JP3523008B2 - 測角演算回路 - Google Patents

測角演算回路

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JP3523008B2 JP08278297A JP8278297A JP3523008B2 JP 3523008 B2 JP3523008 B2 JP 3523008B2 JP 08278297 A JP08278297 A JP 08278297A JP 8278297 A JP8278297 A JP 8278297A JP 3523008 B2 JP3523008 B2 JP 3523008B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばレーダ探
知装置等レーダに係り、特に、その二種類(一般に、和
信号Σ:ΣI +jΣQ ,差信号Δ:ΔI +jΔQ と称す
る)のモノパルス信号(二次元のベクトル信号)を演算
処理して角度を検出するのに用いる測角演算回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、この測角演算回路は、図6に示
すようにモノパルス信号(ΣI ,ΣQ,ΔI ,ΔQ )
を基準クロックに同期して複素積和演算部1で複素積和
処理して、この処理結果Re (Σ・Δ* )を正規化演算
部2に出力する。この正規化演算部2には、仮数演算部
3が接続される。この仮数演算部3は、そのモノパルス
信号の和信号の大きさを示す|Σ|に基づいて1/|Σ
2 仮数部データ(1/Re (Σ・Σ* ))を算出し
て、正規化演算部2に出力する。すると、正規化演算部
2は、入力した処理結果Re (Σ・Δ* )と1/Re
(Σ・Σ* )を乗じてRe (Σ・Δ* )/Re (Σ・Σ
* )を算出する。
【0003】このような測角演算回路は、入力したモノ
パルス信号(ΣI ,ΣQ ,ΔI ,ΔQ )を数1に示すよ
うに固定小数点による演算を基本としたモノパルス信号
の積和演算及び除算処理を実行して、角度を算出する。
【0004】
【数1】
【0005】ところが、上記測角演算回路では、そのデ
ータ処理の関係上、入力モノパルス信号のデータを切り
捨てる基準点を設定する固定小数点処理を行っているこ
とにより、回路上で与えられた有効ビットのそれぞれに
固定した重みが設定されているために、LSB未満の有
効データ(有効ビット)が演算により得られたとして
も、それを消失してしまうという問題を有する。
【0006】具体的には、例えば、入力16ビット2信
号/出力16ビット1信号の場合には、図7に示すよう
に入力16ビットデータA、入力16ビットデータBを
複素積和演算部1で複素積和処理されてデータCが生成
され、このデータCが正規化演算部で正規化されてデー
タDが算出される。
【0007】ところが、入力16ビットデータA及びB
が、ともに2-8以下の重みであった場合は、その有効ビ
ットが2-16 以下となり、演算結果のデータCが「ゼ
ロ」となり、以降の演算過程において、この値にいかな
る数値を乗(除)算しても結果が「ゼロ」となってしま
うものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の測角演算回路では、LSB未満の有効データ(有効
ビット)が消失してしまうという問題を有する。この発
明は上記の事情に鑑みてなされたもので、有効ビットに
満たないデータの消失防止を図り得るようにして、信頼
性の高い高精度な信号処理を実現した測角演算回路を提
供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、入力した第
1及び第2のモノパルス信号の内積を演算処理する複素
積和演算手段と、前記第1及び第2のモノパルス信号の
一方の浮動小数点データの仮数部と指数部を算出する演
算手段と、この演算手段で抽出した浮動小数点の指数部
に基づいて前記複素積和演算手段で内積演算処理した処
理結果の実数部から有効ビット部分を抽出するビットシ
フト手段と、前記演算手段で算出した浮動小数点データ
の仮数部を前記複素積和演算手段で内積演算処理した処
理結果の実数部に乗算して正規化処理を実行するデータ
正規化手段と、このデータ正規化手段で正規化した信号
のビット重みを前記演算手段で抽出した浮動小数点の指
数部に基づいて修復するビット修復手段とを備えて測角
演算回路を構成したものである。
【0010】上記構成によれば、複素積和演算手段で演
算処理した演算結果データを第1及び第2のモノパルス
信号の一方の浮動小数点データの指数部に基づいてビッ
トシフトした後、第1及び第2のモノパルス信号の一方
の浮動小数点データの仮数部を乗算して正規化処理を実
行し、この正規化処理後のデータをシフト前に修復する
ことにより、第1及び第2のモノパルス信号の一方の浮
動小数点データの仮数部を含むビットの重みに設定して
いる。これにより、入力したモノパルス信号における有
効ビットに満たないデータの消失を防止することが可能
となり、高精度で信頼性の高い測角が可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。図1は、この発
明の一実施の形態に係る測角演算回路を示すもので、複
素積和演算部10には、例えば図示しない受信部で受信
したモノパルス信号(ΣI ,ΣQ ,ΔI ,ΔQ )が入力
される。複素積和演算部10には、ビットシフト部11
の入力端が接続され、入力したモノパルス信号(ΣI ,
ΣQ ,ΔI ,ΔQ )を基準クロックに同期して先ずモノ
パルス信号ΣI とΔI に基づいてΣI ×ΔI の演算を実
行すると共に、モノパルス信号ΣQ とΔQ に基づいてΣ
Q ×ΔQ の演算を実行した後、それら演算結果ΣI ×Δ
I とΣQ ×ΔQ を加算して演算結果(ΣI×ΔI +ΣQ
×ΔQ )をビットシフト部11に出力する。
【0012】ビットシフト部には、その信号入力端に指
数演算部12が接続され、その出力端に正規化演算部1
3の一方の入力端が接続される。指数演算部12は、和
信号であるモノパルス信号Σの大きさを示す|Σ|に基
づいて1/|Σ|2 指数部データを算出して上記ビット
シフト部11に出力する。ビットシフト部11は、上記
演算結果(ΣI ×ΔI +ΣQ ×ΔQ )を入力した1/|
Σ|2 指数部データに基づいてビットシフトし、正規化
演算部13に出力する。
【0013】正規化演算部13には、その他方の入力端
に仮数演算部14が接続され、その出力端には、ビット
修復部15が接続される。仮数演算部14は、和信号で
あるモノパルス信号Σの大きさを示す|Σ|に基づいて
1/|Σ|2 仮数部データ(1/Re (Σ・Σ* ))を
算出して、該1/Re (Σ・Σ* )を上記正規化演算部
13に出力する。正規化演算部13は、入力したビット
シフト後の演算結果(ΣI ×ΔI +ΣQ ×ΔQ )に対し
て1/Re (Σ・Σ* )を乗じて(Σ・Δ*)/|Σ|2
を算出してビット修復部15に出力する。
【0014】ビット修復部15には、その信号入力端に
上記指数演算部12が接続され、指数演算部12からの
1/|Σ|2 指数部データに基づいて(Σ・Δ* )/|
Σ|2 をビットシフトして修復し、出力する。
【0015】上記構成において、例えばモノパルス信号
(ΣI ,ΣQ ,ΔI ,ΔQ )が入力16ビット2信号/
出力16ビット1信号の場合、複素積和演算部10は、
図2に示すように、先ずモノパルス信号ΣI とΔI に基
づいてΣI ×ΔI の演算を実行すると共に、モノパルス
信号ΣQ とΔQ に基づいてΣQ ×ΔQ の演算を実行した
後、それら演算結果ΣI ×ΔI とΣQ ×ΔQ を加算して
演算結果演算結果(ΣI ×ΔI +ΣQ ×ΔQ )をビット
シフト部11に出力する。
【0016】同時に、指数演算部12は、図3に示すよ
うにモノパルス信号Σの大きさを示す|Σ|に基づいて
1/|Σ|2 指数データを算出してビットシフト部11
及びビット修復部15にそれぞれ出力する。ビットシフ
ト部11は、入力した1/|Σ|2 指数部データに基づ
いて演算結果(ΣI ×ΔI +ΣQ ×ΔQ )を30−mビ
ットシフトして正規化演算部13に出力する。
【0017】正規化演算部13には、仮数演算部14を
介して図4に示す1/|Σ|2 仮数部データが入力さ
れ、該1/|Σ|2 仮数部データとビットシフト部11
からの(Σ・Δ* )仮数部データとを乗じて(Σ・Δ
* )/|Σ|2 を算出してビット修復部15に出力す
る。ビット修復部15は、図5に示すように指数演算部
12からの1/|Σ|2 指数部データに基づいて(Σ・
Δ* )/|Σ|2 の仮数部積をm+n−30ビットシフ
トして修復し、ビット重みを補正して上位16ビットを
出力する。
【0018】このように、上記測角演算回路は、複素積
和演算部10で演算処理した演算結果データをモノパル
ス信号の和信号の浮動小数点データの指数部データに基
づいてビットシフトした後、和信号の浮動小数点データ
の仮数部を乗算して正規化処理を実行し、この正規化処
理後のデータをシフト前に修復して和信号の浮動小数点
データの仮数部を含むビットを取得するように構成し
た。
【0019】これによれば、入力したモノパルス信号に
おける有効ビットに満たないデータの消失を確実に防止
することが可能となり、高精度で信頼性の高い測角が実
現される。
【0020】なお、上記実施の形態では、16ビットの
モノパルス信号を用いて構成した場合で説明したが、こ
のデータに限ることなく、適用可能であり、略同様の効
果が期待される。よって、この発明は、上記実施の形態
に限ることなく、その他、この発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々の変形を実施し得ることは勿論のことであ
る。
【0021】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、有効ビットに満たないデータの消失防止を図り得る
ようにして、信頼性の高い高精度な信号処理を実現した
測角演算回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態に係る測角演算回路を
示した図。
【図2】図1の複素積和演算部のデータ処理の過程を示
した図。
【図3】図1の和信号の大きさに基づいて生成する指数
部及び仮数部を説明するために示した図。
【図4】図1の正規化演算部のデータ処理の過程を示し
た図。
【図5】図1のシフト修復部のデータ処理の過程を示し
た図。
【図6】従来の測角演算回路を示した図。
【図7】図6のデータ処理の過程を示した図。
【符号の説明】
10…複素積和演算部。 11…ビットシフト部。 12…指数演算部。 13…正規化演算部。 14…仮数演算部。 15…ビット修復部。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 3/00 - 3/74 G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力した第1及び第2のモノパルス信号
    の内積を演算処理する複素積和演算手段と、 前記第1及び第2のモノパルス信号の一方の浮動小数点
    データの仮数部と指数部を算出する演算手段と、 この演算手段で抽出した浮動小数点の指数部に基づいて
    前記複素積和演算手段で内積演算処理した処理結果の実
    数部から有効ビット部分を抽出するビットシフト手段
    と、 前記演算手段で算出した浮動小数点データの仮数部を前
    記複素積和演算手段で内積演算処理した処理結果の実数
    部に乗算して正規化処理を実行するデータ正規化手段
    と、 このデータ正規化手段で正規化した信号のビット重みを
    前記演算手段で抽出した浮動小数点の指数部に基づいて
    修復するビット修復手段とを具備した測角演算回路。
  2. 【請求項2】 前記第1及び第2のモノパルス信号は、
    和信号及び差信号であることを特徴とする請求項1記載
    の測角演算回路。
  3. 【請求項3】 前記演算手段は、和信号の浮動小数点デ
    ータの仮数部と指数部を算出してなることを特徴とする
    請求項2記載の測角演算回路。
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