図、第4図(
a>、(b)は従来技術の問題点を説明する図、第5図
(a>、(b)は第1図中の面アレイを説明する図、第
6図は第1図中の余剰レベル算出器の回路構成図、第7
図は第1図中の余剰レベル算出器の他の回路構成図であ
る。 40・・・・・・面アレイ、41−1.41−2.41
−4.41−5・・・・・・副水平整相ビーム、41−
3、・・・・・主水平整相ビーム、42−1〜42−5
・・・・・・ふ仰整相ビーム、50a〜50d・・・・
・・ふ仰整相器、61a〜61e・・・・・・水平整相
器、62a〜62e・・・・・・2乗処理器、70a〜
70e・・・・・・余剰レベル算出器、71.73−1
.73−2・・・・・・平均処理器、72.75・・・
・・・減算器、74・・・・・・比較器、80・・・・
・・ピーク検出器。
ロック図、第2図は従来のふ仰角推定装置の構成ブロッ
ク図、第3図は第2図中の面アレイの構造図、第4図(
a>、(b)は従来技術の問題点を説明する図、第5図
(a>、(b)は第1図中の面アレイを説明する図、第
6図は第1図中の余剰レベル算出器の回路構成図、第7
図は第1図中の余剰レベル算出器の他の回路構成図であ
る。 40・・・・・・面アレイ、41−1.41−2.41
−4.41−5・・・・・・副水平整相ビーム、41−
3、・・・・・主水平整相ビーム、42−1〜42−5
・・・・・・ふ仰整相ビーム、50a〜50d・・・・
・・ふ仰整相器、61a〜61e・・・・・・水平整相
器、62a〜62e・・・・・・2乗処理器、70a〜
70e・・・・・・余剰レベル算出器、71.73−1
.73−2・・・・・・平均処理器、72.75・・・
・・・減算器、74・・・・・・比較器、80・・・・
・・ピーク検出器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 複数のセンサが面状に配列された面アレイを用い、信号
源からの信号に対して複数のふ仰角のふ仰整相ビームを
形成し、そのふ仰整相ビームの整相出力レベルから、該
信号の到来ふ仰角を推定するふ仰角推定方法において、 前記各ふ仰角について水平方向に、前記信号の到来方向
に主水平整相ビームを形成すると共にその近傍に複数の
副水平整相ビームを形成し、該主水平整相ビームの整相
出力レベルから、該副水平整相ビームの整相出力レベル
を減算して余剰レベルを求め、 前記余剰レベルのふ仰特性のピークから、前記信号の到
来ふ仰角を推定することを特徴とするふ仰角推定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2151816A JP2763817B2 (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | ふ仰角推定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2151816A JP2763817B2 (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | ふ仰角推定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0443981A true JPH0443981A (ja) | 1992-02-13 |
| JP2763817B2 JP2763817B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=15526942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2151816A Expired - Fee Related JP2763817B2 (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | ふ仰角推定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2763817B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014032082A (ja) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Nec Corp | パッシブソーナー装置、方位集中処理方法、及び、パッシブソーナー信号処理プログラム |
| JP2021135132A (ja) * | 2020-02-26 | 2021-09-13 | 沖電気工業株式会社 | 信号処理装置 |
| JP2022056489A (ja) * | 2020-09-30 | 2022-04-11 | 沖電気工業株式会社 | 距離演算装置、距離演算方法、および距離演算プログラム |
-
1990
- 1990-06-11 JP JP2151816A patent/JP2763817B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014032082A (ja) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Nec Corp | パッシブソーナー装置、方位集中処理方法、及び、パッシブソーナー信号処理プログラム |
| JP2021135132A (ja) * | 2020-02-26 | 2021-09-13 | 沖電気工業株式会社 | 信号処理装置 |
| JP2022056489A (ja) * | 2020-09-30 | 2022-04-11 | 沖電気工業株式会社 | 距離演算装置、距離演算方法、および距離演算プログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2763817B2 (ja) | 1998-06-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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