JP2002357654A - 干渉信号低減回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受信性能を向上させるとともにアナログ回路
部分を必要最低限とし装置の小型化を図ることを可能と
した干渉信号低減回路を提供する。 【解決手段】 アンプ回路１を介する受波器からの受信
信号を振幅制限するリミッタ回路２の出力部に、過大な
干渉信号により前記受信信号が矩形状となって発生する
３次高調波を減衰させるフィルタ回路３を設け、干渉信
号によるＡ／Ｄ変換器４での折り返し歪みの発生を抑制
する。Ａ／Ｄ変換器４からのディジタル受信信号を直交
変調回路５により復調し、復調信号に含まれる干渉波に
よる影響をディジタルフィルタ回路６により除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブソーナ
ーシステムの受信回路に関し、特に、高性能で小型の干
渉信号低減回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】多周波数を持つアクティブソーナーシス
テム（ソーナーシステム）の受信回路方式では、ソーナ
ーシステムに割り付けられた固有の周波数により目標探
知の送受波信号の処理が行われるが、自己のソーナーシ
ステムの近傍において他のソーナーシステムが運用して
いる場合、他のソーナーシステムが出力する異なる周波
数の信号が干渉信号として受信され、受信回路を飽和さ
せ受信信号に高調波を発生し、復調出力に多大な影響を
与える。

【０００３】このため従来のソーナーシステムの受信回
路においては、他のソーナーシステムの干渉信号の周波
数が異なることを利用して、受信回路の初段部に干渉信
号を減衰させる周波数特性を有するアナログ回路のノッ
チフィルタを設け、該ノッチフィルタにより干渉信号の
抑圧を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のソーナーシステ
ムの受信回路に使用されているノッチフィルタは、特定
の信号周波数の抑圧には効果を発揮するが、帯域幅を持
った信号に対する帯域阻止特性を得るにはフィルタ特性
のＱを低くする必要があり、ノッチフィルタで帯域阻止
特性を実現することは困難であるとともに、抑圧する必
要のない信号周波数まで減衰してしまうという特性を有
し、帯域を有する干渉信号のみに対し十分な抑圧効果を
得ることは難しく、受信回路の回路規模も大きくなると
いう点で問題があった。

【０００５】また、デジタル回路は信号処理能力の高い
デバイスを使用すれば、比較的容易に回路規模を小さく
することが可能であり、ソーナーシステムの小型化を実
現するため受信回路を部分的にデジタル化することが考
えられる。

【０００６】しかしながらソーナーシステムの受信回路
のように受信信号を扱うアナログ回路部分は、アレイ
（送）受波器を使用する電子スキャン方式の構成が採用
されることから、かかる信号経路の多チャネル化にもよ
ってデジタル回路を併用してハイブリッド化したとして
も、回路規模の縮小を図ることは困難であるのが実状で
ある。

【０００７】したがって、ソーナーシステムの受信回路
部の受信性能を向上させ、小型化を実現するためには、
他のソーナーシステムからの干渉信号の影響を排除する
とともに受信回路のアナログ回路部分を必要最小限にす
る必要がある。

【０００８】（目的）本発明の目的は、受信性能を向上
させるとともにアナログ回路部分を必要最低限とし装置
の小型化を図ることを可能とした干渉信号低減回路を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の干渉信号低減回
路は、受信信号の増幅出力を振幅制限するリミッタ回路
と、前記リミッタ回路の出力の３次高調波を減衰するＡ
／Ｄ変換の所定のエリアジング抑圧量を実現するフィル
タ回路と、前記フィルタ回路の出力をディジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記Ａ／Ｄ変換回路の出力
を同期検波する同期検波回路と、前記同期検波回路の出
力から自己のベースバンド信号の帯域を通過させる帯域
通過特性を有するディジタルフィルタ回路と、を有する
ことを特徴とする。また、前記リミッタ回路は振幅制限
値を任意に可変できることを特徴とする。又は、前記干
渉信号低減回路において、前記リミッタ回路に代えてダ
イナミックレンジを圧縮するリミッタアンプを使用する
ことを特徴とする。

【００１０】また、前記干渉信号低減回路において、前
記フィルタ回路は、３次高調波をＡ／Ｄ変換のエリアジ
ング抑圧量以上減衰させる減衰特性を有すること、前記
受信信号は、アクティブソーナーシステムの受波器から
の電気信号であること、を特徴とする。

【００１１】（作用）受信回路のアナログ回路部分に干
渉信号に対する振幅制限回路及び３次高調波の減衰フィ
ルタを設け、振幅制限による３次高調波の発生によるＡ
／Ｄ変換での折り返し歪みの発生を抑制し、干渉波成分
による影響をディジタル信号処理におけるベースバンド
信号段階で除去することにより、受信回路をアンプ回路
の後部近くまでディジタル化する。

【００１２】

【発明の実施の形態】（構成の説明）次に、本発明の干
渉信号低減回路の一実施の形態について以下説明する。
図１は、本発明の干渉信号低減回路の一実施の形態の構
成を示す図である。

【００１３】本実施の形態の回路は、音響信号を電気信
号に変換する受波器と、受波器で変換された受信信号の
増幅を行うアンプ回路１と、信号の振幅制限を行うリミ
ッタ回路２と、リミッタ回路２から出力される矩形波信
号の３次高調波を十分減衰し得るフィルタ回路３と、ア
ナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路４
と、設定した周波数をベースバンドに変換する直交変調
回路５と、ベースバンドに変換された信号の帯域制限を
行い所望の信号帯域を抽出するデジタルフィルタ回路６
と、から構成される。

【００１４】（動作の説明）次に、本実施の形態の動作
について図面を参照して詳細に説明する。

【００１５】受波器からの受信信号は、アンプ回路１に
より必要な信号レベルまで増幅される。増幅された信号
はリミッタ回路２に入力し、リミッタ回路２により信号
の振幅が制限される。リミッタ回路２は、ダイオード特
性のような固定の飽和特性を使用する振幅制限特性より
は、外部等から供給する設定電圧により振幅制限値を制
御可能な特性を有する構成とすると好適である。

【００１６】受波器に対し音響信号の干渉波が入力され
た場合、受信信号は過大となり前記振幅制限値を超える
場合は、受信信号はリミッタ回路２の飽和特性により近
似的に矩形波状の信号（矩形波信号）となり、フィルタ
回路３に出力される。

【００１７】ここでフィルタ回路３は、Ａ／Ｄ変換にお
けるサンプリング周波数との関係からＡ／Ｄ変換の入力
信号に高周波成分を含むと折り返し歪み（aliasing：エ
リアジング）を生じることから、その減衰特性として矩
形波信号が入力された場合に生じる該矩形波信号中に多
く含まれる３次高調波について、Ａ／Ｄ変換のエリアジ
ング抑圧量以上に減衰させる特性を有するように回路設
定され、該フィルタ回路３の特性によりＡ／Ｄ変換回路
４には前記矩形波信号が直接入力されないようにする。

【００１８】フィルタ回路３を通過した受信信号は、Ａ
／Ｄ変換回路４によりデジタル信号に変換され、復調回
路としての直交変調回路５に出力される。直交変調回路
５は入力したデジタル信号とディジタル局部信号とをデ
ジタル処理により直交変調する機能を有し、ディジタル
局部信号として、自己のソーナーシステムの送波周波数
と同一の周波数の局部発振周波数のデジタル周波数信号
が与えられており、前記直交変調により両信号の乗算結
果が出力され、自己の送波信号による受信信号成分はベ
ースバンド信号に変換されるとともに、他のソーナーシ
ステムからの異なる周波数の干渉信号については、前記
局部発振周波数とのビート周波数の信号に変換される。
このため受信信号に過大な干渉信号を含む場合は、直交
変調回路５からは前記両者の信号成分が含まれる。

【００１９】直交変調回路５の出力はデジタルフィルタ
回路６に入力し、デジタルフィルタ回路６は自己のソー
ナーシステムのベースバンド信号の信号帯域を通過させ
る帯域幅を確保した特性を有しているから、デジタルフ
ィルタ回路６の帯域通過特性による帯域制限により干渉
信号によるビート周波数成分は抑圧され、復調出力とし
て干渉波の影響が排除され、自己のソーナーシステムの
受信信号のベースバンド信号のみが出力される。

【００２０】なお本実施の形態では、外部等から供給す
る設定電圧によりリミッタ回路の振幅制限値を制御可能
としているから、前記設定電圧によりフィルタ回路３及
びディジタルフィルタ回路６の特性の条件を緩和するこ
とが可能である。また、干渉波の影響を低減する動作の
運用上において、干渉信号の周波数及び振幅値等に応じ
て、リミッタ回路の振幅制限値を制御することにより、
フィルタ回路３及びディジタルフィルタ回路６の特性は
固定でも受信性能の調整が可能である。

【００２１】（他の実施の形態）以上の実施の形態にお
いて、リミッタ回路２としてはダイナミックレンジを圧
縮するリミッタアンプを用いることができる。このよう
な構成を採用することによりフィルタ回路３の減衰特性
の制約条件を緩和することができ、フィルタ回路の構成
を簡略化することが可能である。また、前記実施の形態
では復調回路として直交変調回路を使用したが、互いに
９０°の位相関係を有するディジタル局部信号を使用す
る直交変調回路に代えて、乗算（ミキサ）機能を有する
他の同期検波回路を使用することが可能である。

【００２２】以上説明したように、本実施の形態におい
ては、受信部のアナログ回路の段階で干渉信号を抑圧す
るためのフィルタ処理を行う必要がなく、干渉信号によ
るベースバンド信号への影響をベースバンド信号の処理
段階でディジタルフィルタ回路によりディジタル処理に
より実現することが可能である。そして、Ａ／Ｄ変換の
前段階には受信信号の３次高調波を減衰させるだけのア
ナログフィルタ回路を使用するだけで良く、かかるアナ
ログフィルタ回路は簡易な構成の回路として実現可能で
あるから、アナログ回路部分は構成が簡略化でき、回路
規模を極めて小さくすることが可能である。

【００２３】

【発明の効果】本発明の干渉信号低減回路によれば、受
信回路におけるＡ／Ｄ変換回路に振幅制限による矩形波
の入力を防止することにより、アンプ回路の後方までデ
ィジタル化することを可能とし、干渉波成分による影響
の低減はデジタル化以降の復調後段において行うことに
より、干渉波成分の影響を低減することが困難なノッチ
フィルタ等の使用を回避して受信性能を向上させること
ができ、且つ受信回路の初段部の近くまでのディジタル
化を可能として回路規模の縮小を実現することが可能で
あるという顕著な効果を有する。

【００２４】また、本発明によれば、リミッタ回路の振
幅制限値を外部等から供給する設定電圧により制御可能
とすることにより、各フィルタ回路の特性の条件を調
整、緩和することでき、また、運用中に干渉信号の周波
数及び振幅値等に応じて受信性能を調整することが可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の干渉信号低減回路の一実施の形態を
示す図である。

【符号の説明】

１ アンプ回路 ２ リミッタ回路 ３ フィルタ回路 ４ Ａ／Ｄ変換回路 ５ 直交変調回路 ６ ディジタルフィルタ回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信信号の増幅出力を振幅制限するリミ
   ッタ回路と、前記リミッタ回路の出力の３次高調波を減
   衰するフィルタ回路と、前記フィルタ回路の出力をディ
   ジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記Ａ／Ｄ変
   換回路の出力を同期検波する同期検波回路と、前記同期
   検波回路の出力から自己のベースバンド信号の帯域を通
   過させる帯域通過特性を有するディジタルフィルタ回路
   と、を有することを特徴とする干渉信号低減回路。
2. 【請求項２】 前記リミッタ回路は、振幅制限値を任意
   に可変できることを特徴とする請求項１記載の干渉信号
   低減回路。
3. 【請求項３】 前記リミッタ回路に代えてダイナミック
   レンジを圧縮するリミッタアンプを使用することを特徴
   とする請求項１記載の干渉信号低減回路。
4. 【請求項４】 前記フィルタ回路は、３次高調波をＡ／
   Ｄ変換のエリアジング抑圧量以上減衰させる減衰特性を
   有することを特徴とする請求項１、２又は３記載の干渉
   信号低減回路。
5. 【請求項５】 前記受信信号は、アクティブソーナーシ
   ステムの受波器からの電気信号であることを特徴とする
   請求項１、２、３又は４記載の干渉信号低減回路。