JP2790909B2 - Passive sonar broadband signal reception method - Google Patents

Passive sonar broadband signal reception method

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、3次元空間内(水中)を移動する目標が放
射する音波を用いて該目標の探索、位置計測、類別を行
うパッシブソーナ、あるいは目標に向かって音波を当
て、その反射波(エコー)を用いて該目標の探索等を行
うアクティブソーナのうち、パッシブソーナの広帯域信
号受信方法に関するものである。さらに詳しくいえば、
本発明は、艦船等の航走音等といった定常性の高い連続
広帯域信号をセンサで受信し、該センサ出力の強度(以
下、「パワー」という)情報を用いて該広帯域信号の検
出等を行うパッシブソーナの広帯域信号受信方法に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial application field) The present invention relates to a passive sonar that searches for a target, measures a position of the target, and categorizes the target using a sound wave radiated by a target moving in a three-dimensional space (underwater). Alternatively, the present invention relates to a method for receiving a wideband signal of a passive sonar among active sonars which irradiate a sound wave toward a target and search for the target using a reflected wave (echo). More specifically,
According to the present invention, a continuous wideband signal having a high degree of stationery, such as a running sound of a ship or the like, is received by a sensor, and detection of the wideband signal is performed using intensity information (hereinafter, referred to as “power”) of the sensor output. The present invention relates to a passive sonar broadband signal receiving method.

(従来の技術) 従来、このような分野の技術としては、プロシーディ
ング オブ ザ アイ・イ・イ・イ(PROCEEDINGS OF T
HE IEEE)、69[11](1981−11)(米)W.C.KNIGHT ea
tl「ディジタル シグナル プロセッシング フォア
ソーナ(Digital Signal Processing for Sonar)」P.1
451−1506に記載されるものがあった。以下、その構成
を図を用いて説明する。
(Prior Art) Conventionally, techniques in such a field include: PROCEEDINGS OF T
HE IEEE), 69 [11] (1981-11) (US) WCKNIGHT ea
tl "Digital Signal Processing Fore
Sonar (Digital Signal Processing for Sonar) "P.1
There were those described in 451-1506. Hereinafter, the configuration will be described with reference to the drawings.

第2図は、前記文献に記載された従来のパッシブソー
ナの広帯域信号受信方法を用いた受信装置の一構成例を
示す機能ブロック図である。
FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of a configuration of a receiving apparatus using the conventional passive sonar broadband signal receiving method described in the above document.

この広帯域信号受信方法は、二乗検波受信方式であ
り、例えばセンサ1、増幅器2、帯域制限フィルタ3、
サンプラ4、二乗算出器5、積分器6、及び出力端子7
を有する受信装置で、次のように処理される。
This broadband signal receiving method is a square-law detection receiving method, for example, a sensor 1, an amplifier 2, a band limiting filter 3,
Sampler 4, square calculator 5, integrator 6, and output terminal 7
Is processed as follows.

目標からの広帯域信号Sinは、センサ1で受信され、
そのセンサ出力が増幅器2で適正なレベルまで増幅され
る。増幅された受信信号のうち、不用な周波数成分が帯
域制御フィルタ3で除去された後、サンプラ4でディジ
タル信号に変換され、二乗算出器5へ送られる。
The wideband signal Sin from the target is received by the sensor 1,
The sensor output is amplified by the amplifier 2 to an appropriate level. After unnecessary frequency components of the amplified received signal are removed by the band control filter 3, the signal is converted into a digital signal by the sampler 4 and sent to the square calculator 5.

二乗算出器5は、サンプラ4から出力されるディジタ
ル受信信号の二乗値を算出することにより、広帯域信号
Sinの時刻tkにおける強度(以下、「瞬時パワー」とい
う)P(k)を求めて積分器6へ送る。積分器6は、瞬
時パワーP(t)を積分することにより、広帯域信号Si
nの長時間積分パワー(以下、「パワー」という)
(k)を求め、出力端子7からパワー情報として出力す
る。そして、出力端子7から出力されたパワーの時系列
データを用いて、広帯域信号Sinの検出等が行われる。
The square calculator 5 calculates a square value of the digital reception signal output from the sampler 4 to obtain a wideband signal.
Strength at time t k of Sin (hereinafter referred to as "instantaneous power") sent to the integrator 6 in search of P (k). The integrator 6 integrates the instantaneous power P (t) to form a broadband signal Si.
n long-term integrated power (hereinafter referred to as "power")
(K) is obtained and output from the output terminal 7 as power information. Then, using the time series data of the power output from the output terminal 7, detection of the wideband signal Sin and the like are performed.

ここで、積分器6は、例えば有限インパルス応答フィ
ルタ(Finite Inpulse Response filter、以下「FIRフ
ィルタ」という)、あるいは無限インパルス応答フィル
タ(Infinite Inpulse Response Filter、以下「IIRフ
ィルタ」という)で構成できる。広帯域信号Sinを受信
する場合、FIRフィルタを用いると、信号処理が複雑に
なって処理時間も長くなる。そこで、通常はIIRフィル
タを用いて積分器6を構成し、信号処理の簡単化と、処
理速度の高速化を図るようにしている。
Here, the integrator 6 can be composed of, for example, a finite impulse response filter (hereinafter, referred to as “FIR filter”) or an infinite impulse response filter (hereinafter, referred to as “IIR filter”). When a wideband signal Sin is received, using an FIR filter complicates signal processing and increases processing time. Therefore, the integrator 6 is usually configured using an IIR filter so as to simplify the signal processing and increase the processing speed.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、従来の受信方法では、次のような課題
があった。
(Problems to be solved by the invention) However, the conventional receiving method has the following problems.

従来の受信方法では、アクティブソーナ等から送出さ
れる探信音とも呼ばれる高いレベルのパルス信号psが、
広帯域信号Sinの対象周波数帯域内に存在するとき、積
分器6にIIRフィルタを用いた場合、広帯域信号Sinのパ
ワーがパルス信号psのパワーによって長時間に渡ってマ
スキングされるという問題があった。
In the conventional receiving method, a high-level pulse signal ps also called a search sound transmitted from an active sonar,
When an IIR filter is used for the integrator 6 when the broadband signal Sin exists in the target frequency band, there is a problem that the power of the broadband signal Sin is masked for a long time by the power of the pulse signal ps.

第3図は、このような問題のより詳細な説明図であ
る。図中、P1(t)は時刻tにおける広帯域信号Sinの
みの瞬時パワーを示し、P2(t)は時刻tにおけるパル
ス信号psのみの瞬時パワーを示し、(t)は広帯域信
号Sinとパルス信号psとの加算信号のパワーを示す。な
お、説明を簡単化するため全て連続系で示している。
FIG. 3 is a more detailed illustration of such a problem. In the figure, P 1 (t) indicates the instantaneous power of only the wideband signal Sin at time t, P 2 (t) indicates the instantaneous power of only the pulse signal ps at time t, and (t) indicates the wideband signal Sin and the pulse. This shows the power of the signal added to the signal ps. In addition, in order to simplify description, it is all shown in a continuous system.

第3図に示すように、時刻t1からt2まで継続するパル
ス時間幅Tpのパルス信号psが広帯域信号Sinの対象周波
数帯域内に存在するとき、(t)はIIRフィルタを用
いる積分器6の影響を受け、時刻t2後も、およそ時刻t3
に到る時間Tiの間、影響を受け続けることになる。
As shown in FIG. 3, the pulse signal ps pulse duration T p which continues from time t1 to t2 is when present in the target frequency band of the wideband signal Sin, (t) is the integrator 6 using an IIR filter Affected, after time t2, approximately at time t3
During the time T i leading to.

パルス信号psのパワーに影響を受ける時間Tiは、P
1(t)とP2(t)の相対レベル、パルス幅Tp、及び積
分器6の等価積分時間τによって決まる。積分器6を構
成するIIRフィルタの応答関数として、例えば指数関数
を選んだ場合、 のとき、時間Tiはおよそ60〜80秒のオーダとなる。この
ように長時間に渡って広帯域信号Sinのパワーがマスキ
ングされると、該広帯域信号Sinのパワーを連続的に検
出することができず、受信精度が低下し、それを解決す
ることが困難であった。
The time Ti affected by the power of the pulse signal ps is P
It is determined by the relative level of 1 (t) and P 2 (t), the pulse width T p , and the equivalent integration time τ of the integrator 6. When, for example, an exponential function is selected as a response function of the IIR filter constituting the integrator 6, In this case, the time Ti is on the order of about 60 to 80 seconds. When the power of the wideband signal Sin is masked for a long time as described above, the power of the wideband signal Sin cannot be continuously detected, the receiving accuracy is reduced, and it is difficult to solve the problem. there were.

本発明は前記従来技術が持っていた課題として、広帯
域信号の受信対象周波数帯域内に、相対的に高いレベル
のパルス信号が含まれる場合、該パルス信号の継続時間
の終了後も長時間に渡って前記広帯域信号のパワーがマ
スキングされて受信精度が低下するという点について解
決したパッシブソーナの広帯域信号受信方法を提供する
ものである。
The present invention has a problem that the prior art has a problem that when a relatively high-level pulse signal is included in a reception target frequency band of a wideband signal, the pulse signal remains for a long time after the end of the duration of the pulse signal. It is another object of the present invention to provide a passive sonar broadband signal receiving method which solves the problem that the power of the wideband signal is masked and the receiving accuracy is reduced.

(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、本発明は、目標
からの広帯域信号をセンサで受信し、前記センサ出力に
基づき前記広帯域信号の強度であるパワーを求めるパッ
シブソーナの広帯域信号受信方法において、次のような
手段を講じたものである。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention is to receive a wideband signal from a target by a sensor and obtain a power which is an intensity of the wideband signal based on the sensor output. In the passive sonar broadband signal receiving method, the following measures are taken.

即ち、前記センサ出力の広帯域信号を狭帯域成分に分
割して周波数分析し、前記周波数分析結果を用いて前記
分割された各周波数毎に短時間積分パワーである瞬時パ
ワー密度を求め、前記瞬時パワー密度の時系列データを
用いて前記分割した各周波数毎にパルス状信号成分のパ
ルス検出を行なう。そして、前記パルス検出された周波
数に対して積分定数の設定を行ない、前記積分定数を用
いて前記瞬時パワー密度を時間領域で積分して各周波数
毎に長時間積分パワーを求め、前記長時間積分パワーを
周波数領域で加算して広帯域信号のパワーを算出するよ
うにしている。
That is, the wideband signal of the sensor output is divided into narrowband components and subjected to frequency analysis, and the instantaneous power density, which is short-time integrated power, is obtained for each of the divided frequencies using the frequency analysis result. Pulse detection of a pulse-like signal component is performed for each of the divided frequencies using the time series data of the density. Then, an integration constant is set for the frequency at which the pulse is detected, and the instantaneous power density is integrated in the time domain using the integration constant to obtain a long-term integrated power for each frequency. The power is added in the frequency domain to calculate the power of the wideband signal.

(作 用) 本発明によれば、以上のように広帯域信号受信方法を
構成したので、受信された広帯域信号は、狭帯域成分に
分割され、該分割された各周波数毎に瞬時パワー密度が
算出される。さらに、瞬時パワー密度の時系列データを
用いて各周波数毎にパルス状信号成分が検出され、該パ
ルス検出された周波数毎に、長時間積分パワー算出のた
めの積分定数の設定が行われる。そして、設定された積
分定数を用い、分割された各周波数毎に、前記瞬時パワ
ー密度に対する積分が行われた後、周波数領域で加算さ
れ、広帯域信号のパワーが出力される。これにより、該
パルス信号の影響が除去されて広帯域信号のパワーが連
続的に得られる。従って、前記課題を解決できるのであ
る。
(Operation) According to the present invention, since the wideband signal receiving method is configured as described above, the received wideband signal is divided into narrowband components, and the instantaneous power density is calculated for each of the divided frequencies. Is done. Further, a pulse-like signal component is detected for each frequency using the time series data of the instantaneous power density, and an integration constant for calculating the long-term integrated power is set for each frequency at which the pulse is detected. Then, using the set integration constant, integration for the instantaneous power density is performed for each of the divided frequencies, and then added in the frequency domain to output the power of the wideband signal. Thereby, the influence of the pulse signal is removed and the power of the wideband signal is continuously obtained. Therefore, the above problem can be solved.

(実施例) 第1図は、本発明の一実施例を示すもので、パッシブ
ソーナの広帯域信号受信方法を用いた受信装置の機能ブ
ロック図であり、従来の第2図中の要素と共通の要素に
は共通の符号が付されている。
(Embodiment) FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a functional block diagram of a receiving apparatus using a passive sonar broadband signal receiving method, which is common to the elements in FIG. Elements are assigned common symbols.

この受信装置が従来の第2図のものと異なる点は、第
2図の二乗算出器5及び積分器6に代えて、周波数分析
器11、瞬時パワー密度算出器12、パルス検出器13、積分
定数設定器14、積分器15、及びパワー算出器16を設けた
ことである。
The difference between this receiving apparatus and the conventional one shown in FIG. 2 is that a frequency analyzer 11, an instantaneous power density calculator 12, a pulse detector 13, and an integration unit are used instead of the square calculator 5 and the integrator 6 shown in FIG. That is, a constant setting device 14, an integrator 15, and a power calculator 16 are provided.

周波数分析器11は、高速フーリエ変換(以下、FFTと
いう)等のディジタルフーリエ変換によってM個の狭帯
域成分 (k;m)(但し、m=1,…,M)に分割し、それを瞬時パ
ワー密度算出器12へ与える回路である。瞬時パワー密度
算出器12は、周波数分析器出力 (k;m)から各瞬時パワー密度P(k;m)を算出し、その
算出結果をパルス検出器13及び積分器15へ与える機能を
有している。
The frequency analyzer 11 performs M narrow band components by digital Fourier transform such as fast Fourier transform (hereinafter, referred to as FFT). (K; m) (where, m = 1,..., M), and this is supplied to the instantaneous power density calculator 12. The instantaneous power density calculator 12 outputs the frequency analyzer output. It has a function of calculating each instantaneous power density P (k; m) from (k; m) and giving the calculation result to the pulse detector 13 and the integrator 15.

パルス検出器14は、瞬時パワー密度進出器出力よりパ
スル成分を検出し、その検出結果を積分定数設定器14へ
与える機能を有している。積分定数設定器14は、パルス
検出器出力を用いて各周波数毎の積分定数α(k;m),
β(k;m)を生成し、それを積分器15へ与える機能を有
している。
The pulse detector 14 has a function of detecting a pulse component from the output of the instantaneous power density advancer and providing the detection result to the integration constant setting unit 14. The integration constant setting unit 14 uses the pulse detector output to calculate the integration constant α (k; m) for each frequency,
It has a function of generating β (k; m) and giving it to the integrator 15.

積分器15は、積分定数α(k;m),β(k;m)を用い、
瞬時パワー密度算出器出力を積分し、その積分結果をパ
ワー算出器16に与える回路である。パワー算出器16は、
積分器出力を周波数領域で加算して長時間積分パワー
(k)を求め、それを出力端子7へ出力する機能を有
している。
The integrator 15 uses the integration constants α (k; m) and β (k; m)
This is a circuit that integrates the output of the instantaneous power density calculator and gives the integration result to the power calculator 16. The power calculator 16 is
Long-term integration power by adding the integrator output in the frequency domain
a (k) is obtained and output to the output terminal 7.

第4図は、第1図中のパルス検出器13の一構成例を示
す機能ブロック図である。
FIG. 4 is a functional block diagram showing one configuration example of the pulse detector 13 in FIG.

パルス検出器13は、瞬時パワー密度算出器12の出力を
入力するっ複数の入力端子311〜31Mを有し、それには積
分器321〜32M、スレシュホールド設定器331〜33M、比較
器341〜34M、及び積分定数設定器14への出力端子351〜3
5Mがそれぞれ接続されている。
The pulse detector 13 has a plurality of input terminals 31 1 to 31 M for inputting the output of the instantaneous power density calculator 12, which includes an integrator 32 1 to 32 M and a threshold setting unit 33 1 to 33 M. , Comparators 34 1 to 34 M , and output terminals 35 1 to 3 to the integration constant setting unit 14
5 M each are connected.

次に、以上のような受信装置を用いた広帯域信号受信
方法について説明する。
Next, a method of receiving a wideband signal using the above-described receiving apparatus will be described.

第1図において、目標からの広帯域信号Sinは、セン
サ1で受信され、そのセンサ出力が増幅器2で適正なレ
ベルまで増幅される。増幅された受信信号のうち、不用
な周波数成分が帯域制御フィルタ3で除去された後、サ
ンプラ4でディジタル信号に変換され、周波数分析器11
へ送られる。
In FIG. 1, a broadband signal Sin from a target is received by a sensor 1 and the sensor output is amplified by an amplifier 2 to an appropriate level. Unnecessary frequency components of the amplified received signal are removed by the band control filter 3, then converted into digital signals by the sampler 4,
Sent to

周波数分析器11では、サンプラ4から出力された広帯
域信号のサンプル出力η(k)を各々M個の狭帯域成分 (k;m)(但し、m=1,…,M)に分割する。分割された
狭帯域成分 (k;m)は、M個づつ瞬時パワー密度算出器12に入力さ
れ、各々において瞬時パワー密度 但し、m=1,…,M が算出される。瞬時パワー密度P(k;m)は、M個づつ
積分器15及びパルス検出器13に入力される。
The frequency analyzer 11 converts the sample outputs η (k) of the wideband signal output from the sampler 4 into M narrowband components, respectively. (K; m) (where m = 1,..., M). Split narrowband component (K; m) is input to the instantaneous power density calculator 12 for each of M pieces, and the instantaneous power density is calculated for each of them. However, m = 1,..., M is calculated. The instantaneous power density P (k; m) is input to the integrator 15 and the pulse detector 13 for each M pieces.

パルス検出器13では、瞬時パワー密度の時系列データ …,P(k−2;m),P(k−1;m),P(k;m) (但し、m=1,…,M) を用いて、各周波数毎にP(k;m)に含まれるパルス成
分のみを検出する。
In the pulse detector 13, time series data of the instantaneous power density..., P (k−2; m), P (k−1; m), P (k; m) (where m = 1,..., M) , Only the pulse components included in P (k; m) are detected for each frequency.

即ち、第4図のパルス検出器13において、積分器321
〜32Mは、検出対象とするパルス信号の最大の時間幅よ
り充分に長い等価積分時間を持つ積分器であり、入力端
子311〜31Mからの瞬時パワー密度算出器出力に基づき、
パルスを検出するためのスレシュホールドを決定するた
めに、パルス以外の信号成分のレベルを推定し、その推
定結果をスレシュホールド設定器331〜33Mへ送る。
That is, in the pulse detector 13 of FIG. 4, the integrator 32 1
~ 32 M is an integrator having an equivalent integration time sufficiently longer than the maximum time width of the pulse signal to be detected, based on the instantaneous power density calculator output from the input terminals 31 1 to 31 M ,
To determine the-threshold for detecting a pulse, to estimate the level of the signal components other than the pulse and sends the estimation result-threshold setter 33 to 333 to the M.

スレシュホールド設定器331〜33Mは、各積分器321〜3
2Mから出力されるレベルに、予め定めた一定値を加算す
ることにより、時刻kにおけるスレシュホールド値TH
(k;1),TH(k;2),…,TH(k;M)を比較器341〜34M
出力する。ここで、加算する値は、パルス検出における
誤警報確率等で決まるパルス成分除去の対象とする最小
レベルによって設定される。
The threshold setters 33 1 to 33 M are connected to the respective integrators 32 1 to 3
By adding a predetermined constant value to the level output from 2M, the threshold value TH at time k is obtained.
(K; 1), TH ( k; 2), ..., TH; outputs (k M) to a comparator 34 1 to 34C M a. Here, the value to be added is set by the minimum level to be subjected to pulse component removal determined by the false alarm probability in pulse detection.

比較器341〜34Mは、スレシュホールド設定器331〜33M
から出力されるスレシュホールド値と、入力端子311〜3
1Mから入力される時刻kでの瞬時パワー密度とを、各周
波数毎に比較し、 P(k;m)TH(k;m) 但し、m=1,…,M のとき、パルス検出信号を出力端子351〜35Mへ出力して
第1図の積分定数設定器14へ与える。
Comparators 34 1 to 34 M are threshold setting units 33 1 to 33 M
And the input terminals 31 1 to 3
The instantaneous power density at time k input from 1 M is compared for each frequency, and P (k; m) TH (k; m) where m = 1,. outputs to the output terminals 35 1 to 35 M gives to the integral constant setter 14 of FIG. 1.

積分定数設定器14は、パルス検出器13から入力される
パルス検出信号を用いて各周波数毎に積分定数α(k;
m),β(k;m)を生成し、積分器15へ出力する。例え
ば、積分器15の応答関数が次式で与えられた場合、 (k;m)= α(k;m)・P(k;m) +β(k;m)・(k−1;m) 積分定数設定器14では、積分定数α(k;m)及びβ(k;
m)を次のように設定する。
The integration constant setting unit 14 uses the pulse detection signal input from the pulse detector 13 to set an integration constant α (k;
m) and β (k; m) are generated and output to the integrator 15. For example, when the response function of the integrator 15 is given by the following equation, (k; m) = α (k; m) · P (k; m) + β (k; m) · (k−1; m) In the integration constant setting unit 14, the integration constants α (k; m) and β (k;
m) is set as follows.

但し、α0;長時間積分パワーを求めるための積分時間
に相当する積分定数 積分器15は、積分定数設定器14により生成された積分
定数α(k;m)及びβ(k;m)を用いて応答関数を計算
し、パワー算出器16へ出力する。
Here, α 0 ; an integration constant corresponding to an integration time for obtaining a long-term integration power. The integrator 15 calculates the integration constants α (k; m) and β (k; m) generated by the integration constant setting unit 14. Then, a response function is calculated and output to the power calculator 16.

例えば、該積分定数設定法においてγ=0、γ
1とすると、パルスが検出された場合には、その周波数
の瞬時パワー密度P(k;m)が除去され、時刻k−1の
積分出力(k−1;m)が時刻kの積分出力(k;m)と
して出力される。パワー算出器16は、積分器15からのM
個の積分出力(k;m)(m=1,2,…,M)を周波数領域
で加算することにより、長時間積分パワー(k)を
求め、出力端子7へ出力する。
For example, in the integration constant setting method, γ 1 = 0, γ 2 =
If a pulse is detected, the instantaneous power density P (k; m) at that frequency is removed, and the integrated output (k-1; m) at time k-1 is changed to the integrated output (k-1; m) at time k. k; m). The power calculator 16 calculates the M from the integrator 15
By adding the integral outputs (k; m) (m = 1, 2,..., M) in the frequency domain, a long-term integral power a (k) is obtained and output to the output terminal 7.

以上のように、本実施例では、従来の二乗算出器5の
処理に代えて、周波数分析器11により、サンプル出力η
(k)を狭帯域成分 (k;m)に分割し、瞬時パワー算出器12により、分割し
た各周波数毎に短時間積分パワーである瞬時パワー密度 を算出する。そして、パルス検出器13により、瞬時パワ
ー密度の時系列データ …,P(k−2;m),P(k−1;m),P(k;m) を用いて各周波数毎にP(k;m)に含まれるパルス状信
号成分のみを検出し、積分定数設定器14により、パルス
検出された周波数毎に長時間積分パワー算出のための積
分定数を制御する。すると、積分器15が、設定された積
分定数を用いて前記分割された各周波数毎に積分し、パ
ワー算出器16により、周波数領域で加算した値
(k)を、広帯域信号のパワーとして出力する。その
ため、IIRフィルタを用いた長時間積分機能を有する場
合においても、長時間にわたってパルス信号の干渉を受
けることが少なくなると共に、該パルス信号の強いパワ
ーの存在する周波数帯域以外は、該パルス信号に影響さ
れることなく連続して用いることができるので、広帯域
信号のパワーの情報の欠落を少なくすることができる。
As described above, in the present embodiment, the frequency analyzer 11 replaces the processing of the conventional square calculator 5 with the sample output η.
(K) is the narrow band component (K; m), and the instantaneous power calculator 12 calculates the instantaneous power density, which is the short-time integrated power for each of the divided frequencies. Is calculated. Then, the pulse detector 13 uses the time series data of the instantaneous power density,..., P (k−2; m), P (k−1; m), P (k; m) k; m) is detected, and the integration constant setting unit 14 controls the integration constant for calculating the long-term integration power for each frequency at which the pulse is detected. Then, the integrator 15 integrates for each of the divided frequencies using the set integration constant, and the power calculator 16 adds the value in the frequency domain.
a (k) is output as the power of the wideband signal. Therefore, even in the case of having a long-time integration function using an IIR filter, the interference of the pulse signal is reduced over a long period of time, and except for the frequency band in which the strong power of the pulse signal exists, the pulse signal is Since it can be used continuously without being affected, loss of power information of a wideband signal can be reduced.

なお、本実施例では、従来の長時間積分パワー算出機
能にIIRフィルタを用いた場合よりも使用メモリ量が増
加する。しかし、周波数分析器11のFFTのサイズに相当
する時間よりも積分時間が長い場合、従来の長時間積分
パワー算出機能をFIRフィルタで構成するよりも、メモ
リ量を少なくすることが可能で、より有効となる。
In the present embodiment, the amount of memory used is larger than in the case where the IIR filter is used for the conventional long-time integrated power calculation function. However, when the integration time is longer than the time corresponding to the size of the FFT of the frequency analyzer 11, it is possible to reduce the memory amount as compared with the case where the conventional long-time integrated power calculation function is configured by the FIR filter. Becomes effective.

なお、本発明は上記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。
Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, there are the following modifications.

(i) 第1図の積分定数設定器14において、パルスが
検出された場合のα(k;m)のγの値をパルスの振幅
値に応じて切り換えるようにする。即ち、 γ=1−α のように設定すると、振幅値の異なるパルスが入射され
た場合でも、一定の振幅値として取り扱われ、P0の値を
スレッシュホールドTHの近傍にとることにより長時間マ
スキングされることなく、かつパルスの検出も可能とな
る。
(I) In the integration constant setting unit 14 of FIG. 1 , the value of γ1 of α (k; m) when a pulse is detected is switched according to the amplitude value of the pulse. That is, When γ 2 = 1−α 0 is set, even if a pulse having a different amplitude value is incident, it is treated as a constant amplitude value, and masking is performed for a long time by setting the value of P 0 near the threshold TH. Without being performed, and the pulse can be detected.

(ii) 第1図の各ブロックを、ディジタル・シグナル
・プロセッサ(DSP)やマイクロプロセッサ等で処理す
ることによって広帯域信号を受信しても良い。
(Ii) Each block in FIG. 1 may be processed by a digital signal processor (DSP), a microprocessor or the like to receive a wideband signal.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、センサ
から出力される広帯域信号を狭帯域成分に分割し、該分
割した周波数毎に瞬時パワー密度を求める。そして、瞬
時パワー密度の時系列データを用いて各周波数毎にパル
ス性信号の検出を行ない、該パルス検出情報に基づいて
長時間積分パワー算出機能における積分定数を制御する
ようにしている。そのため、IIRフィルタを用いた長時
間積分機能を有する場合においても、長時間にわたって
パルス信号の干渉を受けることが少なくなると共に、該
パルス信号の強いパワーの存在する周波数帯域以外は、
該パルス信号に影響されることなく連続して用いること
ができるので、広帯域信号のパワーの情報の欠落を少な
くすることができる。
(Effects of the Invention) As described above in detail, according to the present invention, a wideband signal output from a sensor is divided into narrowband components, and an instantaneous power density is obtained for each of the divided frequencies. Then, a pulse signal is detected for each frequency using the time series data of the instantaneous power density, and the integration constant in the long-time integrated power calculation function is controlled based on the pulse detection information. Therefore, even in the case of having the long-time integration function using the IIR filter, while receiving less interference of the pulse signal for a long time, except for the frequency band where the strong power of the pulse signal exists,
Since it can be used continuously without being affected by the pulse signal, loss of power information of the wideband signal can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の実施例を示すパッシブソーナの広帯域
信号受信方法を用いた受信装置の機能ブロック図、第2
図は従来のパッシブソーナの広帯域信号受信方法を用い
た受信装置の機能ブロック図、第3図は従来の受信方法
の問題点の説明図、第4図は第1図中のパルス検出器の
機能ブロック図である。 1……センサ、4……サンプラ、11……周波数分析器、
12……瞬時パワー密度算出器、13……パルス検出器、14
……積分定数設定器、15……積分器、16……パワー算出
器。
FIG. 1 is a functional block diagram of a receiving apparatus using a passive sonar broadband signal receiving method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a functional block diagram of a receiving apparatus using a conventional passive sonar broadband signal receiving method. FIG. 3 is an explanatory view of a problem of the conventional receiving method. FIG. 4 is a function of a pulse detector in FIG. It is a block diagram. 1 ... Sensor, 4 ... Sampler, 11 ... Frequency analyzer,
12: Instantaneous power density calculator, 13: Pulse detector, 14
…… Integration constant setting device, 15 …… Integrator, 16 …… Power calculator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 3/802 - 3/809──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01S 3/802-3/809

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】目標からの広帯域信号をセンサで受信し、
前記センサ出力に基づき前記広帯域信号の強度であるパ
ワーを求めるパッシブソーナの広帯域信号受信方法にお
いて、 前記センサ出力の広帯域信号を狭帯域成分に分割して周
波数分析し、 前記周波数分析結果を用いて前記分割された各周波数毎
に短時間積分パワーである瞬時パワー密度を求め、 前記瞬時パワー密度の時系列データを用いて前記分割し
た各周波数毎にパルス状信号成分のパルス検出を行な
い、 前記パルス検出された周波数に対して積分定数の設定を
行ない、 前記積分定数を用いて前記瞬時パワー密度を時間領域で
積分して各周波数毎に長時間積分パワーを求め、 前記長時間積分パワーを周波数領域で加算して広帯域信
号のパワーを算出する、 ことを特徴とするパッシブソーナの広帯域信号受信方
法。
1. A wideband signal from a target is received by a sensor.
In the passive sonar broadband signal receiving method for obtaining the power that is the strength of the wideband signal based on the sensor output, the wideband signal of the sensor output is divided into narrowband components for frequency analysis, and the frequency analysis result is used by using the frequency analysis result. Determining an instantaneous power density that is a short-time integrated power for each of the divided frequencies; performing pulse detection of a pulse-like signal component for each of the divided frequencies using time-series data of the instantaneous power density; Setting the integration constant for the set frequency, integrating the instantaneous power density in the time domain using the integration constant to obtain a long-term integrated power for each frequency, and calculating the long-term integrated power in the frequency domain. A method for receiving a wideband signal by a passive sonar, comprising: calculating a power of a wideband signal by adding the signals.
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