JPH0457980B2 - - Google Patents
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- JPH0457980B2 JPH0457980B2 JP21397282A JP21397282A JPH0457980B2 JP H0457980 B2 JPH0457980 B2 JP H0457980B2 JP 21397282 A JP21397282 A JP 21397282A JP 21397282 A JP21397282 A JP 21397282A JP H0457980 B2 JPH0457980 B2 JP H0457980B2
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 6
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- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/52004—Means for monitoring or calibrating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、複数の素子で構成されるアレーを用
いて信号を受信し、位相補償手段によりビームを
形成してその最大点から信号源の方向余弦を推定
することにより音源方向の角度を求める角度測定
装置における、アレー各素子の位相応答誤差によ
つて生ずる該方向余弦の推定誤差の補正方式に関
する。
いて信号を受信し、位相補償手段によりビームを
形成してその最大点から信号源の方向余弦を推定
することにより音源方向の角度を求める角度測定
装置における、アレー各素子の位相応答誤差によ
つて生ずる該方向余弦の推定誤差の補正方式に関
する。
（背景技術）
ソーナーや音響測位及びレーダでは、空間的に
配列された複数の素子からなるアレーと位相補償
手段を用いた狭帯域ビームフオーマが広く用いら
れ、また該ビームフオーマ出力の空間周波数領域
における最大点を求めるための最大点検出手段を
付加することにより、前記アレー上の基準軸に関
する信号源方向の方向余弦を推定することにより
信号源方向の角度を求める角度測定装置も広く用
いられている。
配列された複数の素子からなるアレーと位相補償
手段を用いた狭帯域ビームフオーマが広く用いら
れ、また該ビームフオーマ出力の空間周波数領域
における最大点を求めるための最大点検出手段を
付加することにより、前記アレー上の基準軸に関
する信号源方向の方向余弦を推定することにより
信号源方向の角度を求める角度測定装置も広く用
いられている。
このような角度測定装置においては、方向余弦
はアレー各素子の出力信号がもつ位相情報に基づ
いて推定され、一方、アレー各素子の位相応答に
位相応答誤差が存在する場合は、該位相情報に誤
差を生じることになるため、該位相応答誤差によ
つて方向余弦の推定に誤差を生じることになる。
またアレー各素子には増幅器や帯域フイルタ等が
付加されるのが普通であるから、該増幅器や帯域
フイルタ等の位相応答に位相応答誤差が存在する
場合には、該位相応答誤差もまた方向余弦の推定
誤差の原因となり、これらの位相応答誤差によつ
て生ずる方向余弦の推定誤差が無視できない場合
には該推定該推定誤差の補正手段が必要とされ
る。
はアレー各素子の出力信号がもつ位相情報に基づ
いて推定され、一方、アレー各素子の位相応答に
位相応答誤差が存在する場合は、該位相情報に誤
差を生じることになるため、該位相応答誤差によ
つて方向余弦の推定に誤差を生じることになる。
またアレー各素子には増幅器や帯域フイルタ等が
付加されるのが普通であるから、該増幅器や帯域
フイルタ等の位相応答に位相応答誤差が存在する
場合には、該位相応答誤差もまた方向余弦の推定
誤差の原因となり、これらの位相応答誤差によつ
て生ずる方向余弦の推定誤差が無視できない場合
には該推定該推定誤差の補正手段が必要とされ
る。
従来、このような補正の方法には、各素子毎に
前記位相応答誤差を取り除く位相誤差補正器を付
加する方式が用いられてきた。
前記位相応答誤差を取り除く位相誤差補正器を付
加する方式が用いられてきた。
従来の方向余弦推定誤差の補正方式の一例を第
１図に示す。第１図において、１1，１2…，１M
は各々アレー素子、２1，２2……，２Mは各々前
記素子に付加される増幅器、３1，３2，……，３
Ｍは各々前記素子に付加される帯域フイルタ、４
１，４2……，４Mは各々位相誤差補正器、５は狭
帯域ビームフオーマ、６は最大点検出器、１５は
方向余弦を角度に変換する変換器、７は角度推定
値が出力される出力端子である。なお、位相応答
誤差の方向余弦推定誤差に及ぼす影響は、任意に
選んだ１つの素子の位相応答を基準とした他の素
子の相対的な位相応答誤差で決まるため、第１図
の位相誤差補正器の個数はＭ−１個でも十分であ
る。空間的に配列されたＭ個の素子１1，１2，…
…，１Mに入力される信号x1(t)，X2(t)，……，xM
(t)は増幅器２1，２2，……２Mで適正なレベルま
で増幅され、帯域通過フイルタ３1，３2，……，
３Mで不要な周波数成分が取り除かれて狭帯域信
号y1(t)、y2(t)，……，yM(t)に変換され、該狭帯域
信号は位相誤差補正器４1，４2，……４Mを通る
ことにより、前記素子と増幅器及び帯域フイルタ
の位相応答誤差によつて生じた位相変位Δφ1，
Δφ2，……，ΔφMを取り除かれて信号Z1(t)，Z2
(t)，……，ZM(t)に変換される。
１図に示す。第１図において、１1，１2…，１M
は各々アレー素子、２1，２2……，２Mは各々前
記素子に付加される増幅器、３1，３2，……，３
Ｍは各々前記素子に付加される帯域フイルタ、４
１，４2……，４Mは各々位相誤差補正器、５は狭
帯域ビームフオーマ、６は最大点検出器、１５は
方向余弦を角度に変換する変換器、７は角度推定
値が出力される出力端子である。なお、位相応答
誤差の方向余弦推定誤差に及ぼす影響は、任意に
選んだ１つの素子の位相応答を基準とした他の素
子の相対的な位相応答誤差で決まるため、第１図
の位相誤差補正器の個数はＭ−１個でも十分であ
る。空間的に配列されたＭ個の素子１1，１2，…
…，１Mに入力される信号x1(t)，X2(t)，……，xM
(t)は増幅器２1，２2，……２Mで適正なレベルま
で増幅され、帯域通過フイルタ３1，３2，……，
３Mで不要な周波数成分が取り除かれて狭帯域信
号y1(t)、y2(t)，……，yM(t)に変換され、該狭帯域
信号は位相誤差補正器４1，４2，……４Mを通る
ことにより、前記素子と増幅器及び帯域フイルタ
の位相応答誤差によつて生じた位相変位Δφ1，
Δφ2，……，ΔφMを取り除かれて信号Z1(t)，Z2
(t)，……，ZM(t)に変換される。
該信号Z1(t)，Z2(t)，……，ZM(t)は狭帯域ビー
ムフオーマ５で処理され、空間周波数領域におけ
るビーム出力信号として出力された後、最大点検
出器６でビーム出力信号が最大値をとる空間周波
数から方向余弦推定値α^が求められ、変換器１５
で方向余弦推定値α^は角度の推定値に変換され
る。
ムフオーマ５で処理され、空間周波数領域におけ
るビーム出力信号として出力された後、最大点検
出器６でビーム出力信号が最大値をとる空間周波
数から方向余弦推定値α^が求められ、変換器１５
で方向余弦推定値α^は角度の推定値に変換され
る。
第２図には狭帯域ビームフオーマの説明を、第
３図にはアレーが２次元（平面）アレーの場合の
方向余弦αの説明を示す。第２図の２０1，２０2
……，２０Mは各々位相誤差補正器４1，４2，…
…４Mの出力が入力される入力端子、２１1，２１
２，……，２１Mは各々位相補償手段を実現するた
めの位相補償器、２２は加算器、２３はエンベロ
ープ検出器、２４は最大点検出器６に出力される
出力端子、第３図の３０は平面アレー、θx、θyは
原点ＯおよびＸ、Ｙ軸を該平面アレー面上におく
直座座標系のＸ、Ｙ軸に関する信号源方向の方向
余源角であり、この場合の方向余弦はαΔ ＝
〔cosθx、cosθy〕Tである。第３図には２次元アレ
ーの場合を示したが、１次元（直線）アレーの場
合はαΔ ＝cosθx、３次元アレーの場合はαΔ ＝
〔cosθx、cosθy、cosθz〕Tと置けば基本的に平面ア
レーと同じ扱えるので、以下では平面アレーのみ
について説明する。従つて、第１図においてα^Δ ＝
〔cosθ^x、cosθ^y〕Tである。なお、ここで添字Ｔは
ベクトルの転置を示す。
３図にはアレーが２次元（平面）アレーの場合の
方向余弦αの説明を示す。第２図の２０1，２０2
……，２０Mは各々位相誤差補正器４1，４2，…
…４Mの出力が入力される入力端子、２１1，２１
２，……，２１Mは各々位相補償手段を実現するた
めの位相補償器、２２は加算器、２３はエンベロ
ープ検出器、２４は最大点検出器６に出力される
出力端子、第３図の３０は平面アレー、θx、θyは
原点ＯおよびＸ、Ｙ軸を該平面アレー面上におく
直座座標系のＸ、Ｙ軸に関する信号源方向の方向
余源角であり、この場合の方向余弦はαΔ ＝
〔cosθx、cosθy〕Tである。第３図には２次元アレ
ーの場合を示したが、１次元（直線）アレーの場
合はαΔ ＝cosθx、３次元アレーの場合はαΔ ＝
〔cosθx、cosθy、cosθz〕Tと置けば基本的に平面ア
レーと同じ扱えるので、以下では平面アレーのみ
について説明する。従つて、第１図においてα^Δ ＝
〔cosθ^x、cosθ^y〕Tである。なお、ここで添字Ｔは
ベクトルの転置を示す。
第１図に示す従来の方向余弦推定誤差の補正方
式では、アレー素子の数Ｍに等しいだけの（実際
にはＭ−１に等しいだけの）位相誤差補正器４1，
４2，……，４Mを必要とするので、装置が複雑化
し大型化するという欠点がる。また、アレー各素
子１1，１2，……，１M、増幅器２1，２2，……
２M、帯域フイルタ３1，３2，……，３Mの位相反
応誤差Δφ1，Δφ2，……，ΔφMが経年変化等の理
由により変化した場合には、前記位相誤差補正器
４1，４2，……４Mのうち補正値の変更を必要と
する全ての補正器の位相補正値を再設定しなけれ
ばならない。更にまた、受信信号が複数が周波数
からなり、それらいずれの周波数に対しても方向
余弦を推定しようとする場合には、前記アレー素
子１1，１2，……，１M、増幅器２1，２2，……
２M、帯域フイルタ３1，３2，……，３Mの位相応
答特性が周波数によつて変化し、従つて位相応答
誤差も周波数によつて変化するので、この場合は
前記位相誤差補正器４1，４2，……４Mを受信周
波数に連動させて切り変えなければならず、従つ
て装置が更に複雑化し大型化するという欠点があ
つた。
式では、アレー素子の数Ｍに等しいだけの（実際
にはＭ−１に等しいだけの）位相誤差補正器４1，
４2，……，４Mを必要とするので、装置が複雑化
し大型化するという欠点がる。また、アレー各素
子１1，１2，……，１M、増幅器２1，２2，……
２M、帯域フイルタ３1，３2，……，３Mの位相反
応誤差Δφ1，Δφ2，……，ΔφMが経年変化等の理
由により変化した場合には、前記位相誤差補正器
４1，４2，……４Mのうち補正値の変更を必要と
する全ての補正器の位相補正値を再設定しなけれ
ばならない。更にまた、受信信号が複数が周波数
からなり、それらいずれの周波数に対しても方向
余弦を推定しようとする場合には、前記アレー素
子１1，１2，……，１M、増幅器２1，２2，……
２M、帯域フイルタ３1，３2，……，３Mの位相応
答特性が周波数によつて変化し、従つて位相応答
誤差も周波数によつて変化するので、この場合は
前記位相誤差補正器４1，４2，……４Mを受信周
波数に連動させて切り変えなければならず、従つ
て装置が更に複雑化し大型化するという欠点があ
つた。
（発明の概要）
本発明は前述のような従来技術における欠点を
除去することを目的とするものである。
除去することを目的とするものである。
本発明の角度推定誤差の補正方式は、
空間上に配置されたＭ個（Ｍは２以上の整数）
の素子及び該素子に付加される増幅器及びフイル
タを含むアレーと、 位相補償手段を用いた該素子出力信号に対する
ビームフオーマと、 前記ビームフオーマの空間周波数領域における
出力の最大点を求める最大点検出手段とを備え、 前記最大点検出手段により求めた前記最大点か
ら前記アレーの基準座標軸上で信号源方向の方向
余弦を推定することにより、前記信号源方向の角
度を求める狭帯域角度測定装置において、 入力信号に対する前記各素子の位相応答特性の
位相応答誤差によつて生じる方向余弦の推定誤差
を前もつて解析的に推定し、 前記推定された前記推定誤差を記憶し、 前記ビームフオーマ及び前記最大点検出手段に
より推定された前記方向余弦の推定値から記憶し
た前記推定誤差を差し引くことにより 前記方向余弦の推定値を補正したことを特徴とす
るものである。
の素子及び該素子に付加される増幅器及びフイル
タを含むアレーと、 位相補償手段を用いた該素子出力信号に対する
ビームフオーマと、 前記ビームフオーマの空間周波数領域における
出力の最大点を求める最大点検出手段とを備え、 前記最大点検出手段により求めた前記最大点か
ら前記アレーの基準座標軸上で信号源方向の方向
余弦を推定することにより、前記信号源方向の角
度を求める狭帯域角度測定装置において、 入力信号に対する前記各素子の位相応答特性の
位相応答誤差によつて生じる方向余弦の推定誤差
を前もつて解析的に推定し、 前記推定された前記推定誤差を記憶し、 前記ビームフオーマ及び前記最大点検出手段に
より推定された前記方向余弦の推定値から記憶し
た前記推定誤差を差し引くことにより 前記方向余弦の推定値を補正したことを特徴とす
るものである。
（実施例の説明）
ここで、本発明の実施例の説明に入る前に、本
発明概要を式を用いて説明して置く。
発明概要を式を用いて説明して置く。
第３図を参照する。アレーの幾何学的な形状、
即ち第２図に示したアレー素子２０1，２０2，…
…，２０i，……，２０Mの直角座標Ｘ、Ｙにおけ
る各々の位置ベクトルP1，P2，……，Pi，……，
PMが与えられ、かつ前記位相応答誤差Δφ1，
Δφ2，……，Δφi，ΔφMが与えられ、｜Δφi≪１；
ｉ＝１，……，Ｍであれば、文献「位相誤差によ
るSSBL音響測位の測角誤差；電子通信学会、
SANE82−15、1982年７月」で明らかなように、
Δφi；ｉ＝１，……，Ｍによつて生じる方向余弦
推定誤差ΔαΔ ＝〔cosθx、cosθy〕Tは Δαλo／2π（M 〓i=1 ｜bi｜2H）-1 M 〓i=1 ｜bi｜2（Pi−Pc）Δφi (1) で与えられる。但し、ここでλ0は信号の波長であ
り、行列Ｈ及びベクトルPcは次のように与えられ
る定数である。
即ち第２図に示したアレー素子２０1，２０2，…
…，２０i，……，２０Mの直角座標Ｘ、Ｙにおけ
る各々の位置ベクトルP1，P2，……，Pi，……，
PMが与えられ、かつ前記位相応答誤差Δφ1，
Δφ2，……，Δφi，ΔφMが与えられ、｜Δφi≪１；
ｉ＝１，……，Ｍであれば、文献「位相誤差によ
るSSBL音響測位の測角誤差；電子通信学会、
SANE82−15、1982年７月」で明らかなように、
Δφi；ｉ＝１，……，Ｍによつて生じる方向余弦
推定誤差ΔαΔ ＝〔cosθx、cosθy〕Tは Δαλo／2π（M 〓i=1 ｜bi｜2H）-1 M 〓i=1 ｜bi｜2（Pi−Pc）Δφi (1) で与えられる。但し、ここでλ0は信号の波長であ
り、行列Ｈ及びベクトルPcは次のように与えられ
る定数である。
PcΔ
＝M
〓i=1
｜bi｜2Pi／M
〓i=1
｜bi｜2 (2)
ＨΔ
＝M
〓i=1
｜bi｜2PiPi T／M
〓i=1
｜bi｜2PcPc (3)
本発明は、式(1)〜(3)で与えられる方向余弦推定
誤差Δαをアレー素子の位相応答誤差により生ず
る方向余弦推定誤差の補正に用いるものである。
誤差Δαをアレー素子の位相応答誤差により生ず
る方向余弦推定誤差の補正に用いるものである。
第４図は本発明の第１の実施例であつて、８は
レジスタ、９は加算器、１６は変換器１５に出力
される出力端子である。レジスタ８には前記式(1)
〜(3)で求められた方向余弦推定誤差Δαを記憶し
ておき、最大点検出器６から出力される補正前の
方向余弦推定値α〜Δ ＝〔cosθ〜x、cosθ〜y〕Tから、加
算器９によつて前記方向余弦推定誤差Δαを差し
引くことによつて、補正後の方向余弦推定値α^＝
〔cosθ^x、cosθ^y〕Tを出力端子１６に出力する。第
４図に示す本発明の第１の実施例では、従来の位
相応答誤差の補正用の前記位相誤差補正器４1，
４2，……４Mを必要とせず、予めアレーの定数
Pc，Ｈ、位相応答誤差Δφ1，Δφ2，……，ΔφMか
ら前記式(1)り方向余弦推定差Δαを求めておけば、
１つのレジスタ８と１つの加算器９のみで、該位
相誤差Δφ1，Δφ2，……，ΔφMによつて生ずる方
向余弦推定誤差を取り除くことができる。
レジスタ、９は加算器、１６は変換器１５に出力
される出力端子である。レジスタ８には前記式(1)
〜(3)で求められた方向余弦推定誤差Δαを記憶し
ておき、最大点検出器６から出力される補正前の
方向余弦推定値α〜Δ ＝〔cosθ〜x、cosθ〜y〕Tから、加
算器９によつて前記方向余弦推定誤差Δαを差し
引くことによつて、補正後の方向余弦推定値α^＝
〔cosθ^x、cosθ^y〕Tを出力端子１６に出力する。第
４図に示す本発明の第１の実施例では、従来の位
相応答誤差の補正用の前記位相誤差補正器４1，
４2，……４Mを必要とせず、予めアレーの定数
Pc，Ｈ、位相応答誤差Δφ1，Δφ2，……，ΔφMか
ら前記式(1)り方向余弦推定差Δαを求めておけば、
１つのレジスタ８と１つの加算器９のみで、該位
相誤差Δφ1，Δφ2，……，ΔφMによつて生ずる方
向余弦推定誤差を取り除くことができる。
以上説明したように、本実施例では、前記位相
応答誤差Δφ1，Δφ2，……，ΔφMによつて生ずる
方向余弦の推定誤差を予め解析的な方法で求めて
おき、該位相応答誤差Δφ1，Δφ2，……，ΔφMを
含む信号y1(t)、y2(t)，……，yM(t)に対する狭帯域
ビームフオーマと最大点検出器から求めた方向余
弦推定値から差し引くことにより、該位相誤差
Δφ1，Δφ2，……，ΔφMによつて生ずる方向余弦
推定誤差を取り除いているので、ほぼアレー素子
数Ｍに比例して従来必要としていた前記位相誤差
補正器４1，４2，……４Mを必要とせず、１つの
レジスタと１つの加算器のみで済むという利点が
ある。また、該位相応答誤差Δφ1，Δφ2，……，
ΔφMの値が変化した場合には、再度前記式(1)によ
つ方向余弦推定誤差Δαを求め、レジスタ８の記
憶内容を入れ換えるだけでよく、前記アレー素子
１1，１2，……，１M、増幅器２1，２2，……２
Ｍ、帯域フイルタ３1，３2，……，３Mの経年変化
等による特性の変化に対しても容易に対応するこ
とができる。
応答誤差Δφ1，Δφ2，……，ΔφMによつて生ずる
方向余弦の推定誤差を予め解析的な方法で求めて
おき、該位相応答誤差Δφ1，Δφ2，……，ΔφMを
含む信号y1(t)、y2(t)，……，yM(t)に対する狭帯域
ビームフオーマと最大点検出器から求めた方向余
弦推定値から差し引くことにより、該位相誤差
Δφ1，Δφ2，……，ΔφMによつて生ずる方向余弦
推定誤差を取り除いているので、ほぼアレー素子
数Ｍに比例して従来必要としていた前記位相誤差
補正器４1，４2，……４Mを必要とせず、１つの
レジスタと１つの加算器のみで済むという利点が
ある。また、該位相応答誤差Δφ1，Δφ2，……，
ΔφMの値が変化した場合には、再度前記式(1)によ
つ方向余弦推定誤差Δαを求め、レジスタ８の記
憶内容を入れ換えるだけでよく、前記アレー素子
１1，１2，……，１M、増幅器２1，２2，……２
Ｍ、帯域フイルタ３1，３2，……，３Mの経年変化
等による特性の変化に対しても容易に対応するこ
とができる。
第５図は本発明の第２の実施例であつて、８1，
８2，……，８Mは各々レジスタ、１０はマルチプ
レクサ、１１は周波数可能のローカルオシレー
タ、１２1，１２2，……，１２Mはかけ算器であ
る。ローカルオシレータ１１はＮ種類の周波数
F1，F2，……FNを発生することができ、該ロー
カルオシレータ１１とかけ算器１２1，１２2，…
…，１２Mは受信信号x1(t)，……，xM(t)に含まれ
るＮ種類の中心周波数f1，f2，……，fNを持つ狭
帯域信号の中から１つの信号を選択するために用
いられ、帯域フイルタ３1，３2，……，３Mの出
力端には選択され、かつ中心周波数が周波数Fjだ
けシフトされた信号y1(t)、y2(t)，……，yM(t)が出
力される。
８2，……，８Mは各々レジスタ、１０はマルチプ
レクサ、１１は周波数可能のローカルオシレー
タ、１２1，１２2，……，１２Mはかけ算器であ
る。ローカルオシレータ１１はＮ種類の周波数
F1，F2，……FNを発生することができ、該ロー
カルオシレータ１１とかけ算器１２1，１２2，…
…，１２Mは受信信号x1(t)，……，xM(t)に含まれ
るＮ種類の中心周波数f1，f2，……，fNを持つ狭
帯域信号の中から１つの信号を選択するために用
いられ、帯域フイルタ３1，３2，……，３Mの出
力端には選択され、かつ中心周波数が周波数Fjだ
けシフトされた信号y1(t)、y2(t)，……，yM(t)が出
力される。
また、レジスタ８1，８2，……，８Mには、周
波数f1，f2，……，fNにおける前記位相応答誤差
Δφ1，Δφ2，……，ΔφMの値から前記式(1)で予め
求められた方向余弦推定誤差Δα1，Δα2，……，
ΔαNが記憶され、マルチプレクサ１０は該方向余
弦推定誤差Δα1，Δα2，……，ΔαNの中からロー
カルオシレータで選択された周波数Fj、すなわち
選択された入力信号の中心周波数fjに対応した方
向余弦推定誤差Δαjを選択して加算器９に出力
し、以下は本発明の第１の実施例と同じである。
波数f1，f2，……，fNにおける前記位相応答誤差
Δφ1，Δφ2，……，ΔφMの値から前記式(1)で予め
求められた方向余弦推定誤差Δα1，Δα2，……，
ΔαNが記憶され、マルチプレクサ１０は該方向余
弦推定誤差Δα1，Δα2，……，ΔαNの中からロー
カルオシレータで選択された周波数Fj、すなわち
選択された入力信号の中心周波数fjに対応した方
向余弦推定誤差Δαjを選択して加算器９に出力
し、以下は本発明の第１の実施例と同じである。
第５図に示す本発明の第２の実施例は、受信信
号が複数の中心周波数f1，f2，……，fNの狭帯域
信号からなり、その中から希望する中心周波数fj
を選択して該信号源の方向余弦を推定する場合
で、かつ前記位相応答誤差Δφ1，Δφ2，……，
ΔφMがf1，f2，……，fN毎に異なる場合への適用
例である。前記位相誤差補正器４1，４2，……，
４Mを用いる従来方式では、このような場合、位
相誤差補正器をＭ×Ｎ個必要とするのに対して、
本発明ではＮ個のレジスタ８1，８2，……，８N
と１つのマルチプレクサ１０および１つの加算器
９を必要とするだけである。従つて、本実施例に
おいても第１の実施例と同様、従来方式と比較し
て装置の大幅な小型化、単純化がはかれるという
効果がある。
号が複数の中心周波数f1，f2，……，fNの狭帯域
信号からなり、その中から希望する中心周波数fj
を選択して該信号源の方向余弦を推定する場合
で、かつ前記位相応答誤差Δφ1，Δφ2，……，
ΔφMがf1，f2，……，fN毎に異なる場合への適用
例である。前記位相誤差補正器４1，４2，……，
４Mを用いる従来方式では、このような場合、位
相誤差補正器をＭ×Ｎ個必要とするのに対して、
本発明ではＮ個のレジスタ８1，８2，……，８N
と１つのマルチプレクサ１０および１つの加算器
９を必要とするだけである。従つて、本実施例に
おいても第１の実施例と同様、従来方式と比較し
て装置の大幅な小型化、単純化がはかれるという
効果がある。
（発明の効果）
本実施例は、アレー素子の位相応答誤差によつ
て生じる方向余弦の推定誤差の補正を、アレーの
幾何学的形状で決まる定数と該位相応答誤差から
予め求めた方向余弦推定誤差を用いて行なうの
で、ほぼアレー素子数に比例した数だけ必要とす
る位相誤差補正器は必要とせず、受信周波数の数
に比例したレジスタと１つの加算器のみで済むの
で、装置を大幅に小型化、単純化できる利点があ
り、狭帯域ビームフオーマを用いたソーナー、音
響測位装置、レーダにおける角度測定装置に利用
することができる。
て生じる方向余弦の推定誤差の補正を、アレーの
幾何学的形状で決まる定数と該位相応答誤差から
予め求めた方向余弦推定誤差を用いて行なうの
で、ほぼアレー素子数に比例した数だけ必要とす
る位相誤差補正器は必要とせず、受信周波数の数
に比例したレジスタと１つの加算器のみで済むの
で、装置を大幅に小型化、単純化できる利点があ
り、狭帯域ビームフオーマを用いたソーナー、音
響測位装置、レーダにおける角度測定装置に利用
することができる。
第１図は狭帯域ビームフオーマを用いた従来の
方向余弦該差補正方式の説明図、第２図は狭帯域
ビームフオーマの説明図、第３図は２次元（平
面）アレーと方向余弦の説明図、第４図は本発明
の第１の実施例の説明図、第５図は本発明の第２
の実施例の説明図である。 １1，１2，……，１M；アレー素子、２1，２2，
……２M；増幅器、３1，３2，……，３M；帯域フ
イルタ、４1，４2，……４M；位相誤差補正器、
５；狭帯域ビームフオーマ、６；最大点検出器、
８；レジスタ、９；加算器、８1，８2，……，８
Ｎ；レジスタ、１０；マルチプレクサ、１１；可
変周波数ローカルオシレータ、１２1，１２2，…
…，１２M；かけ算器、１５；変換器。
方向余弦該差補正方式の説明図、第２図は狭帯域
ビームフオーマの説明図、第３図は２次元（平
面）アレーと方向余弦の説明図、第４図は本発明
の第１の実施例の説明図、第５図は本発明の第２
の実施例の説明図である。 １1，１2，……，１M；アレー素子、２1，２2，
……２M；増幅器、３1，３2，……，３M；帯域フ
イルタ、４1，４2，……４M；位相誤差補正器、
５；狭帯域ビームフオーマ、６；最大点検出器、
８；レジスタ、９；加算器、８1，８2，……，８
Ｎ；レジスタ、１０；マルチプレクサ、１１；可
変周波数ローカルオシレータ、１２1，１２2，…
…，１２M；かけ算器、１５；変換器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 空間上に配置されたＭ個（Ｍは２以上の整
数）の素子及び該素子に付加される増幅器及びフ
イルタを含むアレーと、 位相補償手段を用いた該素子出力信号に対する
ビームフオーマと、 前記ビームフオーマの空間周波数領域における
出力の最大点を求める最大点検出手段とを備え、 前記最大点検出手段により求めた前記最大点か
ら前記アレーの基準座標軸上で信号源方向の方向
余弦を推定することにより、前記信号源方向の角
度を求める狭帯域角度測定装置において、 入力信号に対する前記各素子の位相応答特性の
位相応答誤差（Δφ1、…ΔφM）によつて生じる
方向余弦の推定誤差（Δα）を前もつて解析的に
推定し、 前記推定された前記推定誤差（Δα）を記憶し、 前記ビームフオーマ及び前記最大点検出手段に
より推定された前記方向余弦の推定値から記憶し
た前記推定誤差（Δα）を差し引くことにより前
記方向余弦の推定値（α）を補正したことを特徴
とする角度推定誤差の補正方式。 ２ 前記推定誤差（Δα）は式 Δαλo／2π（M 〓i=1 ｜bi｜2H）-1 M 〓i=1 ｜bi｜2（Pi−Pc）Δφi により推定され、前記式において、 biは第ｉ番目の受信感度を示す係数、 λoは信号の波、 Δφiは入力信号に対する第ｉ番目の素子の位相
応答特性の位相応答誤差であり、 Piは第ｉ番目の素子の位置ベクトル、 Pcは係数biを質点と想定したときのアレーの重
心位置ベクトルであり、式 PcΔ ＝ M 〓i=1 ｜bi｜2Pi／M 〓i=1 ｜bi｜2 により算出され、 Ｈはアレーの重心の回りの２次モーメントであ
り、式 ＨΔ ＝ M 〓i=1 ｜bi｜2PiPi T／M 〓i=1 ｜bi｜2PcPc により算出され、 Pi T、Pc TはベクトルPi、Pcの転置を示すことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の角度推定
誤差の補正方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21397282A JPS59104577A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | 角度推定誤差の補正方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21397282A JPS59104577A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | 角度推定誤差の補正方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59104577A JPS59104577A (ja) | 1984-06-16 |
| JPH0457980B2 true JPH0457980B2 (ja) | 1992-09-16 |
Family
ID=16648109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21397282A Granted JPS59104577A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | 角度推定誤差の補正方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59104577A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0693014B2 (ja) * | 1985-05-08 | 1994-11-16 | 沖電気工業株式会社 | 方向推定装置 |
| JP4915887B2 (ja) * | 2001-08-01 | 2012-04-11 | 株式会社コーアツ | ガス系消火設備の操作箱 |
| DE102011117591B4 (de) * | 2011-11-03 | 2013-12-24 | Atlas Elektronik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Korrigieren systematischer Peilfehler |
-
1982
- 1982-12-08 JP JP21397282A patent/JPS59104577A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59104577A (ja) | 1984-06-16 |
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