JP2021039074A - Signal source estimation device - Google Patents
Signal source estimation device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021039074A JP2021039074A JP2019162331A JP2019162331A JP2021039074A JP 2021039074 A JP2021039074 A JP 2021039074A JP 2019162331 A JP2019162331 A JP 2019162331A JP 2019162331 A JP2019162331 A JP 2019162331A JP 2021039074 A JP2021039074 A JP 2021039074A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- spectrum
- power spectrum
- target
- signal source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 274
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 58
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
信号源を推定する装置に関し、特に、信号源からの信号を定量的に推定する技術および信号源が存在する方向を推定する技術に関する。 The present invention relates to a device for estimating a signal source, and more particularly to a technique for quantitatively estimating a signal from a signal source and a technique for estimating the direction in which the signal source exists.
電磁波の発生源を特定する技術が種々提案されている。特許文献1に開示されている測定装置は、測定データおよび相関元データの待ち時間分布を算出する。そして、その待ち時間分布のパラメータの値に基づいて、測定データと測定元データとの相関度を演算する。この相関度に基づいて、測定対象部分に対してノイズとなる電磁波を発生させている場所を特定する。
Various techniques for identifying the source of electromagnetic waves have been proposed. The measuring device disclosed in
特許文献1に開示されている相関度は、漠然とした近さを表すという以上の意味をもっておらず、相関度に対応する物理量は存在しない。そのため、解析対象の信号をターゲット信号とし、ある信号源が発生させた信号を信号源信号としたとき、ターゲット信号のパワースペクトルに占める信号源信号のパワースペクトルの割合を定量的に算出することはできない。もちろん、特許文献1に開示されている技術では、ターゲット信号のパワースペクトルに含まれている信号源信号に起因する成分のパワースペクトルを算出することもできない。また、特許文献1に開示されている技術では、ターゲット信号に含まれる信号源信号が発生している方向を推定することも困難である。
The degree of correlation disclosed in
本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、第1の目的は、ターゲット信号のパワースペクトルに占める信号源信号のパワースペクトルの割合を定量的に算出することができる信号源推定装置を提供することにある。 The present disclosure has been made based on this circumstance, and the first object is a signal source estimation device capable of quantitatively calculating the ratio of the power spectrum of the signal source signal to the power spectrum of the target signal. Is to provide.
第2の目的は、ターゲット信号のパワースペクトルに含まれている信号源信号に起因する成分のパワースペクトルを算出することができる信号源推定装置を提供することにある。 A second object is to provide a signal source estimation device capable of calculating a power spectrum of a component caused by a signal source signal included in the power spectrum of a target signal.
第3の目的は、ターゲット信号に含まれる信号源信号が発生している方向を推定することができる信号源推定装置を提供することにある。 A third object is to provide a signal source estimation device capable of estimating the direction in which the signal source signal included in the target signal is generated.
上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示した技術的範囲を限定するものではない。 The above object is achieved by a combination of the features described in the independent claims, and the sub-claims provide further advantageous specific examples. The reference numerals in parentheses described in the claims indicate, as one embodiment, the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and do not limit the disclosed technical scope.
第1の目的を達成するための1つの開示は、
解析対象の信号であるターゲット信号(y)のパワースペクトルに占める、対象とする信号源が発生させた信号源信号(x)のパワースペクトルの割合を算出する信号源推定装置であって、
ターゲット信号と、検出子(14)により検出された信号である検出子信号(z)とを取得し、ターゲット信号および検出子信号からそれぞれ周波数スペクトルを算出する周波数変換部(40)と、
ターゲット信号の周波数スペクトル(Y)からターゲット信号のパワースペクトルを算出し、検出子信号の周波数スペクトル(Z)から検出子信号のパワースペクトルを算出するパワースペクトル算出部(50)と、
検出子信号の周波数スペクトルとターゲット信号の周波数スペクトルのクロススペクトルを算出するクロススペクトル算出部(60)と、
ターゲット信号のパワースペクトル、検出子信号のパワースペクトル、クロススペクトルを平均化する平均化処理部(70)と、
平均化されたクロススペクトルの2乗を、平均化されたターゲット信号のパワースペクトルと平均化された検出子信号のパワースペクトルの積で割った値であるコヒーレンス関数の値を算出し、算出した値をターゲット信号のパワースペクトルに占める信号源信号のパワースペクトルの割合を示す値として出力するコヒーレンス関数算出部(80)と、を備える。
One disclosure to achieve the first objective is
A signal source estimation device that calculates the ratio of the power spectrum of the signal source signal (x) generated by the target signal source to the power spectrum of the target signal (y), which is the signal to be analyzed.
A frequency converter (40) that acquires a target signal and a detector signal (z) that is a signal detected by the detector (14) and calculates a frequency spectrum from the target signal and the detector signal, respectively.
A power spectrum calculation unit (50) that calculates the power spectrum of the target signal from the frequency spectrum (Y) of the target signal and calculates the power spectrum of the detector signal from the frequency spectrum (Z) of the detector signal.
A cross spectrum calculation unit (60) that calculates a cross spectrum between the frequency spectrum of the detector signal and the frequency spectrum of the target signal, and
An averaging processing unit (70) that averages the power spectrum of the target signal, the power spectrum of the detector signal, and the cross spectrum, and
The value of the coherence function, which is the value obtained by dividing the square of the averaged cross spectrum by the product of the power spectrum of the averaged target signal and the power spectrum of the averaged detector signal, is calculated and calculated. Is provided as a coherence function calculation unit (80) that outputs as a value indicating the ratio of the power spectrum of the signal source signal to the power spectrum of the target signal.
この信号源推定装置は、ターゲット信号と検出子信号とから、それらの信号のコヒーレンス関数の値を算出する。このコヒーレンス関数の値は、後に詳しく説明するように、ターゲット信号のパワースペクトルに占める信号源信号のパワースペクトルの割合を示す。よって、この信号源推定装置は、ターゲット信号のパワースペクトルに占める信号源信号のパワースペクトルの割合を定量的に算出することができる。 This signal source estimator calculates the value of the coherence function of the target signal and the detector signal from the target signal and the detector signal. The value of this coherence function indicates the ratio of the power spectrum of the signal source signal to the power spectrum of the target signal, as will be described in detail later. Therefore, this signal source estimation device can quantitatively calculate the ratio of the power spectrum of the signal source signal to the power spectrum of the target signal.
第2の目的を達成するための1つの開示は、
解析対象の信号であるターゲット信号(y)のパワースペクトルに含まれている、対象とする信号源が発生させた信号源信号(x)に起因する成分のパワースペクトルを算出する信号源推定装置であって、
ターゲット信号と、検出子(14)により検出された信号である検出子信号(z)とを取得し、ターゲット信号および検出子信号からそれぞれ周波数スペクトルを算出する周波数変換部(40)と、
検出子信号の周波数スペクトルから検出子信号のパワースペクトルを算出するパワースペクトル算出部(50)と、
検出子信号の周波数スペクトルとターゲット信号の周波数スペクトルとのクロススペクトルを算出するクロススペクトル算出部(60)と、
検出子信号のパワースペクトル、クロススペクトルを平均化する平均化処理部(70)と、
平均化されたクロススペクトルを、平均化された検出子信号のパワースペクトルで割った値を算出する伝達関数推定部(180)と、
伝達関数推定部が算出した値を2乗した値に、検出子信号のパワースペクトルを乗じた値を、ターゲット信号のパワースペクトルに含まれている信号源信号に起因する成分のパワースペクトルとして算出する信号源起因パワースペクトル算出部(184)と、を備える。
One disclosure to achieve the second objective is
A signal source estimation device that calculates the power spectrum of the component caused by the signal source signal (x) generated by the target signal source, which is included in the power spectrum of the target signal (y), which is the signal to be analyzed. There,
A frequency converter (40) that acquires a target signal and a detector signal (z) that is a signal detected by the detector (14) and calculates a frequency spectrum from the target signal and the detector signal, respectively.
A power spectrum calculation unit (50) that calculates the power spectrum of the detector signal from the frequency spectrum of the detector signal, and
A cross spectrum calculation unit (60) that calculates a cross spectrum between the frequency spectrum of the detector signal and the frequency spectrum of the target signal, and
An averaging processing unit (70) that averages the power spectrum and cross spectrum of the detector signal,
A transfer function estimator (180) that calculates the value obtained by dividing the averaged cross spectrum by the power spectrum of the averaged detector signal, and
The value obtained by multiplying the squared value of the value calculated by the transfer function estimation unit by the power spectrum of the detector signal is calculated as the power spectrum of the component caused by the signal source signal included in the power spectrum of the target signal. A signal source-derived power spectrum calculation unit (184) is provided.
この信号源推定装置は、上記のようにして、ターゲット信号と検出子信号とから、ターゲット信号のパワースペクトルに含まれている信号源信号に起因する成分のパワースペクトルを算出することができる。 As described above, this signal source estimation device can calculate the power spectrum of the component caused by the signal source signal included in the power spectrum of the target signal from the target signal and the detector signal.
第3の目的を達成するための1つの開示は、
解析対象の信号であるターゲット信号(y)に含まれる、対象とする信号源信号(x)が発生している方向を推定する信号源推定装置であって、
ターゲット信号と、検出子(14)により検出された信号である検出子信号(z)とを取得し、ターゲット信号および検出子信号からそれぞれ周波数スペクトルを算出する周波数変換部(40)と、
検出子信号の周波数スペクトルとターゲット信号の周波数スペクトルとのクロススペクトルを算出するクロススペクトル算出部(60)と、
クロススペクトルを平均化する平均化処理部(70)と、
平均化されたクロススペクトルに基づいて、平均化されたクロススペクトルの偏角を示す量である偏角相当量を決定する偏角決定部(92)と、
偏角相当量を出力する出力装置(30)と、を備える。
One disclosure to achieve the third objective is
A signal source estimation device that estimates the direction in which the target signal source signal (x) included in the target signal (y), which is the signal to be analyzed, is generated.
A frequency converter (40) that acquires a target signal and a detector signal (z) that is a signal detected by the detector (14) and calculates a frequency spectrum from the target signal and the detector signal, respectively.
A cross spectrum calculation unit (60) that calculates a cross spectrum between the frequency spectrum of the detector signal and the frequency spectrum of the target signal, and
An averaging processing unit (70) that averages the cross spectrum, and
Based on the averaged cross spectrum, the declination determination unit (92) that determines the declination equivalent amount, which is an amount indicating the declination of the averaged cross spectrum, and
It is provided with an output device (30) that outputs an amount equivalent to the declination.
この信号源推定装置が算出する偏角相当量は、検出子が信号源信号を検出する位置が、信号源に対して接近あるいは離隔すると、その大きさが変化する。よって、検出子が信号源信号を検出する位置を変化させつつ、偏角相当量の変化を確認することで、ターゲット信号に含まれる信号源信号が発生している方向を推定することができる。 The amount of declination equivalent calculated by this signal source estimation device changes in magnitude when the position where the detector detects the signal source signal approaches or separates from the signal source. Therefore, the direction in which the signal source signal included in the target signal is generated can be estimated by confirming the change in the amount equivalent to the declination while changing the position where the detector detects the signal source signal.
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、信号源推定システム10の全体構成図である。信号源推定システム10は、ターゲット信号検出線12、プローブ14、処理装置20、表示装置30を備えている。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of the signal
ターゲット信号検出線12は、ターゲット信号yを検出しようとする箇所に接続されている。ターゲット信号yは解析対象の信号である。解析する内容は、ターゲット信号yに含まれる信号源信号xの割合である。信号源信号xは、ある対象とする信号源が発生させた信号である。
The target
信号源信号xがターゲット信号yにおいて不要な信号であれば、信号源信号xはノイズであることになり、信号源はノイズ源である。信号源信号xがノイズである場合、ターゲット信号yにどの程度、ノイズが含まれているかを解析することになる。ターゲット信号yを検出しようとする箇所の一例としては、たとえば、アンテナがある。 If the signal source signal x is an unnecessary signal in the target signal y, the signal source signal x is noise, and the signal source is a noise source. When the signal source signal x is noise, it is necessary to analyze how much noise is contained in the target signal y. An example of a location where the target signal y is to be detected is an antenna.
なお、ターゲット信号yは、このようにターゲット信号検出線12を用いて検出する以外に、電界プローブあるいは磁界プローブを用いて検出したり、アンテナにより検出したりすることができる。
In addition to detecting the target signal y using the target
プローブ14は、検出子信号であるプローブ信号zを検出するための検出子である。プローブ信号zは、ターゲット信号yのパワースペクトルWYYに占める、信号源信号xのパワースペクトルの割合を算出するために検出する信号である。プローブ信号zは、プローブ14の伝達関数Hによる影響だけ、信号源信号xとは相違する。
The
プローブ14は操作者が手にもって信号源に接近させる。なお、プローブ信号zすなわち検出子信号もアンテナを用いて検出してもよいし、直接検出してもよい。図1では、ECU16が備える複数の電子機器18がそれぞれ信号源である。プローブ信号zおよびターゲット信号yを検出する対象とする装置は、ECU16のような小型のものに限られず、車両などであってもよい。
The
処理装置20は、信号源推定装置に相当するものであり、少なくとも1つのプロセッサを備えた構成により実現できる。たとえば、処理装置20は、CPU、ROM、RAM、I/O、およびこれらの構成を接続するバスラインなどを備えたコンピュータにより実現できる。ROMには、汎用的なコンピュータを処理装置20として機能させるためのプログラムが格納されている。CPUが、RAMの一時記憶機能を利用しつつ、ROMに記憶されたプログラムを実行することで、処理装置20は、図2に示す処理を実行する。図2に示す処理が実行されることは、プログラムに対応する方法が実行されることを意味する。なお、処理装置20は、コンピュータにより実現する以外に、専用ハードウエア論理回路により実現されてもよい。ハードウエア論理回路は、たとえば、ASIC、FPGAである。また、処理装置20は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと一つ以上のハードウエア論理回路との組み合わせにより実現されてもよい。
The
処理装置20が実行する処理の詳細は後述するが、処理装置20は、ターゲット信号yに占める信号源信号xのパワースペクトルの割合を示す値、および、ターゲット信号yに含まれている信号源信号xに起因する成分のパワースペクトルWVVを算出する。
The details of the processing executed by the
表示装置30は、出力装置の一例であり、処理装置20が算出した、ターゲット信号yに占める信号源信号xのパワースペクトルの割合を示す値を操作者に向けて表示する。この値はγZY 2である。γZY 2がターゲット信号yに占める信号源信号xのパワースペクトルの割合を示す値となる理由は後述する。表示装置30は、ターゲット信号yに含まれている信号源信号xに起因するパワースペクトルWVVも、操作者に向けて表示する。
The
表示装置30は、二次元グラフが可能な装置であってもよいし、それよりも単純な装置でもよい。たとえば、LEDなどの表示灯の点灯数により、γZY 2、WVVを表示してもよい。また、表示装置30は指針によりγZY 2、WVVを表示するメータ表示装置でもよい。また、2種類の表示装置30を備え、γZY 2とWVVを異なる表示装置30に表示してもよい。
The
[処理装置20の説明]
図2をもとに、処理装置20が実行する機能を説明する。処理装置20は、周波数変換部40、パワースペクトル算出部50、クロススペクトル算出部60、平均化処理部70、コヒーレンス関数算出部80、乗算部90、偏角決定部92を備える。
[Explanation of Processing Device 20]
The function executed by the
周波数変換部40は、2つのフレーム切り出し部41、42と、2つの離散フーリエ変換部(以下、DFT部)43、44とを備える。一方のフレーム切り出し部41には、図示しないAD変換回路によりデジタル値に変換されたターゲット信号yが入力される。フレーム切り出し部41は、逐次入力されるターゲット信号yから、DFT部43での一度の処理に用いる時間分の信号を切り出し、窓関数を乗じる。そして、切り出した信号をDFT部43に入力する。
The
他方のフレーム切り出し部42には、図示しないAD変換回路によりデジタル値に変換されたプローブ信号zが入力される。フレーム切り出し部42は、逐次入力されるプローブ信号zから、DFT部44での一度の処理に用いる時間分の信号を切り出す。そして、切り出した信号をDFT部44に入力する。
A probe signal z converted into a digital value by an AD conversion circuit (not shown) is input to the other
DFT部43は、入力されたターゲット信号yを離散フーリエ変換する。フーリエ変換後の信号は、ターゲット信号yが周波数スペクトルに変換された信号である。変換後の信号をターゲット信号スペクトルYとする。
The
DFT部44は、入力されたプローブ信号zを離散フーリエ変換する。フーリエ変換後の信号は、プローブ信号zが周波数スペクトルに変換された信号である。変換後の信号をプローブ信号スペクトルZとする。
The
パワースペクトル算出部50は、ターゲット信号スペクトルYが入力される第1パワースペクトル算出部51とプローブ信号スペクトルZが入力される第2パワースペクトル算出部52とを備える。第1パワースペクトル算出部51は、ターゲット信号スペクトルYのパワースペクトル、すなわち、|Y|2を算出する。第2パワースペクトル算出部52は、プローブ信号スペクトルZのパワースペクトル、すなわち、|Z|2を算出する。 The power spectrum calculation unit 50 includes a first power spectrum calculation unit 51 to which the target signal spectrum Y is input and a second power spectrum calculation unit 52 to which the probe signal spectrum Z is input. The first power spectrum calculation unit 51 calculates the power spectrum of the target signal spectrum Y, that is, | Y | 2 . The second power spectrum calculation unit 52 calculates the power spectrum of the probe signal spectrum Z, that is, | Z | 2 .
クロススペクトル算出部60は、プローブ信号スペクトルZとターゲット信号スペクトルYのクロススペクトルを算出する。本実施形態では、具体的には、プローブ信号スペクトルZの共役複素数Z*とターゲット信号スペクトルYとの積を算出する。
The cross
平均化処理部70は、第1平均化処理部71、第2平均化処理部72、第3平均化処理部73を備える。第1平均化処理部71は、ターゲット信号スペクトルYのパワースペクトルを平均化する。ターゲット信号スペクトルYのパワースペクトルの平均値をWYYとする。第2平均化処理部72は、プローブ信号スペクトルZのパワースペクトルを平均化する。プローブ信号スペクトルZのパワースペクトルの平均値をWZZとする。第3平均化処理部73はクロススペクトルを平均化する。クロススペクトルの平均値をWZYとする。なお、以降、記号Wで示す値は、平均であることを表記していなくても平均化処理された後の値を意味するものとし、「平均」は省略する。 The averaging processing unit 70 includes a first averaging processing unit 71, a second averaging processing unit 72, and a third averaging processing unit 73. The first averaging processing unit 71 averages the power spectrum of the target signal spectrum Y. Let WYY be the average value of the power spectrum of the target signal spectrum Y. The second averaging processing unit 72 averages the power spectrum of the probe signal spectrum Z. The average value of the power spectrum of the probe signal spectrum Z and W ZZ. The third averaging processing unit 73 averages the cross spectrum. Let W ZZ be the average value of the cross spectrum. Hereinafter, the value indicated by the symbol W shall mean the value after the averaging process even if it is not indicated that it is an average, and the “average” is omitted.
これら平均化処理部70においてスペクトルを平均化する時間は任意に設定可能である。スペクトルを平均化する時間は、たとえば、数十ミリ秒程度とすることができる。また、スペクトルを平均化する時間は、数秒程度としてもよい。3つの平均化処理部71、72、73の平均化時間は互いに同一とすることができる。平均化処理の手法は、n項移動平均、指数移動平均など、種々の平均化手法を採用することができる。 The time for averaging the spectra in the averaging processing unit 70 can be arbitrarily set. The time for averaging the spectra can be, for example, about several tens of milliseconds. Further, the time for averaging the spectra may be about several seconds. The averaging times of the three averaging processing units 71, 72, and 73 can be the same as each other. As the averaging method, various averaging methods such as an n-term moving average and an exponential moving average can be adopted.
コヒーレンス関数算出部80は、(1)式に示すコヒーレンス関数の値γZY 2を算出する。コヒーレンス関数算出部80は算出したコヒーレンス関数の値γZY 2を表示装置30に表示させる。コヒーレンス関数の値γZY 2は、後述するように、ターゲット信号yに占める信号源信号xのパワースペクトルの割合を示す。
The coherence
偏角決定部92は、クロススペクトルWZYの偏角を決定する。クロススペクトルは複素数であるので、その複素数の実部の大きさと虚部の大きさから偏角を決定する。偏角は、プローブ信号スペクトルZとターゲット信号スペクトルYの位相差∠WZYを意味する。
The
偏角決定部92は、位相差∠WZYを表示装置30に表示する。また、表示装置30には、処理装置20が算出した値のうち、任意の1種類以上の値を表示することができる。すなわち、表示装置30には、位相差∠WZY、パワースペクトルWVV、コヒーレンス関数の値γZY 2、ターゲット信号スペクトルYのパワースペクトルWYY、プローブ信号スペクトルZのパワースペクトルWZZ、クロススペクトルWZYのうちのいずれか1つ以上を表示する。
[数学的説明]
次に、コヒーレンス関数の値γZY 2がターゲット信号yに占める信号源信号xのパワースペクトルの割合を示すこと、および、WVVがターゲット信号yに含まれている信号源信号xに起因する成分のパワースペクトルになることを理論的に説明する。
[Mathematical explanation]
Next, the value of the coherence function γ ZZ 2 indicates the ratio of the power spectrum of the signal source signal x to the target signal y, and the WVV is a component caused by the signal source signal x included in the target signal y. It is theoretically explained that the power spectrum of.
図3に、一例とする測定系をモデル化した図を示す。図3に示す測定系では、3つの信号源A、B、Cからの信号xA、xB、xCが、それぞれ、伝達ゲインGA、GB、GCで伝達された後、合成されてターゲット信号yとなっている。 FIG. 3 shows a diagram modeling a measurement system as an example. In the measurement system shown in FIG. 3, three signal sources A, B, signal x A from C, x B, x C, respectively, transfer gain G A, G B, after being transmitted by G C, are synthesized Is the target signal y.
各信号xA、xB、xCは相互に無相関であるとする。このとき、ある1つの信号源に着目したとき、他の信号源はノイズnとして1つにまとめることができる。したがって、図3に例示する測定系を含め、どのような複雑な測定系でも、測定系は図4に一般化することができる。 It is assumed that each signal x A , x B , x C is uncorrelated with each other. At this time, when focusing on one signal source, the other signal sources can be combined into one as noise n. Therefore, any complex measurement system, including the measurement system illustrated in FIG. 3, can be generalized in FIG.
図4より、ターゲット信号yの周波数スペクトルであるターゲット信号スペクトルYは(2)式で表すことができる。また、プローブ信号zの周波数スペクトルであるプローブ信号スペクトルZは(3)式で表すことができる。なお、Gは信号源信号xがターゲット信号yの観測点まで伝達されるときの伝達関数、Hはプローブの伝達関数である。Xは信号源信号xの周波数スペクトル、Nはノイズの周波数スペクトルである。 From FIG. 4, the target signal spectrum Y, which is the frequency spectrum of the target signal y, can be represented by the equation (2). Further, the probe signal spectrum Z, which is the frequency spectrum of the probe signal z, can be expressed by the equation (3). G is a transfer function when the signal source signal x is transmitted to the observation point of the target signal y, and H is a transfer function of the probe. X is the frequency spectrum of the signal source signal x, and N is the frequency spectrum of noise.
Y=GX+N (2)
Z=HX (3)
Y = GX + N (2)
Z = HX (3)
(2)式、(3)式より、WZZは(4)式の変形ができ、WZYは(5)式の変形ができる。(5)式の変形には、ノイズnと信号源信号xとが無相関であることを使った。
(6)式においてWXXは、信号源信号xのパワースペクトルの平均値である。(6)式から、コヒーレンス関数の値γZY 2は、ターゲット信号yに占める信号源信号xのパワースペクトルの割合を示すことが証明された。 In equation (6), WXX is the average value of the power spectrum of the signal source signal x. From Eq. (6), it was proved that the value of the coherence function γ ZY 2 indicates the ratio of the power spectrum of the signal source signal x to the target signal y.
コヒーレンス関数の値γZY 2は、プローブ信号zを用いて算出しており、プローブ信号zと信号源信号xの間には、伝達関数Hの影響分の相違がある。しかし、上記式を用いた証明により、コヒーレンス関数の値γZY 2には、伝達関数Hは影響しないことが示された。 The value γ ZY 2 of the coherence function is calculated using the probe signal z, and there is a difference in the influence of the transfer function H between the probe signal z and the signal source signal x. However, the proof using the above equation shows that the transfer function H does not affect the value γ ZY 2 of the coherence function.
さらに、V=GXであるので、(7)式が成立する。なお、Vは、信号vの周波数スペクトルであり、信号vは信号源信号xが伝達関数Gによりターゲット信号yの観測点まで伝達された信号である。 Further, since V = GX, the equation (7) holds. Note that V is the frequency spectrum of the signal v, and the signal v is a signal in which the signal source signal x is transmitted to the observation point of the target signal y by the transfer function G.
(7)式を変形すると(8)式が得られる。 Eq. (8) can be obtained by modifying Eq. (7).
(8)式において、左辺のWVVは、ターゲット信号yのパワースペクトルに含まれている信号源信号xに起因する成分のパワースペクトルである。よって、コヒーレンス関数の値γZY 2に、ターゲット信号スペクトルYのパワースペクトルWYYを乗じることで、ターゲット信号yのパワースペクトルに含まれている信号源信号xに起因する成分のパワースペクトルが算出できることが証明された。 In (8), the left side of the W VV is the power spectrum of the component caused by the signal source signal x contained in the power spectrum of the target signal y. Therefore, the value gamma ZY 2 of coherence function, by multiplying the power spectrum W YY target signal spectrum Y, the power spectrum of the component caused by the signal source signal x contained in the power spectrum of the target signal y can be calculated Was proved.
[シミュレーション結果]
次に、シミュレーション結果を示す。シミュレーションした測定系を図5に示す。図5に示す測定系は、2つの信号源A、Bがある。信号源Aが出力する信号をx1、その信号x1のパワースペクトルをW(x1)とする。また、信号源Bが出力する信号をx2、信号x2のパワースペクトルをW(x2)とする。伝達関数G1は、信号x1が処理装置20に入力されるまで伝達される際の伝達関数であり、伝達関数G1で伝達された後の信号をy1、その信号y1のパワースペクトルをW(y1)とする。伝達関数G2は、信号x2が処理装置20に入力されるまで伝達される際の伝達関数であり、伝達関数G2で伝達された後の信号をy2、その信号y2のパワースペクトルをW(y2)とする。信号y1と信号y2とが合成された信号がターゲット信号(y1+y2)である。このターゲット信号(y1+y2)が処理装置20に入力される。ターゲット信号(y1+y2)のパワースペクトルをW(y1+y2)とする。Hはプローブ14の伝達関数である。
[simulation result]
Next, the simulation results are shown. The simulated measurement system is shown in FIG. The measurement system shown in FIG. 5 has two signal sources A and B. The signal output by the signal source A is x1, and the power spectrum of the signal x1 is W (x1). Further, the signal output by the signal source B is x2, and the power spectrum of the signal x2 is W (x2). The transfer function G1 is a transfer function when the signal x1 is transmitted until it is input to the
シミュレーションソフトはMATLAB(登録商標)を用いた。シミュレーション条件は以下の通りである。
・サンプリングレート 250MHz
・信号の長さ 0.01s
・信号x1、x2 周期0.2μsのインパルス列。二つの信号の周期は0.004%ずれている。
As the simulation software, MATLAB (registered trademark) was used. The simulation conditions are as follows.
・ Sampling rate 250MHz
・ Signal length 0.01s
-Signal x1, x2 Impulse sequence with a period of 0.2 μs. The periods of the two signals are offset by 0.004%.
図6は、パワースペクトルW(x1)、W(x2)を示している。図7は伝達関数G1とパワースペクトルW(y1)を示している。図8は伝達関数G2とパワースペクトルW(y2)を示している。図9は、パワースペクトルW(y1+y2)を示している。図10は、伝達関数Hと、プローブ14により信号源Aが出力する信号x1を観測した場合のパワースペクトルW(z1)と、プローブ14により信号源Bが出力する信号x2を観測したときのパワースペクトルW(z2)を示す図である。
FIG. 6 shows the power spectra W (x1) and W (x2). FIG. 7 shows the transfer function G1 and the power spectrum W (y1). FIG. 8 shows the transfer function G2 and the power spectrum W (y2). FIG. 9 shows the power spectrum W (y1 + y2). FIG. 10 shows the transfer function H, the power spectrum W (z1) when the signal x1 output by the signal source A is observed by the
図6に示すように、W(x1)とW(x2)には差がほとんどない。その結果、図10に示すW(z1)とW(z2)にも差がほとんどない。したがって、図9に示すW(y1+y2)と、W(z1)あるいはW(z2)とを比較しても、ターゲット信号に含まれるある周波数成分の信号源を推定することは不可能である。 As shown in FIG. 6, there is almost no difference between W (x1) and W (x2). As a result, there is almost no difference between W (z1) and W (z2) shown in FIG. Therefore, even if W (y1 + y2) shown in FIG. 9 is compared with W (z1) or W (z2), it is impossible to estimate the signal source of a certain frequency component included in the target signal.
図11は、W(z1)とW(y1+y2)とのコヒーレンス関数の値C(z1,y1+y2)を示す図である。図12は、W(z2)とW(y1+y2)とのコヒーレンス関数の値C(z2,y1+y2)を示す図である。図11と図7、および、図12と図8を見比べると、コヒーレンス関数の値は、処理装置20に入力されるターゲット信号(y1+y2)に占める信号源信号xの割合を示していることが分かる。
FIG. 11 is a diagram showing the value C (z1, y1 + y2) of the coherence function of W (z1) and W (y1 + y2). FIG. 12 is a diagram showing the value C (z2, y1 + y2) of the coherence function of W (z2) and W (y1 + y2). Comparing FIGS. 11 and 7 and FIGS. 12 and 8, it can be seen that the value of the coherence function indicates the ratio of the signal source signal x to the target signal (y1 + y2) input to the
図13は、図11に示したコヒーレンス関数の値C(z1,y1+y2)にパワースペクトルW(y1+y2)を乗じた値と、パワースペクトルW(y1)を比較して示している。図14は、図12に示したコヒーレンス関数の値C(z2,y1+y2)にパワースペクトルW(y1+y2)を乗じた値と、パワースペクトルW(y2)を比較して示している。 FIG. 13 shows a comparison between the value obtained by multiplying the value C (z1, y1 + y2) of the coherence function shown in FIG. 11 by the power spectrum W (y1 + y2) and the power spectrum W (y1). FIG. 14 shows a comparison between the value obtained by multiplying the value C (z2, y1 + y2) of the coherence function shown in FIG. 12 by the power spectrum W (y1 + y2) and the power spectrum W (y2).
図13、図14から、コヒーレンス関数の値にパワースペクトルW(y1+y2)を乗じることで、処理装置20に入力される信号(すなわちターゲット信号)のパワースペクトルに含まれる、信号x1、x2に起因する信号成分のパワースペクトルを、定量的に正しく推定できていることが分かる。具体的には、処理装置20に入力される信号は、50MHz以下の周波数に関しては信号源Aが信号源であり、70MHz以上については信号源Bが信号源であることが分かる。
From FIGS. 13 and 14, by multiplying the value of the coherence function by the power spectrum W (y1 + y2), it is caused by the signals x1 and x2 included in the power spectrum of the signal (that is, the target signal) input to the
このように、ターゲット信号のパワースペクトルから、信号源信号のパワースペクトルを抽出できるので、強い信号にマスキングされて観測できない信号源信号を抽出することもできる。 In this way, since the power spectrum of the signal source signal can be extracted from the power spectrum of the target signal, it is also possible to extract the signal source signal that cannot be observed because it is masked by a strong signal.
[信号源方向の推定例]
図15は、信号源を推定する場合の信号源推定システム10の使用例を示す図である。図15に示す例では、信号源推定システム10は、アンテナATに受信される電波の信号源を推定するために用いられている。
[Estimation example of signal source direction]
FIG. 15 is a diagram showing a usage example of the signal
図15では、信号源A、B、Cが、互いにワイヤーハーネスを介して接続されている。信号源A、B、Cは、それぞれ、電子部品を搭載した装置である。ターゲット信号yは、アンテナATにより受信される信号である。 In FIG. 15, the signal sources A, B, and C are connected to each other via a wire harness. The signal sources A, B, and C are devices equipped with electronic components, respectively. The target signal y is a signal received by the antenna AT.
ここでは、アンテナATに受信される信号の信号源が信号源Aであるとする。プローブ14を信号源Aの近くに置くとコヒーレンス関数の値は1に近づく。加えて、他の信号源にプローブ14を近づけたときのコヒーレンス関数の値が低ければ、コヒーレンス関数の値により、アンテナATに受信された電波の信号源が信号源Aであると特定できる。
Here, it is assumed that the signal source of the signal received by the antenna AT is the signal source A. When the
ただし、信号源Bの近くにも信号源Aからの信号が伝達されていることがある。この場合には、信号源Bの近くにプローブ14を置いた場合にもコヒーレンス関数の値が1に近くなる。そのため、信号源A、信号源Bのどちらが、アンテナATに受信された信号の信号源であるかをコヒーレンス関数の値だけからは判断できないときもある。
However, the signal from the signal source A may be transmitted near the signal source B as well. In this case, the value of the coherence function becomes close to 1 even when the
しかし、このような場合であっても、信号源Aと信号源Bを結ぶワイヤーハーネスに沿ってプローブ14を移動させつつ、表示装置30に位相差∠WZYを表示させることで、信号源を推定することができる。
However, even in such a case, while moving the
図16に表示装置30に位相差∠WZYを表示する場合の表示例を示す。図16の表示例では、各点は、大きさが振幅2乗コヒーレンスの値であり、偏角がクロススペクトルWZYの偏角の正負を逆にしたものである複素数を複素平面上に表示している。また、各点は周波数に対応している。
On the
矢印は、プローブ14を信号源に近づく方向に移動した場合の点の動きを表している。プローブ14が信号源に近づくと、それぞれの点が反時計周りに回転する、すなわち、位相が進む。つまり、位相が進む場合、プローブ14が信号源に近づいていることが分かる。プローブ14を移動させると位相が遅れていく場合は、プローブ14は信号源から遠ざかっていることが分かる。このように、プローブ14を移動させつつ偏角の変化を確認することで、信号源の方向を推定することができる。
The arrow represents the movement of the point when the
なお、クロススペクトルWZYの偏角に代えて、クロススペクトルWZYと同じ偏角をもつ量(以下、これを偏角相当量とする)を表示装置30に表示してもよい。偏角相当量には、クロススペクトルWZY自体、(9)式に示す複素コヒーレンス関数などがある。また、偏角相当量の表示態様も、図16のように二次元的に表示する例に限られない。プローブ14の移動に伴う偏角の変化が分かれば、どのような表示態様であってもよい。
Instead of the deflection angle of the cross-spectral W ZY, the amount having the same argument as the cross-spectral W ZY (hereinafter, the deflection angle equivalent) may be displayed on the
[第1実施形態のまとめ]
以上、説明した第1実施形態の信号源推定システム10によれば、ターゲット信号yとプローブ信号zを取得し、それらの信号から、コヒーレンス関数の値γZY 2を算出する。プローブ信号zに伝達関数Hの影響があるにも関わらず、コヒーレンス関数の値γZY 2は、上述した数学的説明およびシミュレーション結果が示すように、ターゲット信号yのパワースペクトルに占める信号源信号xのパワースペクトルの割合を表している。
[Summary of the first embodiment]
According to the signal
よって、プローブ14の位置を変化させる等により、プローブ信号zの検出位置を変化させつつ、コヒーレンス関数の値γZY 2を算出すれば、ターゲット信号yのパワースペクトルに含まれる個々の信号源からの信号のパワースペクトルの割合を知ることができる。
Therefore, if the value γ ZY 2 of the coherence function is calculated while changing the detection position of the probe signal z by changing the position of the
また、本実施形態では、コヒーレンス関数の値γZY 2に、ターゲット信号スペクトルYのパワースペクトルWYYを乗じた値も算出する。この値は、上述した数学的説明およびシミュレーション結果が示すように、ターゲット信号yのパワースペクトルに含まれている信号源信号xに起因する成分のパワースペクトルである。よって、本実施形態によれば、ターゲット信号yのパワースペクトルに含まれている信号源信号xに起因する成分のパワースペクトルも知ることができる。 Further, in the present embodiment, a value obtained by multiplying the value of the coherence function γ ZY 2 by the power spectrum W YY of the target signal spectrum Y is also calculated. This value is a power spectrum of a component caused by the signal source signal x included in the power spectrum of the target signal y, as shown by the mathematical explanation and simulation results described above. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to know the power spectrum of the component caused by the signal source signal x included in the power spectrum of the target signal y.
さらに、本実施形態では、プローブ信号スペクトルZとターゲット信号スペクトルYの位相差∠WZYを表示装置30に表示する。これにより、図16を用いて説明したように、プローブ14を移動させつつ位相差∠WZYの変化すなわち偏角の変化を確認することで、信号源の方向を推定することができる。
Further, in this embodiment, to display a phase difference ∠W ZY of the probe signal spectrum Z and the target signal spectrum Y to the
<第2実施形態>
次に、第2実施形態を説明する。この第2実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。
<Second Embodiment>
Next, the second embodiment will be described. In the following description of the second embodiment, the elements having the same number as the codes used so far are the same as the elements having the same code in the previous embodiments, unless otherwise specified. Further, when only a part of the configuration is described, the embodiment described above can be applied to the other parts of the configuration.
図17に第2実施形態の処理装置120を示す。処理装置120は、処理装置20に代えて用いることができるものである。
FIG. 17 shows the
処理装置120は、処理装置20が備えていたコヒーレンス関数算出部80、乗算部90を備えていない。代わりに、処理装置120は、伝達関数推定部180、2乗部182、乗算部184、コヒーレンス関数算出部190を備える。処理装置120の他の構成は、処理装置20と同じである。
The
伝達関数推定部180は、プローブ信号zからターゲット信号yへの伝達系に、クロススペクトル法による伝達関数推定を適用する。すなわち、平均化されたクロススペクトルWZYを、プ
ローブ信号スペクトルZのパワースペクトルWZZで割る。伝達関数推定部180は、WZYをWZZで割った値を2乗部182に出力する。
The transfer
2乗部182は、伝達関数推定部180から取得した値を2乗する。乗算部184は、2乗部182が出力した値と、プローブ信号スペクトルZのパワースペクトルWZZの積を算出し、算出した値を表示装置30に表示する。算出した値は、次に説明するように、ターゲット信号yのパワースペクトルに含まれている信号源信号xに起因する成分のパワースペクトルWVVである。したがって、乗算部184は信号源起因パワースペクトル算出部に相当する。
The
次に、乗算部184が算出した値がパワースペクトルWVVであることを説明する。下記(10)式は、プローブ信号スペクトルZとターゲット信号スペクトルYに対してクロススペクトル法を適用した場合の式変形であり、クロススペクトル法に、さらに、前述した(2)式、(3)式を適用している。
Next, it will be described that the value calculated by the
(10)式を2乗し、かつWZZを乗じると、(11)式に示す式変形ができる。(11)式において、1行目は(10)式の両辺を2乗して、かつWZZを乗じた式であり、2行目は、WZZによる約分をし、かつ、分母分子にWYYを乗じた式である。 (10) squared type, and is multiplied by W ZZ, can expression modifications shown in (11). In the equation (11), the first line is the equation obtained by squared both sides of the equation (10) and multiplied by W ZZ , and the second line is the reduction by W ZZ and the denominator numerator. It is an equation multiplied by W YY.
(11)式より、乗算部184が算出した値はパワースペクトルWVVを意味していることが示された。 From the equation (11), it was shown that the value calculated by the multiplication unit 184 means the power spectrum WVV.
コヒーレンス関数算出部190は、乗算部184が算出した値を、第1平均化処理部71にて平均化されたターゲット信号スペクトルYのパワースペクトルWYYで割る。上述したように、乗算部184が算出した値はパワースペクトルWVVを意味している。これをパワースペクトルWYYで割った値は、前述した(7)式より、コヒーレンス関数の値γZY 2になる。コヒーレンス関数算出部190は、算出した値を表示装置30に表示する。
The coherence
この第2実施形態でも、計算手順は異なるものの、第1実施形態と同じ各種の値が算出できる。よって、第1実施形態と同じ効果が得られる。 Although the calculation procedure is different in this second embodiment, the same various values as in the first embodiment can be calculated. Therefore, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
以上、実施形態を説明したが、開示した技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も開示した範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。 Although the embodiments have been described above, the disclosed technology is not limited to the above-described embodiments, and the following modifications are also included in the disclosed scope, and further, within a range other than the following that does not deviate from the gist. It can be implemented with various changes.
<変形例1>
実施形態では、出力装置の一例として、表示装置30を示した。しかし、出力装置は、スピーカでもよい。
<Modification example 1>
In the embodiment, the
10:信号源推定システム 12:ターゲット信号検出線 14:プローブ 16:ECU 18:電子機器 20:処理装置 30:表示装置(出力装置) 40:周波数変換部 41:フレーム切り出し部 42:フレーム切り出し部 43:DFT部 44:DFT部 50:パワースペクトル算出部 51:第1パワースペクトル算出部 52:第2パワースペクトル算出部 60:クロススペクトル算出部 70:平均化処理部 71:第1平均化処理部 72:第2平均化処理部 73:第3平均化処理部 80:コヒーレンス関数算出部 90:乗算部(信号源起因パワースペクトル算出部) 92:偏角決定部 120:処理装置 180:伝達関数推定部 184:乗算部(信号源起因パワースペクトル算出部) 190:コヒーレンス関数算出部 AT:アンテナ
x:信号源信号 y:ターゲット信号 z:プローブ信号
10: Signal source estimation system 12: Target signal detection line 14: Probe 16: ECU 18: Electronic equipment 20: Processing device 30: Display device (output device) 40: Frequency conversion unit 41: Frame cutting unit 42: Frame cutting unit 43 : DFT unit 44: DFT unit 50: Power spectrum calculation unit 51: First power spectrum calculation unit 52: Second power spectrum calculation unit 60: Cross spectrum calculation unit 70: Averization processing unit 71: First averaging processing unit 72 : 2nd averaging processing unit 73: 3rd averaging processing unit 80: Coherence function calculation unit 90: Multiplying unit (signal source-derived power spectrum calculation unit) 92: Deviation angle determination unit 120: Processing device 180: Transmission function estimation unit 184: Multiplying unit (power spectrum calculation unit caused by signal source) 190: Coherence function calculation unit AT: antenna x: signal source signal y: target signal z: probe signal
Claims (8)
前記ターゲット信号と、検出子(14)により検出された信号である検出子信号(z)とを取得し、前記ターゲット信号および前記検出子信号からそれぞれ周波数スペクトルを算出する周波数変換部(40)と、
前記ターゲット信号の周波数スペクトル(Y)から前記ターゲット信号のパワースペクトルを算出し、前記検出子信号の周波数スペクトル(Z)から前記検出子信号のパワースペクトルを算出するパワースペクトル算出部(50)と、
前記検出子信号の周波数スペクトルと前記ターゲット信号の周波数スペクトルのクロススペクトルを算出するクロススペクトル算出部(60)と、
前記ターゲット信号のパワースペクトル、前記検出子信号のパワースペクトル、前記クロススペクトルを平均化する平均化処理部(70)と、
平均化された前記クロススペクトルの2乗を、平均化された前記ターゲット信号のパワースペクトルと平均化された前記検出子信号のパワースペクトルの積で割った値であるコヒーレンス関数の値を算出し、算出した値を前記ターゲット信号のパワースペクトルに占める前記信号源信号のパワースペクトルの割合を示す値として出力するコヒーレンス関数算出部(80)と、を備える信号源推定装置。 A signal source estimation device that calculates the ratio of the power spectrum of the signal source signal (x) generated by the target signal source to the power spectrum of the target signal (y), which is the signal to be analyzed.
A frequency converter (40) that acquires the target signal and the detector signal (z), which is a signal detected by the detector (14), and calculates a frequency spectrum from the target signal and the detector signal, respectively. ,
A power spectrum calculation unit (50) that calculates the power spectrum of the target signal from the frequency spectrum (Y) of the target signal and calculates the power spectrum of the detector signal from the frequency spectrum (Z) of the detector signal.
A cross spectrum calculation unit (60) that calculates a cross spectrum between the frequency spectrum of the detector signal and the frequency spectrum of the target signal, and
An averaging processing unit (70) that averages the power spectrum of the target signal, the power spectrum of the detector signal, and the cross spectrum.
The value of the coherence function, which is the value obtained by dividing the square of the averaged cross spectrum by the product of the averaged power spectrum of the target signal and the averaged power spectrum of the detector signal, is calculated. A signal source estimation device including a coherence function calculation unit (80) that outputs the calculated value as a value indicating the ratio of the power spectrum of the signal source signal to the power spectrum of the target signal.
前記ターゲット信号と、検出子(14)により検出された信号である検出子信号(z)とを取得し、前記ターゲット信号および前記検出子信号からそれぞれ周波数スペクトルを算出する周波数変換部(40)と、
前記検出子信号の周波数スペクトルから前記検出子信号のパワースペクトルを算出するパワースペクトル算出部(50)と、
前記検出子信号の周波数スペクトルと前記ターゲット信号の周波数スペクトルとのクロススペクトルを算出するクロススペクトル算出部(60)と、
前記検出子信号のパワースペクトル、前記クロススペクトルを平均化する平均化処理部(70)と、
平均化された前記クロススペクトルを、平均化された前記検出子信号のパワースペクトルで割った値を算出する伝達関数推定部(180)と、
前記伝達関数推定部が算出した値を2乗した値に、前記検出子信号のパワースペクトルを乗じた値を、前記ターゲット信号のパワースペクトルに含まれている前記信号源信号に起因する成分のパワースペクトルとして算出する信号源起因パワースペクトル算出部(184)と、を備える信号源推定装置。 A signal source estimation device that calculates the power spectrum of the component caused by the signal source signal (x) generated by the target signal source, which is included in the power spectrum of the target signal (y), which is the signal to be analyzed. There,
A frequency converter (40) that acquires the target signal and the detector signal (z), which is a signal detected by the detector (14), and calculates a frequency spectrum from the target signal and the detector signal, respectively. ,
A power spectrum calculation unit (50) that calculates the power spectrum of the detector signal from the frequency spectrum of the detector signal, and
A cross spectrum calculation unit (60) for calculating a cross spectrum between the frequency spectrum of the detector signal and the frequency spectrum of the target signal, and
The power spectrum of the detector signal, the averaging processing unit (70) for averaging the cross spectrum, and
A transfer function estimation unit (180) that calculates a value obtained by dividing the averaged cross spectrum by the power spectrum of the averaged detector signal, and
The value obtained by multiplying the squared value of the value calculated by the transfer function estimation unit by the power spectrum of the detector signal is the power of the component caused by the signal source signal included in the power spectrum of the target signal. A signal source estimation device including a signal source-derived power spectrum calculation unit (184) for calculating as a spectrum.
前記平均化処理部は、前記ターゲット信号のパワースペクトルも平均化し、
前記ターゲット信号に含まれている前記信号源信号に起因する成分のパワースペクトルを、平均化された前記ターゲット信号のパワースペクトルで割った値であるコヒーレンス関数の値を算出し、算出した値を前記ターゲット信号のパワースペクトルに占める前記信号源信号のパワースペクトルの割合を示す値として出力するコヒーレンス関数算出部(190)を備える請求項3に記載の信号源推定装置。 In addition to calculating the power spectrum of the detector signal, the power spectrum calculation unit calculates the power spectrum of the target signal from the frequency spectrum of the target signal.
The averaging processing unit also averages the power spectrum of the target signal.
The value of the coherence function, which is the value obtained by dividing the power spectrum of the component caused by the signal source signal included in the target signal by the averaged power spectrum of the target signal, is calculated, and the calculated value is used as described above. The signal source estimation device according to claim 3, further comprising a coherence function calculation unit (190) that outputs a value indicating the ratio of the power spectrum of the signal source signal to the power spectrum of the target signal.
前記ターゲット信号と、検出子(14)により検出された信号である検出子信号(z)とを取得し、前記ターゲット信号および前記検出子信号からそれぞれ周波数スペクトルを算出する周波数変換部(40)と、
前記検出子信号の周波数スペクトルと前記ターゲット信号の周波数スペクトルとのクロススペクトルを算出するクロススペクトル算出部(60)と、
前記クロススペクトルを平均化する平均化処理部(70)と、
平均化された前記クロススペクトルに基づいて、平均化された前記クロススペクトルの偏角を示す量である偏角相当量を決定する偏角決定部(92)と、
前記偏角相当量を出力する出力装置(30)と、を備える信号源推定装置。 A signal source estimation device that estimates the direction in which the target signal source signal (x) included in the target signal (y), which is the signal to be analyzed, is generated.
A frequency converter (40) that acquires the target signal and the detector signal (z), which is a signal detected by the detector (14), and calculates a frequency spectrum from the target signal and the detector signal, respectively. ,
A cross spectrum calculation unit (60) for calculating a cross spectrum between the frequency spectrum of the detector signal and the frequency spectrum of the target signal, and
An averaging processing unit (70) for averaging the cross spectrum and
Based on the averaged cross spectrum, a declination determination unit (92) for determining an argument equivalent amount, which is an amount indicating the declination of the averaged cross spectrum,
A signal source estimation device including an output device (30) that outputs the declination equivalent amount.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019162331A JP6881531B2 (en) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | Signal source estimator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019162331A JP6881531B2 (en) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | Signal source estimator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021039074A true JP2021039074A (en) | 2021-03-11 |
JP6881531B2 JP6881531B2 (en) | 2021-06-02 |
Family
ID=74846968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019162331A Active JP6881531B2 (en) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | Signal source estimator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6881531B2 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01311242A (en) * | 1988-06-09 | 1989-12-15 | Toshiba Corp | Valve leak monitoring device |
US4910688A (en) * | 1988-04-01 | 1990-03-20 | Domtar Inc. | On-machine sheet material property analysis |
JPH02226033A (en) * | 1989-02-27 | 1990-09-07 | Fuji Electric Co Ltd | Judging method for transfer function |
JPH02294872A (en) * | 1989-05-10 | 1990-12-05 | Ono Sokki Co Ltd | Method and device for estimating resolution deviation error |
JPH04181149A (en) * | 1990-11-15 | 1992-06-29 | Mitsubishi Motors Corp | Diagnosis for deterioration of catalyst |
WO2002073222A1 (en) * | 2001-03-14 | 2002-09-19 | Advantest Corporation | Frequency analyzing method, frequency analyzing apparatus, and spectrum analyzer |
JP2004289762A (en) * | 2003-01-29 | 2004-10-14 | Toshiba Corp | Method of processing sound signal, and system and program therefor |
JP2006313997A (en) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Alpine Electronics Inc | Noise level estimating device |
-
2019
- 2019-09-05 JP JP2019162331A patent/JP6881531B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4910688A (en) * | 1988-04-01 | 1990-03-20 | Domtar Inc. | On-machine sheet material property analysis |
JPH01311242A (en) * | 1988-06-09 | 1989-12-15 | Toshiba Corp | Valve leak monitoring device |
JPH02226033A (en) * | 1989-02-27 | 1990-09-07 | Fuji Electric Co Ltd | Judging method for transfer function |
JPH02294872A (en) * | 1989-05-10 | 1990-12-05 | Ono Sokki Co Ltd | Method and device for estimating resolution deviation error |
JPH04181149A (en) * | 1990-11-15 | 1992-06-29 | Mitsubishi Motors Corp | Diagnosis for deterioration of catalyst |
WO2002073222A1 (en) * | 2001-03-14 | 2002-09-19 | Advantest Corporation | Frequency analyzing method, frequency analyzing apparatus, and spectrum analyzer |
JP2004289762A (en) * | 2003-01-29 | 2004-10-14 | Toshiba Corp | Method of processing sound signal, and system and program therefor |
JP2006313997A (en) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Alpine Electronics Inc | Noise level estimating device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6881531B2 (en) | 2021-06-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10264350B2 (en) | Sound source probing apparatus, sound source probing method, and storage medium storing program therefor | |
Schuet et al. | A model-based probabilistic inversion framework for characterizing wire fault detection using TDR | |
US8194500B2 (en) | Method and device for locating a sound source | |
US20060195279A1 (en) | Method and system for the detection and/or removal of sinusoidal interference signals in a noise signal | |
Rahman et al. | Enhancement of coherence functions using time signals in Modal Analysis | |
US9961460B2 (en) | Vibration source estimation device, vibration source estimation method, and vibration source estimation program | |
CN104360251A (en) | Ultrasonic signal time delay estimation method for partial discharging of potential transformer | |
EP3232219B1 (en) | Sound source detection apparatus, method for detecting sound source, and program | |
US9820043B2 (en) | Sound source detection apparatus, method for detecting sound source, and program | |
KR101426863B1 (en) | A method for recognizing radar intra-pulse modulation type using features | |
CN109923430B (en) | Device and method for phase difference expansion | |
US7885421B2 (en) | Method and system for noise measurement with combinable subroutines for the measurement, identification and removal of sinusoidal interference signals in a noise signal | |
JP6881531B2 (en) | Signal source estimator | |
CN112114296B (en) | Parameter estimation method and system for unmanned aerial vehicle collaborative TDOA/FDOA composite positioning | |
Andria et al. | Interpolated smoothed pseudo Wigner-Ville distribution for accurate spectrum analysis | |
JP4982229B2 (en) | Moving target detection device | |
WO2011089421A1 (en) | Apparatus and method for measuring a phasor of an electrical power system signal | |
WO2021131601A1 (en) | Radar device | |
Amirmazlaghani et al. | Statistical modeling and denoising Wigner–Ville distribution | |
JP5701511B2 (en) | Weather radar signal processing apparatus and ground clutter removal method thereof | |
JP6398689B2 (en) | Signal processing apparatus, signal processing method, and program | |
WO2007138812A1 (en) | Radar device | |
JP3557463B2 (en) | Super resolution antenna | |
JP7147894B2 (en) | signal source estimator | |
KR20130065023A (en) | Sound field displaying method for impact sound |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190905 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201117 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20210112 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210303 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210406 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210419 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6881531 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |