JPS59190677A - Logarithmic sensor array - Google Patents
Logarithmic sensor arrayInfo
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- JPS59190677A JPS59190677A JP58064548A JP6454883A JPS59190677A JP S59190677 A JPS59190677 A JP S59190677A JP 58064548 A JP58064548 A JP 58064548A JP 6454883 A JP6454883 A JP 6454883A JP S59190677 A JPS59190677 A JP S59190677A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、センサー出力信号を重みづけすることによシ
受信帯域内で主極幅が一定となる対数センサーに関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a logarithmic sensor in which the main pole width is made constant within a reception band by weighting sensor output signals.
（背景技術）
ソーナー・レーダー等では、多数のセンサーからなるセ
ンサーアレイを用いて鋭い指向性を持つ受信ビームを形
成し、目標の探知、測位、類別を行なっている。目標の
探知、測位、類別の精度を上げるためには、上記受信ビ
ームの指向性を鋭くすると同時に、受信帯域内で主極幅
が一定であることが重要である。この目的のために疑似
対数センサーアレイが考案されているが、とのアレイは
等間隔センサーアレイを組合せたものであシ、各センサ
ーの重みの自乗和は周波数に対してなめらかに変化せず
凸凹をもつ。従って等方性雑音に対する利得は周波数に
対して凸凹をもち、目標の探知、類別の障害となってい
る。(Background Art) Sonar, radar, etc. use a sensor array consisting of a large number of sensors to form a receiving beam with sharp directivity to detect, position, and classify targets. In order to improve the accuracy of target detection, positioning, and classification, it is important to sharpen the directivity of the receiving beam and at the same time keep the main pole width constant within the receiving band. A pseudo-logarithmic sensor array has been devised for this purpose, but the array is a combination of equally spaced sensor arrays, and the sum of the squares of the weights of each sensor does not change smoothly with frequency, but is uneven. have. Therefore, the gain for isotropic noise has irregularities with respect to frequency, which is an obstacle to target detection and classification.
従来の疑似対数センサーアレイの構成の代表例を第１図
に示す。１−に〜ＩＫはセンサー、２−に〜２ Ｋハ装
置増幅器、３に〜３には等化器、４−に〜４にはセンサ
ーアレイの出力端子である。なお、Ｋはセンサーの数の
腫である。上記、疑似対数センサーアレイは受信ビーム
を形成するだめにビームフォーマと組合せて用いられる
。ビームフォーマの構成の例を第２図に示す。５に〜５
には入力端子、６−に〜６には遅延線、７は加算器、８
は出力端子である。第１図に示す。A typical example of the configuration of a conventional pseudo-logarithmic sensor array is shown in FIG. 1-IK is the sensor, 2- is the device amplifier, 3 is the equalizer, and 4- is the output terminal of the sensor array. Note that K is the number of sensors. The pseudologarithmic sensor array described above is used in combination with a beamformer to form the receive beam. An example of the configuration of the beamformer is shown in FIG. 5 to 5
is an input terminal, 6- to 6 is a delay line, 7 is an adder, 8
is the output terminal. Shown in Figure 1.
出力端子４−に〜４には第２図に示す入力端子−５−に
〜５Ｋに接続される。第１図において、空中または水中
を伝搬してきた信号はセンサー１−に〜ＩＫに入力し、
電気信号に変換される。該電気信号は前置増幅器２−に
〜２Ｋによって増幅され、等化器３に〜３Ｋによシ重み
づけされ、出力端子４−に〜４Ｋに出力される。第２図
において、第１図の出力端子４−に〜４Ｋから出力され
た電気信号は、入力端子５−に〜５Ｋを通シ、遅延線６
に〜６Ｋによって伝搬遅延が補償され、加算器７によっ
て総和がとられ、受信ビームとして出力端子８に出力さ
れる。上記疑似対数センサーアレイでは、各センサーの
重みの自乗和は周波数に対して力めらかに変化せず凸凹
をもつので、等方性雑音に対する利得は周波数に対して
凸凹をもつ。従っテ上記疑似対数センサーアレイの等方
性雑音に対する周波数特性はなめらかにならず、目標の
探知、類別の障害となる欠点をもっていた。The output terminal 4-4 is connected to the input terminal -5-5K shown in FIG. In Fig. 1, a signal propagated through the air or water is input to sensor 1- to IK,
converted into an electrical signal. The electrical signal is amplified by ~2K in a preamplifier 2-, weighted by ~3K in an equalizer 3, and outputted to an output terminal 4-4K. In FIG. 2, the electrical signal output from ~4K to output terminal 4- in FIG. 1 is passed through ~5K to input terminal 5-, and delay line 6
The propagation delay is compensated for by ~6K, summed by adder 7, and outputted to output terminal 8 as a received beam. In the pseudo-logarithmic sensor array described above, the sum of squares of the weights of each sensor does not change smoothly with frequency but has irregularities, so the gain against isotropic noise has irregularities with respect to frequency. Therefore, the frequency characteristics of the above-mentioned pseudo-logarithmic sensor array with respect to isotropic noise are not smooth, which has the drawback of impeding target detection and classification.
（発明の課題）
本発明は、上述のような欠点を解消するためになされた
もので、センサーアレイの重みづけに利用されている周
知の窓関数を有効に利用することにより、受信信号の周
波数によらず主極幅一定の対数センサーアレイを提供す
ることを目的とする。(Problems to be solved by the invention) The present invention has been made to eliminate the above-mentioned drawbacks, and by effectively utilizing a well-known window function used for weighting a sensor array, the frequency of a received signal can be adjusted. The purpose of the present invention is to provide a logarithmic sensor array whose main pole width is constant regardless of the width of the main pole.
（発明の構成及び作用） 第３図は本発明の実施例を示す構成図である。(Structure and operation of the invention) FIG. 3 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
９、−に〜９にはセンサー２に〜２には前置増幅器、１
０に〜］、ＯＫは等化器、４−に〜４には出力端子であ
る。ＡＫ（ト）〜ＡＫＵ″）は等化器１０−に〜ＩＯＫ
の周波数特性を表わす。9, - to ~9 to sensor 2 to ~2 to preamplifier, 1
0~], OK is an equalizer, and 4-~4 is an output terminal. AK(g)~AKU'') is input to the equalizer 10-~IOK
represents the frequency characteristics of
第４図は、第３図に示す等化器１０−に〜ＩＯＫの周波
数特性Ａ−Ｋ（ｆ）〜ＡＫ（ｆ）の設定方法を説明する
だめの図である。横軸はセンサー９＋に〜９にの位置を
示し、縦軸は窓関数の値を表わす。ＢＫ−ＢＫは対数セ
ンサーアレイの中心から各センサー壕での距離であって
、′１
である。ここで、ｄはセンサー間の最小間隔であシ、ｒ
＞ １である。FIG. 4 is a diagram for explaining a method of setting the frequency characteristics AK(f) to AK(f) of ˜IOK in the equalizer 10- shown in FIG. 3. The horizontal axis indicates the position of sensor 9+ to 9, and the vertical axis indicates the value of the window function. BK-BK is the distance at each sensor trench from the center of the logarithmic sensor array, and is '1. Here, d is the minimum spacing between sensors, r
>1.
受信周波数ｆＭに対して長さｃＭを
とする。ここでＤは信号の伝搬速度、Ｅはアレイの長さ
に関係した定数である。このときアレイの中心から距離
ｃＭＯ中にはセンサー９−ｍ〜９ｒｎが含まれていると
する。Let the length cM be the reception frequency fM. Here, D is the propagation speed of the signal, and E is a constant related to the length of the array. At this time, it is assumed that sensors 9-m to 9rn are included within the distance cMO from the center of the array.
第４図の曲線は窓関数の一例として長さ２ＸＣＭに対す
るカイザ・ベッセル関数を示してアシ、ａｌ、ａｊ、ａ
ｍはそれぞれセンサー９１．Ｊ、９ｍに対応するカイザ
・ベッセル関数の値を表わしている。The curve in Figure 4 shows the Kaiser-Bessel function for length 2XCM as an example of a window function.
m is the sensor 91. J, represents the value of the Kaiser-Bessel function corresponding to 9m.
上記等化器１０−に〜ＩＯＫの周波数九での特性Ａ−Ｋ
（ｆＭ）〜ＡＫ（７Ｍ）は、
Ａ＋（ｆｕ）−Ａ−＋（ｆＭ）〜２ （Ｂ＋十Ｂ２）ａ
ｔ ｘＦ（ｆＭ）Ａ５（ｆＭ）−Ａ−ｊ（ｆＭ）−Ｌ（
Ｊ＋ｉ −Ｊ−１）ａ５ｘＦ （ｆｙ）（Ｊ＝２＋３＋
・・・、ｍ−１）。Characteristics A-K of the equalizer 10-IOK at frequency 9
(fM)~AK(7M) is A+(fu)-A-+(fM)~2 (B+10B2)a
t xF(fM)A5(fM)-A-j(fM)-L(
J+i −J−1) a5xF (fy) (J=2+3+
..., m-1).
Ａｍ（ｆＭ）−Ａ−ｍ（ｆＭ）ＪＬＭ−２（Ｂｍ−１＋
Ｂｍ））ａｍＸＦ（ｆＭ）Ａｋ（ｆＭ）＝Ａ−ｋ（ｆＭ
）＝Ｏ（ｋ−ｍ＋１．−、Ｋ）となる。周波数Ｊ’Ｍは
受信帯域内の任意の周波数であるから、上記等化器１０
−に〜ＩＯＫの該周波数特性Ａ−Ｋ（ｆ）〜ＡＫ（ｆ）
は上記式によシ設定する。ここで、は縦横がａｍ ｒ
（ＣＭ −７（Ｂｍ−１＋ Ｂｍ ） ）なる長方形を
それぞれ表わすから、第４図に示すカイザ・ベッセル関
数で表わされる重みの分布は上記２ｍ個の長方形により
近似されたことになる。また長さＣＭは周波数ｆＭに反
比例つまシ波長に比例するので、第４図において横軸を
波長を単位としてとると、帯域内の周波数に対して同じ
重み分布となる。従って上記式Ｋ Ｊ： ７：ｒ 等化
ａ １０−に−１０Ｋ ’７） 特性Ａ−Ｍ−ＡＫｃ／
）Ｂ センサーの不等間隔性を補正した重みの値となシ
、カイザ・ベッセル関数に対応する重みづけを行なった
等間隔センサーアレイと主極付近で指向性が等シクナリ
、上記対数センサーアレイでは周波数の変化に対して主
極幅は一定となる。また、等化器の特性が上記特性のと
き、各センサーの重みは周波数に対してなめらかに変化
するので、重みの自乗和もなめらかに変化し、上記対数
センサーアレイの等方性雑音に対する周波数特性はなめ
らかになる。Am(fM)-A-m(fM)JLM-2(Bm-1+
Bm))amXF(fM)Ak(fM)=A-k(fM
)=O(k-m+1.-, K). Since the frequency J'M is an arbitrary frequency within the reception band, the equalizer 10
-The frequency characteristics of ~IOK A-K(f) ~AK(f)
is set according to the above formula. Here, the length and width are am r
(CM-7(Bm-1+Bm)), respectively, so the weight distribution represented by the Kaiser-Bessel function shown in FIG. 4 is approximated by the 2m rectangles. Moreover, since the length CM is inversely proportional to the frequency fM and proportional to the wavelength, if the horizontal axis in FIG. 4 is taken as a unit of wavelength, the same weight distribution will be obtained for the frequencies within the band. Therefore, the above formula K J: 7:r Equalization a 10- to -10K '7) Characteristic A-M-AKc/
)B The weight value corrected for the non-uniform spacing of the sensor. The main pole width remains constant as the frequency changes. In addition, when the equalizer has the above characteristics, the weight of each sensor changes smoothly with respect to frequency, so the sum of squares of the weights also changes smoothly, and the frequency characteristics of the above logarithmic sensor array with respect to isotropic noise. becomes smooth.
第３図において、空中または水中を伝搬してきた信号は
センサー９に〜９Ｋによシミ気信号に変換され、前置増
幅器２−に〜２Ｋによって増幅され、等化器１０−に〜
ＩＯＫによって重みづけられ出力端子４−に〜４Ｋに出
力される。出力された信号は第２図に示すビームフォー
マによって受信ビームとなる。前記ビームフォーマの入
力は上記等化器により重みがかけられているので、上記
受信ビームの主極幅は周波数に対して一定である。まだ
重みの自乗和は周波数に対してなめらかに変化するので
、上記対数センサーアレイの等方性雑音に対する周波数
特性はなめらかになる。従って、疑似対数センサーアレ
イで生じる障害は、本実施例の対数センサーアレイでは
生じない。In FIG. 3, a signal propagated through the air or water is converted into a stain signal by a sensor 9~9K, amplified by a preamplifier 2-~2K, and an equalizer 10-~
It is weighted by IOK and output to output terminal 4- to 4K. The output signal is converted into a receiving beam by a beam former shown in FIG. Since the input of the beamformer is weighted by the equalizer, the main pole width of the receive beam is constant with respect to frequency. Since the sum of squares of the weights changes smoothly with frequency, the frequency characteristic of the logarithmic sensor array with respect to isotropic noise becomes smooth. Therefore, the faults that occur with pseudologarithmic sensor arrays do not occur with the logarithmic sensor array of this embodiment.
以上説明したように、本発明の実施例では、カイザ・べ
、セル関数を波長に対するプレイの長さが一定になるよ
うに規格化し、センサー間隔との乗算によシ得られた値
を等化器の特性とすることによシ、周波数の変化に対し
て主極幅が一定となシ、等方性雑音に対する周波数特性
がなめらかな対数センサーアレイを実現している。As explained above, in the embodiment of the present invention, the Kaiser cell function is normalized so that the play length with respect to the wavelength is constant, and the value obtained by multiplying by the sensor interval is equalized. By adopting the characteristics of the sensor, we have realized a logarithmic sensor array whose main pole width remains constant despite changes in frequency, and whose frequency characteristics against isotropic noise are smooth.
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、対数センサープ
レイの重みづけに、周知の窓関数たとえばカイザ・ベッ
セル関数を受信信号の波長に対するアレイの長さが一定
になるように規格化し、センサー間隔で補正して利用し
ているので、受信信号の周波数によらず主極幅が一定と
なシ、等方性雑音に対する周波数特性がなめらかなセン
サーアレイを実現することができる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, a well-known window function such as the Kaiser-Bessel function is used for weighting logarithmic sensor play so that the length of the array with respect to the wavelength of the received signal is constant. Since it is standardized and used after being corrected based on the sensor spacing, the width of the main pole remains constant regardless of the frequency of the received signal, making it possible to realize a sensor array with smooth frequency characteristics against isotropic noise.
第１図は従来の対数センサーアレイを示すグロック図、
第２図は゛ビームフォーマを示すブロック図、第３図は
本発明による対数センサーアレイの実施例を示すブロッ
ク図、第４図は実施例の周波数特性設定方法の説明図で
ある。
１に〜ＩＫ・・・センサー、２−に〜２Ｋ・・・前置増
幅器、３−に〜３Ｋ・・・等化器、４−に〜４Ｋ・・・
出力端子、５−に〜５１（・・・入力端子、６−に〜６
Ｋ・・・遅延線、７・・・加算器、８・・・出力端子、
９−に〜９Ｋ・・・センサー、１０−に〜ＩＯＫ・・・
等化器特許出願人 沖電気工業株式会社
特許出願代理人
弁理士 山 本 恵 −
第１図
第２図
第３図Figure 1 is a Glock diagram showing a conventional logarithmic sensor array.
FIG. 2 is a block diagram showing a beamformer, FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a logarithmic sensor array according to the present invention, and FIG. 4 is an explanatory diagram of a frequency characteristic setting method of the embodiment. 1~IK...Sensor, 2-~2K...Preamplifier, 3-~3K...Equalizer, 4-~4K...
Output terminal, 5- to 51 (...input terminal, 6- to 6
K...delay line, 7...adder, 8...output terminal,
9- to 9K...sensor, 10- to IOK...
Equalizer patent applicant Oki Electric Industry Co., Ltd. Patent application agent Megumi Yamamoto - Figure 1 Figure 2 Figure 3
Claims (1)
アレイの重みづけに用いられる窓関数を受信信号の波長
に対するセンサーアレイの長さが一定になるごとく規格
化し、該規格化した値を隣シ合うセンサー間の距離で補
正した値を利得とする、前記各センサーに対応して設け
られた複数の等化器を具備し、前記各センサーの出力信
号を前記各等化器で重みづけを行なうことを特徴とする
対数＃センサーアレイ。A plurality of sensors arranged at logarithmic intervals and a window function used for weighting the sensor array are standardized so that the length of the sensor array is constant for the wavelength of the received signal, and the standardized values are next to each other. A plurality of equalizers are provided corresponding to each of the sensors, and the gain is a value corrected based on the distance between the sensors, and the output signal of each of the sensors is weighted by each of the equalizers. A logarithmic #sensor array featuring:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58064548A JPS59190677A (en) | 1983-04-14 | 1983-04-14 | Logarithmic sensor array |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58064548A JPS59190677A (en) | 1983-04-14 | 1983-04-14 | Logarithmic sensor array |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59190677A true JPS59190677A (en) | 1984-10-29 |
| JPH0342433B2 JPH0342433B2 (en) | 1991-06-27 |
Family
ID=13261381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58064548A Granted JPS59190677A (en) | 1983-04-14 | 1983-04-14 | Logarithmic sensor array |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59190677A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7894857B2 (en) | 2000-03-01 | 2011-02-22 | Nokia Siemens Networks Oy | Method including a radio transmitter for improving radio link operation |
-
1983
- 1983-04-14 JP JP58064548A patent/JPS59190677A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7894857B2 (en) | 2000-03-01 | 2011-02-22 | Nokia Siemens Networks Oy | Method including a radio transmitter for improving radio link operation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0342433B2 (en) | 1991-06-27 |
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