JPS63200074A - 周波数分析方法 - Google Patents
周波数分析方法Info
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- JPS63200074A JPS63200074A JP3155587A JP3155587A JPS63200074A JP S63200074 A JPS63200074 A JP S63200074A JP 3155587 A JP3155587 A JP 3155587A JP 3155587 A JP3155587 A JP 3155587A JP S63200074 A JPS63200074 A JP S63200074A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 66
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 15
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000003679 aging effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は変調された雑音の周波数分析方法に関し、例え
ばパッシブソーナーに使用するのに適した周波数分析方
法に関する。
ばパッシブソーナーに使用するのに適した周波数分析方
法に関する。
パッシブソーナーはターゲットが放射した雑音を受波し
てその確認および状態の推測を行なうものである。パッ
シブソーナーが受波する雑音には、ターゲットの放射雑
音のほか、背景雑音が含まれる。パッシブソーナーは、
ターゲットからの放射雑音を背景雑音から識別する。こ
の識別のために、受波した雑音の周波数分析が行なわれ
る。
てその確認および状態の推測を行なうものである。パッ
シブソーナーが受波する雑音には、ターゲットの放射雑
音のほか、背景雑音が含まれる。パッシブソーナーは、
ターゲットからの放射雑音を背景雑音から識別する。こ
の識別のために、受波した雑音の周波数分析が行なわれ
る。
ある種のターゲットの発する雑音は撮幅変調されたもの
であることが知られている。船舶や潜水艦の発生するプ
ロペラ雑音がその一例でおる。
であることが知られている。船舶や潜水艦の発生するプ
ロペラ雑音がその一例でおる。
このような場合、変調成分を分離して、その周波数分析
を行なうことが必要である。
を行なうことが必要である。
従来、変調された雑音を周波数分析する方法として第２
図に示すものがある。図示の方法では、入力信号ＩＮは
、バンドパスフィルタ１を通って所定の帯域に制限され
、２乗検波回路２およびローパスフィルタ３によって変
調信号が取出され、サンプルホールドＡ／Ｄ （アナロ
グ・ディジタル）変換回路４によってディジタル信号に
変換された後、周波数分析器５で周波数分析される。
図に示すものがある。図示の方法では、入力信号ＩＮは
、バンドパスフィルタ１を通って所定の帯域に制限され
、２乗検波回路２およびローパスフィルタ３によって変
調信号が取出され、サンプルホールドＡ／Ｄ （アナロ
グ・ディジタル）変換回路４によってディジタル信号に
変換された後、周波数分析器５で周波数分析される。
しかしながら、上記の方法では、バンドパスフィルタ１
．２乗検波回路２およびローパスフィルタ３がアナログ
回路で実現されてあり、ローパスフィルタ３の通過帯域
や周波数を変更する必要がある場合には、予めフィルタ
ー要素を多数用意しておいて、切換えを行なったりする
必要があり、回路が複雑になったり所要のスペースが増
加したりする等の問題があった。
．２乗検波回路２およびローパスフィルタ３がアナログ
回路で実現されてあり、ローパスフィルタ３の通過帯域
や周波数を変更する必要がある場合には、予めフィルタ
ー要素を多数用意しておいて、切換えを行なったりする
必要があり、回路が複雑になったり所要のスペースが増
加したりする等の問題があった。
本発明は、フィルタ回路の複雑化、所要スペースの増加
を要することなく、通過帯域や周波数の変更が可能な周
波数分析方法を提供することを目的とする。
を要することなく、通過帯域や周波数の変更が可能な周
波数分析方法を提供することを目的とする。
本発明の周波数分析方法は、変調されたＩｌｌ＠の、所
定の周期でのυンプル値を表わすディジタル信号の時系
列を用意することと、該ディジタル信号の時系列に対し
て周波数分析をすることと、上記周波数分析の結果の各
々について電力値を計算し、電力値データの時系列を得
ることと、上記電力値データの時系列に対して周波数分
析をすることとを含むものでおる。
定の周期でのυンプル値を表わすディジタル信号の時系
列を用意することと、該ディジタル信号の時系列に対し
て周波数分析をすることと、上記周波数分析の結果の各
々について電力値を計算し、電力値データの時系列を得
ることと、上記電力値データの時系列に対して周波数分
析をすることとを含むものでおる。
上記の方法において１回目の周波数分析ににつて、バン
ドパスフィルタを通したのと同等の効果が得られ、また
その周波数分析の結果、無変調雑音成分の周波数分析結
果を、変調成分で変調したものが１４られる。これの電
力値を計算すると無変調雑音成分の周波数分析結果を、
変調成分の２乗で変調したものとなる。これに対し、２
回目の周波数分析をすると、変調信号の電力の周波数分
析結果に比例したデータが得られる。
ドパスフィルタを通したのと同等の効果が得られ、また
その周波数分析の結果、無変調雑音成分の周波数分析結
果を、変調成分で変調したものが１４られる。これの電
力値を計算すると無変調雑音成分の周波数分析結果を、
変調成分の２乗で変調したものとなる。これに対し、２
回目の周波数分析をすると、変調信号の電力の周波数分
析結果に比例したデータが得られる。
第１図は、この発明の一実施例の周波数分析方法の手順
を示したものである。
を示したものである。
ディジタル入力信号Ａは、変調されたディジタル雑音信
号の時系列であって、例えば第２図と同様の変調された
アナログ入力信号ＩＮを、サンプルホールドＡ／Ｄ変換
回路１０で、Ａ／Ｄ変換して、いったんメモリ９に記憶
させたものを読出すことによって得られる。
号の時系列であって、例えば第２図と同様の変調された
アナログ入力信号ＩＮを、サンプルホールドＡ／Ｄ変換
回路１０で、Ａ／Ｄ変換して、いったんメモリ９に記憶
させたものを読出すことによって得られる。
信号Ａは、周波数分析処理１１で分析点の数が１６の周
波数分析を受ける。この周波数分析は４４ノンプル毎に
行なわれる。従って、互いに相前俊して行なわれる周波
数分析の分析点（サンプル）は３／４がオーバーラツプ
する。
波数分析を受ける。この周波数分析は４４ノンプル毎に
行なわれる。従って、互いに相前俊して行なわれる周波
数分析の分析点（サンプル）は３／４がオーバーラツプ
する。
入力信号Ａの変調信号成分をＳ（ｉ＞（＞Ｏ）、無変調
雑音成分をｈ（ｉ）で表わすと、入力信号Ａは、５（ｉ
）・ｈ（ｉ）で表わされる。
雑音成分をｈ（ｉ）で表わすと、入力信号Ａは、５（ｉ
）・ｈ（ｉ）で表わされる。
この入力信号Ａに対し、周波数分析処理１１で、分析点
の数が１６の周波数成分を行なうと、分析出力Ｂ（ｋ、
ｎ＞は、 だずしｎは時系列信号の任意の点ないしはサンプル値を
表わす整数、ｋは周波数分析に用いられる１６の分析点
のうちの任意のものを表わす、Ｏ〜１５の範囲内の整数
である。
の数が１６の周波数成分を行なうと、分析出力Ｂ（ｋ、
ｎ＞は、 だずしｎは時系列信号の任意の点ないしはサンプル値を
表わす整数、ｋは周波数分析に用いられる１６の分析点
のうちの任意のものを表わす、Ｏ〜１５の範囲内の整数
である。
上記のように、周波数分析処理１１は４リーンプル毎に
行なわれ、分析出力Ｂは、信号Ａのサンプリングレート
の１／４のレートで出力される。このレートが、変調信
号成分ｓ （ｉ）の新しいサンプリングレートとなる。
行なわれ、分析出力Ｂは、信号Ａのサンプリングレート
の１／４のレートで出力される。このレートが、変調信
号成分ｓ （ｉ）の新しいサンプリングレートとなる。
尚、１６ポイントの周波数成分を行なうということは、
入力信号Ａのサンプリング周波数Ｆａの１／１６の帯域
のバンドパスフィルタに入力信号Ａを通したことと同じ
である。このため、分析出力Ｂの変調成分は、入力信号
へのサンプリング周波数Ｆａの１／１６の帯域しか持た
ないことになる。このため、分析出力Ｂの出力の変調成
分５（ｉ）の帯域は入力信＠Ａのυンプリング周波数Ｆ
ａの１／１６の帯域と簀しいことになる。また、分析出
力Ｂの出力レートは入力信号ＡのサンプリングレートＦ
ａの１／４であることから、サンプリング定理により、
（１）式の５（ｉ）はｓ （ｎ＞とおきかえることがで
きる。従って、（１）式は下記の（２）式のように変形
できる。
入力信号Ａのサンプリング周波数Ｆａの１／１６の帯域
のバンドパスフィルタに入力信号Ａを通したことと同じ
である。このため、分析出力Ｂの変調成分は、入力信号
へのサンプリング周波数Ｆａの１／１６の帯域しか持た
ないことになる。このため、分析出力Ｂの出力の変調成
分５（ｉ）の帯域は入力信＠Ａのυンプリング周波数Ｆ
ａの１／１６の帯域と簀しいことになる。また、分析出
力Ｂの出力レートは入力信号ＡのサンプリングレートＦ
ａの１／４であることから、サンプリング定理により、
（１）式の５（ｉ）はｓ （ｎ＞とおきかえることがで
きる。従って、（１）式は下記の（２）式のように変形
できる。
Ｈｎ （ｋ）は無変調雑音成分ｈ（ｉ）を周波数分析し
たものである。従って、（２）式は無変調雑音成分ｈ（
ｉ＞の周波数分析した結果！−１ｎ （ｋ）を変調成分
ｓ （ｎ）で変調したものが、分析出力３（ｋ、ｎ）に
等しいということを表わしている。
たものである。従って、（２）式は無変調雑音成分ｈ（
ｉ＞の周波数分析した結果！−１ｎ （ｋ）を変調成分
ｓ （ｎ）で変調したものが、分析出力３（ｋ、ｎ）に
等しいということを表わしている。
分析出力Ｂは電力計算処理１２で電力計算され、これに
より電力１Ｆｉｃの時系列データが得られる。
より電力１Ｆｉｃの時系列データが得られる。
電力値Ｃは次の（３）式で与えられる。
Ｃ＝Ｂ （ｋ、 ｎ＞ −Ｂ （ｋ、 ｎ＞＝ （ｓ
（ｎ＞ ）” −Ｈｎ （ｋ） −Ｈｎ （ｋ）
−（３）たずし、Ｂ （ｋ、ｎ＞はＢ（ｋ、ｎ）の
複素共投数である。
（ｎ＞ ）” −Ｈｎ （ｋ） −Ｈｎ （ｋ）
−（３）たずし、Ｂ （ｋ、ｎ＞はＢ（ｋ、ｎ）の
複素共投数である。
（３）式から分かるように、この電力ｆｌ！Ｉ Ｃ）、
を無変調２４ｔｍ成分の周波数分析したものを変調成分
５（ｎ）の２乗で変調上たものである。ｓ （ｎ＞の帯
域が入力信号Ａのυンプリング周波数Ｆａの１／１６で
あるので、（Ｓ（ｎ））２はその２倍、即ち入力信号Ａ
の勺ンプリング周波数Ｆａの１／８の帯域を持つ。また
、トＩｎ （ｋ）・ト１ｎ＊（ｋ）は、Ｈｎ （ｋ）が
無変調雑音の周波数分析したものであることから、直流
的な信号である。
を無変調２４ｔｍ成分の周波数分析したものを変調成分
５（ｎ）の２乗で変調上たものである。ｓ （ｎ＞の帯
域が入力信号Ａのυンプリング周波数Ｆａの１／１６で
あるので、（Ｓ（ｎ））２はその２倍、即ち入力信号Ａ
の勺ンプリング周波数Ｆａの１／８の帯域を持つ。また
、トＩｎ （ｋ）・ト１ｎ＊（ｋ）は、Ｈｎ （ｋ）が
無変調雑音の周波数分析したものであることから、直流
的な信号である。
電力信号Ｃは、入力信号Ａのサンプリング周波数Ｆａの
１／８の帯域を持つが、電力計算１２の入力信号である
分析出力Ｂのレートは入力信号Ａのサンプリング周波数
Ｆａの１／４であるので、電力信＠Ｃの耐昇され、出力
されるレートも入力信号Ａのサンプリング周波数「ａの
１／４となり、Ｖンプリング定理を満たしていることに
なる。
１／８の帯域を持つが、電力計算１２の入力信号である
分析出力Ｂのレートは入力信号Ａのサンプリング周波数
Ｆａの１／４であるので、電力信＠Ｃの耐昇され、出力
されるレートも入力信号Ａのサンプリング周波数「ａの
１／４となり、Ｖンプリング定理を満たしていることに
なる。
電力値の時系列データは周波数分析処理１３で周波数分
析される。この周波数分析自体は第２図の周波数分析器
５で行なわれるものと同じであってもよい。分析点数は
例えば１０２４とする。周波数分析出力Ｄ（ｋｌは、次
式で与えられる。
析される。この周波数分析自体は第２図の周波数分析器
５で行なわれるものと同じであってもよい。分析点数は
例えば１０２４とする。周波数分析出力Ｄ（ｋｌは、次
式で与えられる。
−１−Ｉｎ （ｋ）−ｇｊ２πｎｋ’ ／１０２４
、、、（４゜たずしに′は周波数分析に用いられる１
０２４の分析点のうちの任意のものを表わすＯ〜１０２
３の整数である。
、、、（４゜たずしに′は周波数分析に用いられる１
０２４の分析点のうちの任意のものを表わすＯ〜１０２
３の整数である。
Ｈｎ （ｋ）は、前にも述べたようにｎに依存しないの
で、（４）式は次の（５）式のように変形でき（５）式
のΣの中は変調信号５（ｎ）の電力の周波数分析（結果
）を意味するので、変調信号Ｓ（ｎ＞の電力の周波数分
析結果をＳ（ｋ’）とすると、（５）式は、次の（６）
式に変形できる。
で、（４）式は次の（５）式のように変形でき（５）式
のΣの中は変調信号５（ｎ）の電力の周波数分析（結果
）を意味するので、変調信号Ｓ（ｎ＞の電力の周波数分
析結果をＳ（ｋ’）とすると、（５）式は、次の（６）
式に変形できる。
Ｄ （ｋ’ ） ＝Ｈ（ｋ）・Ｈ” （ｋ）・Ｓ（ｋ’
） ・・・（６）（６）式は、変調信号の電力の周波
数分析結果Ｓ（ｋ′）と、無変調雑音成分Ｈ（ｋ）・Ｈ
（ｋ）との積が、Ｄ（ｋ’）に等しいことを示している
。
） ・・・（６）（６）式は、変調信号の電力の周波
数分析結果Ｓ（ｋ′）と、無変調雑音成分Ｈ（ｋ）・Ｈ
（ｋ）との積が、Ｄ（ｋ’）に等しいことを示している
。
即ら、周波数分析出力Ｄ（ｋ’）は、変調信号の電力の
周波数分析結果Ｓ（ｋ’）と比例する。
周波数分析結果Ｓ（ｋ’）と比例する。
分析幅は、周波数分析処理１３の入力レートが入力信号
Ａのサンプリング周波数Ｆａの１／４でめり、周波数分
析処理１３が１０２４ポイントの周波数分析処理である
ことから、入力信号Ａのサンプリング周波数の１／４０
９６の帯域となる。
Ａのサンプリング周波数Ｆａの１／４でめり、周波数分
析処理１３が１０２４ポイントの周波数分析処理である
ことから、入力信号Ａのサンプリング周波数の１／４０
９６の帯域となる。
入力信号の帯域や周波数の変更に対しては次のように対
応する。まず、入力信号の帯域選択は、周波数分析処理
１１の出力を用いて電力計算を行なうに当って、各分析
帯域の電力値を加算することにより行なうことができる
。また、周波数の変更は、電力計算する分析帯域を変更
することによって行なうことができる。
応する。まず、入力信号の帯域選択は、周波数分析処理
１１の出力を用いて電力計算を行なうに当って、各分析
帯域の電力値を加算することにより行なうことができる
。また、周波数の変更は、電力計算する分析帯域を変更
することによって行なうことができる。
以上のように本発明によれば、アナログ回路で構成され
たフィルタが不要となり、従来フィルタによって行って
いた処理がディジタル的に行えるので、帯域や周波数の
変更が必要な場合でも、回路の複雑化や所要スペースの
増加を伴うことなく、容易に対処できる。また、アナロ
グ回路のような経年変化がないため、長期にわたって安
定な動作が期待できる。
たフィルタが不要となり、従来フィルタによって行って
いた処理がディジタル的に行えるので、帯域や周波数の
変更が必要な場合でも、回路の複雑化や所要スペースの
増加を伴うことなく、容易に対処できる。また、アナロ
グ回路のような経年変化がないため、長期にわたって安
定な動作が期待できる。
第１図は本発明一実施例の方法を示すブロック図、
第２図は従来の方法に用いられる装置を示すブロック図
である。 ９・・・メモリ、１０・・・Ａ／Ｄ変換器、１１・・・
周波数分析処理、１２・・・電力胴線、１３・・・周波
数分析。
である。 ９・・・メモリ、１０・・・Ａ／Ｄ変換器、１１・・・
周波数分析処理、１２・・・電力胴線、１３・・・周波
数分析。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 変調された雑音の周波分析をする方法において、上記変
調された雑音の、所定の周期でのサンプル値を表わすデ
ィジタル信号の時系列を用意することと、 該ディジタル信号の時系列に対して周波数分析をするこ
とと、 上記周波数分析の結果の各々について電力値を計算し、
電力値データの時系列を得ることと、上記電力値データ
の時系列に対して周波数分析をすること とを含む周波数分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3155587A JPS63200074A (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 周波数分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3155587A JPS63200074A (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 周波数分析方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63200074A true JPS63200074A (ja) | 1988-08-18 |
Family
ID=12334430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3155587A Pending JPS63200074A (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 周波数分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63200074A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010139311A (ja) * | 2008-12-10 | 2010-06-24 | Nec Network & Sensor Systems Ltd | 船舶推進音検出装置、船舶推進音検出方法、及び船舶推進音検出用プログラム |
| JP2018207358A (ja) * | 2017-06-07 | 2018-12-27 | 沖電気工業株式会社 | 振幅変調成分の分析方法及び変調信号分析システム |
| JP2019039859A (ja) * | 2017-08-28 | 2019-03-14 | 沖電気工業株式会社 | 分析装置、分析装置の表示方法および表示プログラム |
-
1987
- 1987-02-16 JP JP3155587A patent/JPS63200074A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010139311A (ja) * | 2008-12-10 | 2010-06-24 | Nec Network & Sensor Systems Ltd | 船舶推進音検出装置、船舶推進音検出方法、及び船舶推進音検出用プログラム |
| JP2018207358A (ja) * | 2017-06-07 | 2018-12-27 | 沖電気工業株式会社 | 振幅変調成分の分析方法及び変調信号分析システム |
| JP2019039859A (ja) * | 2017-08-28 | 2019-03-14 | 沖電気工業株式会社 | 分析装置、分析装置の表示方法および表示プログラム |
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