JPS5931013B2

JPS5931013B2 - 受信ビ−ムフオ−マ

Info

Publication number: JPS5931013B2
Application number: JP5809979A
Authority: JP
Inventors: 利久船場; 一彦似鳥
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1979-05-14
Filing date: 1979-05-14
Publication date: 1984-07-30
Also published as: JPS55151278A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、不等間隔受波器プレイと共に用い、広帯域
でかつ干渉波除去の機能をもつ受信ビームフォーマに関
するものである。

パッシブソーナーでは、広帯域の信号を検出するだめに
、広帯域にわたって一定の指向性利得を持つ受波器アレ
イを用いることが望まれる。

このような特性を持つ受波器アレイの例としては、受波
器を、アレイの中央部では密に、まだアレイの端部では
疎に配列した不等間隔配列直線アレイがある。

さて、第１図は、不等間隔配列直線アレイを用い、広帯
域にわたって一定の指向性利得を持つ受信ビームを発生
する従来の受信ビームフォーマのブロック図であり、１
は受波器アレイ、２１，２□・・・は受波器、３□ 、
３２・・・は増幅器、４０，４２・・・はシェーディン
グフィルタ、５□ 、５２・・・は遅延線、６は加算器
、７は出力端子である。

すなわち、このように構成された受信ビームフ、オーマ
においては、受波器２１．２□・・・で受波された信号
がそれぞれチャンネル毎に増幅器３１。

３□・・・で適当なレベルまで増幅され、その上でシェ
ーディングフィルタ４１．４２・・・を通され、さらに
遅延線５１．５２・・・で伝搬遅延の補償が行われた後
、加算器６によってすべてのチャンネルについて加算さ
れ、出力端子７に出力される。

ここで、シェーディングフィルタ４．．４２・・・は、
高周波域においてはプレイの中央部に配列された受波器
の出力信号のみが有効に用いられるように、まだ低周波
域においてはアレイ全体の受波器の出力信号が有効に用
いられるように、その振幅応答を次のように定める。

すなわち、アレイの端部にある受波器に対応するシエー
デイングフイルタには低周波域にのみ利得を持つ低域通
過形の特性を、まだ中央部にある受波器に対応するシェ
ーディングフィルタには低周波域で低い利得、高周波域
で高い利得を持つ高域通過形の特性を、さらにその中間
の受波器に対応するシェーディングフィルタには上記の
２つのフィルタの中間の帯域通過形の特性を持たせる。

ただし、位相特性は直線位相とし、かつ遅延をすべての
チャンネルに対し等しく選ぶものとする。

まだ、このような特性を持つフィルタは、有限インパル
ス応答ディジタルフィルタにより容易に実現できる。

この方法によって、上記受信ビームフォーマは、広帯域
にわたって一定の指向性利得を持つ受信ビームを形成す
ることができ、広帯域の方向性のある信号を検出するの
に使うことができる。

しかるに、以上のような従来の受信ビームフォーマでは
、雑音源が受波器アレイ１０近くにある場合に、この雑
音源から発生される干渉波が妨害し、信号検出の能力を
低下させる欠点があった。

この発明は上記の点に鑑みなされたもので、広帯域性を
保ちつつ、干渉波を抑圧する機能を持ち、信号検出能力
の向上を図ることができる受信ビームフォーマを提供す
ることを目的とする。

以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第２図はこの発明の実施例を示すブロック図である。

この図において、１１１〜１１には入力端子、１２１〜
１２には入力端子１１１〜１１ｋが入力に接続された線
形位相特性を持つシェーディングフィルタ、１３、〜１
３にはシェーディングフィルタ１２１〜１２にの出力に
接続された干渉波に対する伝搬遅延補償用の遅延線、１
４は遅延線１３１〜１３にのすべての出力が入力に接続
された干渉波のビーム形成のだめの加算器、１５１〜１
５には加算器１４の出力が入力に共通接続されたフィル
タである。

また、１６、〜１６には遅延線１３１〜１３にの出力に
接続され、フィルタ１５１〜１５にの遅延量を補償する
だめの遅延線、１７１〜１７には遅延線１６１〜１６に
のそれぞれの出力とフィルタ１５１〜１５にのそれぞれ
の出力が２つの入力に接続された減算器、１８１〜１８
には減算器１７１〜１７にの出力に接続され、一定の遅
延時間と遅延線１３□〜１３にの持つ遅延時間の差に等
しい遅延時間をそれぞれ持つ遅延線、１９１〜１９には
遅延線１８、〜１８にの出力に接続され、信号波の伝搬
速度を補償するだめの遅延線、２０は遅延線１９１〜１
９にのすべての出力に接続された加算器、２１は加算器
２０の出力に接続された出力端子である。

このように構成された受信ビームフォーマにおいては、
不等間隔配列直線アレイのに個の受信器から得られるに
チャンネルの受信信号がそれぞれ入力端子１１１〜１１
ｋに供給される。

そして、この受信信号はシェーディングフィルタ１２．
〜１２ｋに通された後、遅延線１３．〜１３ｋに通され
た上で、加算器１４によってすべてのチャンネルについ
て加算されるもので、これにより干渉波に対する広帯域
の受信ビームの出力が第１図従来の場合と同様にして得
られる。

次に、この加算器１４の出力信号をフィルタ１５１〜１
５ｋに通したものが、それぞれ遅延線１３１〜１３にの
出力信号を遅延線１６１〜１６ｋに通したものから減算
器１７゜〜１７ｋを用いて減じられるもので、これによ
り各受信信号の中から干渉波成分が除去される。

しかる後、減算器１７、〜１７にの出力信号が遅延線１
８□〜１８ｋに通されて遅延線１３□〜１３にの影響が
打消されるとともに、遅延線１９１〜１９ｋに通されて
信号波の伝搬遅延が補償され、さらに加算器２０ですべ
てのチャンネルについて加算されて出力端子２１に出力
されるＯここで、干渉波除去が理想的に行われるだめに、フィル
タ１５、〜１５にの振幅特性をＨｋ（ｆ）−Ｗｋ（ｆ）／（Ｗｌ（ｆ）十・・・・
・・Ｗｋ（ｆ））（ｋ＝１．・・・・・・、ｋ）
・・・（１）のように選び、またその位相特性は線
形で等しい遅延を持つものとする。

ただし、■（ｆ）、・・・・・・、Ｗｄｆ）はシェーデ
ィングフィルタ１２１〜１２にの振幅特性である。

このようにすると、いま各チャンネルに等振幅の干渉波
が含捷れているものとし、かつ遅延線１３１〜１３ｋに
よって伝搬遅延が完全に補償されているとした場合、加
算器１４の出力信号に含捷れる干渉波の振幅は、入力端
子１１１〜１１ｋにおける値を基準にして（％（ｆ）
＋Ｗ２（ｆ）＋・・・・・・」＝Ｗηｆ））なる大きさ
を持つ。

一方、遅延線１６、〜１６にの出力信号に含まれる干渉
波の振幅はそれぞれｗ、（ｆ）、・・・・・・Ｗｋ（
ｆ）となる。

しだがって、フイルタ１５１〜１５ｋが（１）式で表わ
される振幅特性を持つなら、減算器１７１〜１７にの２
つの入力における干渉波の振幅は等しくなり、また遅延
が遅延線１６１〜１６ｋによって合わされているため、
減算器１７１〜１７にの出力側では干渉波が完全に除か
れることになる。

他方、信号成分に対しては、受波器の個数Ｋが多い場合
にフィルタ１５□〜１５にの利得が小さくなるので、こ
のフィルタ１５１〜１５ｋを含む経路を無視できるよう
になる。

このため、信号成分に対しては、第１図従来の系におけ
るものとほぼ同様に広帯域の受信ビームが形成できる。

このように、上記受信ビームフォーマにおいては、シェ
ーディングフィルタ１２１〜１２ｋを用いて広帯域の受
信ビームを形成しながら、特定の方向から入射する干渉
波を除去することができるから、強い干渉波がある場合
にも、干渉波の影響なしに広帯域な信号を検出できる受
信ビームを発生することができる。

なお、上記受信ビームフォーマにおいては、遅延線１９
□〜１９にの遅延時間を切替えることにより、メインビ
ームの方向を変えることができる。

また、遅延線１９１〜１９ｋ、加算器２０、出力端子２
１からなる系を並列に複数個持つことにより、複数の待
受はビームを発生することもできる。

さらに、遅延線１３．〜１３におよび遅延線１８、〜１
８にの遅延時間を連動して変えることにより、除去すべ
き干渉波の方向を変えることもできる。

また、遅延線１８□ と１９１、・・・・・・、１８に
と１９ｋを分けて説明したが、実際には一体として実現
することもできる。

以上実施例で説明したように、この発明の受信ビームフ
ォーマは、不等間隔配列直線受波器アレイの出力信号が
入力されるシェーディングフィルタ群の出力信号に対し
て干渉波に対する伝搬遅延補償を行う手段と、その出力
信号を、各シェーディングフィルタの振幅特性をＷｌ（
ｆ）、・・・、ＷＫ（ｆ）としだとき、Ｈｋ（ｆ）＝Ｗｋ（ｆ）／（Ｗ、（ｆ）＋・・・＋
ＷＫ（ｆ））（ｋ＝１．２．・・・、Ｋ）なる振幅特性を持つフィルタに通し、それらの出力信号
と上記遅延補償手段の各出力信号を上記フィルタの遅延
時間に等しい一定時間だけ遅延させたものとの差を求め
る減算器群と、この減算器群の出力信号に対し、上記干
渉波に対する伝搬遅延補償を打消す遅延補償および信号
波に対する伝搬遅延補償を行った後、すべての出力信号
を加算する手段とからなり、干渉波を除去しながら広帯
域の受信ビームを発生するので、強い干渉波のある環境
下でも広帯域の微弱な信号を検出することが可能となる
。

そのため、パッシブソーナーに適用すれば多目標特性を
改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の受信ビームフォーマを示すブロック図、
第２図はこの発明による受信ビームフォーマの実施例を
示すブロック図である。１１１〜１１ｋ・・・入力端子、１２．〜１２ｋ・・・
シェーディングフィルタ、１３、〜１３ｋ・・・遅延線
、１４・・・加算器、１５□〜１５ｋ・・・フィルタ、
１６１〜１６ｋ・・・遅延線、１７□〜１７ｋ・・・減
算器、１８□〜１８ｋ、１９１〜１９ｋ・・・遅延線
、２０・・・加算器、２１・・・出力端子。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｋ個の受波器を中央部では密に、端部では疎に配列
した不等間隔配列直線受波器プレイと共に用い、アレイ
の端部にある受波器に対して低域通過形、中央部にある
受波器に対して高域通過形、それらの中間にある受波器
に対して帯域通過形の特性をそれぞれ持ったシェーディ
ングフィルタ群にこの受波器アレイの出力信号を通過さ
せる受信ビームフォーマであって、上記シェーディング
フィルタ群の出力信号に対して干渉波に対する伝搬遅延
補償を行う手段と、その出力信号を、各シェーディング
フィルタの振幅特性をＷｌ（ｆ）、・・・。ＷＫ（ｆ）としたとき、Ｈｋ（ｆ）＝Ｗｋ（ｆ）／（Ｗｌ（イ）十・・・＋Ｗ
Ｋ（ｆ））（ｋ＝１．２．・・・、Ｋ）なる振幅特性を持つフィルタに通し、それらの出力信号
と上記遅延補償手段の各出力信号を上記フィルタの遅延
時間に等しい一定時間だけ遅延させたものとの差を求め
る減算器群と、この減算器群の出力信号に対し、上記干
渉波に対する伝搬遅延補償を打消す遅延補償および信号
波に対する伝搬遅延補償を行った後、すべての出力信号
を加算する手段とからなることを特徴とする受信ビーム
フォーマ。