RU2555194C1 - Processing of hydroacoustic signal from noise-emitting object - Google Patents
Processing of hydroacoustic signal from noise-emitting object Download PDFInfo
- Publication number
- RU2555194C1 RU2555194C1 RU2014112323/28A RU2014112323A RU2555194C1 RU 2555194 C1 RU2555194 C1 RU 2555194C1 RU 2014112323/28 A RU2014112323/28 A RU 2014112323/28A RU 2014112323 A RU2014112323 A RU 2014112323A RU 2555194 C1 RU2555194 C1 RU 2555194C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- sum
- spectrum
- noise
- complex spectrum
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидроакустике, технической акустике и может быть использовано при разработке гидроакустических систем для автоматического обнаружения сигналов шумоизлучения объектов.The invention relates to hydroacoustics, technical acoustics and can be used in the development of hydroacoustic systems for automatic detection of noise signals of objects.
В задачах обработки гидроакустических сигналов шумоизлучения объектов входят определения уровня сигнала и уровня помехи, определение отношение сигнал/помеха, что является одним из основных параметров, определяющих помехоустойчивость систем обнаружения и их основные характеристик, таких как вероятность правильного обнаружения и вероятность ложной тревоги. Поэтому возникает необходимость в определении этих величин при работе в реальных условиях при конкретной помехосигнальной ситуации и определения факта обнаружения сигнала шумоизлучения (А.М. Тюрин Введение в теорию статистических методов в гидроакустике. Л. 1963 г. изд. ВМОЛА стр.116).The tasks of processing hydroacoustic signals of object noise include determining the signal level and the level of interference, determining the signal-to-noise ratio, which is one of the main parameters that determine the noise immunity of detection systems and their main characteristics, such as the probability of correct detection and the probability of false alarm. Therefore, there is a need to determine these values when working in real conditions with a specific noise signal situation and to determine the fact of detection of a noise signal (A.M. Tyurin Introduction to the theory of statistical methods in hydroacoustics. L. 1963, ed. VMOLA p.116).
Известен способ измерения отношения сигнал/помехи по патенту РФ №2466416, при котором принимают сигнал шумоизлучения и помехи, определяют спектр принятой смеси сигнала шумоизлучения и помехи, определяют вторичный спектр смеси сигнала шумоизлучения и помехи или автокорреляционную функцию (АКФ), определяют точку перегиба АКФ; определяют S1 как сумму отсчетов АКФ от нулевого отсчета до отсчета в точке перегиба, определяют S3 как сумму отсчетов АКФ от отсчета точки перегиба до отсчета окончания АКФ, определяют S2 как произведение значения АКФ в точке перегиба на число отсчетов от нулевого отсчета до точки перегиба, а отношение сигнал/помеха определяют по формуле
Недостатком этого способа является сложность обработки огибающей автокорреляционной функции и сложность получения оценки отношения сигнал/помеха, которая существенно зависит от частоты дискретизации входного процесса. Кроме того, сложность обработки не позволяет реализовать автоматическое принятие решения о наличии объекта шумоизлучения.The disadvantage of this method is the complexity of processing the envelope of the autocorrelation function and the difficulty of obtaining an estimate of the signal-to-noise ratio, which substantially depends on the sampling frequency of the input process. In addition, the processing complexity does not allow for automatic decision making on the presence of an object of noise emission.
Известен способ обработки гидроакустического сигнала шумоизлучения от объекта, который содержит прием смеси сигнала шумоизлучения и помехи двумя идентичными приемниками или полуантеннами, расстояние между которыми превышает интервал корреляции помехи, определение суммы сигналов, принятых двумя приемниками, определение разности сигналов, принятых двумя приемниками, спектральный анализ, детектирование, интегрирование и сравнение результата (А.М. Тюрин Введение в теорию статистических методов в гидроакустике Л.1963 г. изд. ВМОЛА стр.172). Предполагается, что помехи, действующие на приемники, статистически независимы, тогда разность сигналов, принятых двумя приемниками, будет определять помеху. Сумма сигналов, принятых двумя приемниками, будет определять сумму сигнал + помеха. Разность энергии суммы сигналов + помехи и энергии помехи будет определять сигнал, а отношение сигнал/помеха будет определяться как частное от деления разности суммы сигналов + помехи и разности сигналов, принятых двумя приемниками, по разности этих сигналов и по величине отношения принимается решение о наличии сигнала.A known method of processing a hydro-acoustic noise signal from an object, which comprises receiving a mixture of a noise signal and interference by two identical receivers or semi-antennas, the distance between which exceeds the interference correlation interval, determining the sum of signals received by two receivers, determining the difference of signals received by two receivers, spectral analysis, detection, integration and comparison of the result (A.M. Tyurin Introduction to the theory of statistical methods in hydroacoustics L.1963, ed. VMOLA p.172). It is assumed that the interference acting on the receivers is statistically independent, then the difference in the signals received by the two receivers will determine the interference. The sum of the signals received by the two receivers will determine the sum of the signal + interference. The difference in energy of the sum of signals + interference and interference energy will determine the signal, and the signal-to-noise ratio will be determined as the quotient of dividing the difference in the sum of signals + interference and the difference in signals received by two receivers, the decision on the presence of a signal is made by the difference of these signals and the magnitude of the ratio .
Недостатком этого способа является необходимость наличия двух идентичных каналов обработки сигналов, принятых в канале суммы и в канале разности, что в реальных условиях вызывает значительные трудности, поскольку со временем за счет старения характеристики элементов изменяются и каналы становятся неидентичными. Кроме того, необходимо иметь два канала обработки, приемники которых разнесены на интервал, превышающий интервал корреляции помехи, что не всегда возможно. Неидентичность каналов измерений может быть вызвана пространственной анизотропией помехи или приемом сигналов сильношумящих объектов боковыми лепестками характеристики направленности, что при дальнейшем накоплении энергетических спектров суммы и разности будет вноситься ошибка в определение энергетического спектра сигнала и спектра помехи и затруднит принятие автоматического решения о наличии сигнала шумоизлучения на входе.The disadvantage of this method is the need for two identical signal processing channels received in the sum channel and in the difference channel, which in real conditions causes significant difficulties, since over time due to aging the characteristics of the elements change and the channels become non-identical. In addition, it is necessary to have two processing channels, the receivers of which are spaced apart by an interval exceeding the interference correlation interval, which is not always possible. The identity of the measurement channels can be caused by spatial anisotropy of the interference or reception of signals of high-noise objects by the side lobes of the directivity characteristic, which, with further accumulation of the energy spectra of the sum and difference, will introduce an error in determining the energy spectrum of the signal and the interference spectrum and make it difficult to make an automatic decision about the presence of a noise signal at the input .
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а техническим результатом способа является упрощение аппаратуры, реализующей способ обработки гидроакустического шумоизлучения объекта, и обеспечение автоматического принятия решения о наличии гидроакустического сигнала шумоизлучения объекта при использовании одноканальной системы обработки сигналовThe objective of the invention is to remedy these disadvantages, and the technical result of the method is to simplify equipment that implements a method for processing hydroacoustic noise emission of an object, and ensuring automatic decision-making on the presence of a hydroacoustic signal of noise emission from an object when using a single-channel signal processing system
Заявленный технический результат достигается тем, что в способе обработки гидроакустического сигнала шумоизлучения объекта, содержащем прием гидроакустического сигнала шумоизлучения в смеси с помехой, определение спектра электрического сигнала шумоизлучения объекта, определение электрического спектра помехи, накопление, сравнение результатов, введены новые признаки, а именно: прием гидроакустического сигнала шумоизлучения объекта производят с выхода единой антенны, производят дискретизацию электрического сигнала шумоизлучения объекта, быстрое преобразование Фурье набора дискретизированного электрического сигнала с формированием комплексного спектра, для всех N последовательных наборов, производят выделение реальной части комплексного спектра этого сигнала и выделение мнимой части комплексного спектра этого же сигнала, производят суммирование реальных частей комплексного спектра по N наборам и суммирование мнимых частей комплексного спектра по N наборам, возводят в квадрат сумму реальных частей комплексного спектра, возводят в квадрат сумму мнимых частей комплексного спектра, суммируют квадрат суммы реальных частей комплексного спектра и квадрат суммы мнимых частей комплексного спектра, одновременно с этим по тем же исходным данным производят последовательное вычитание реальных частей комплексного спектра по N наборам, производят вычитание мнимых частей комплексного спектра по N наборам, возводят в квадрат полученную разность реальных частей комплексного спектра N наборов, возводят в квадрат полученную разность мнимых частей комплексного спектра N наборов, суммируют квадрат разности реальных частей комплексного спектра и квадрат разности мнимых частей комплексного спектра, а решение о наличии сигнала шумоизлучения объекта принимают в том случае, если сумма квадрата суммы реальных частей комплексного спектра и квадрата суммы мнимых частей комплексного спектра будет больше суммы квадрата разности реальных частей комплексного спектра и квадрата разности мнимых частей комплексного спектра, при этом число N должно быть четным и определяться мощностью шумоизлучения объекта, значение которого выбирается для обнаружения сильношумящих объектов и обнаружения малошумящих объектов после принятия решения об отсутствии сигнала шумоизлучения.The claimed technical result is achieved by the fact that in the method of processing the hydroacoustic signal of the noise of the object, containing the reception of the hydroacoustic signal of the noise in the mixture with interference, determining the spectrum of the electrical signal of the noise of the object, determining the electrical spectrum of the noise, accumulation, comparison of the results, new features are introduced, namely: reception the hydroacoustic signal of the noise emission of an object is produced from the output of a single antenna; the electrical signal of noise emission is sampled object, fast Fourier transform of a set of a discretized electrical signal with the formation of a complex spectrum, for all N consecutive sets, select the real part of the complex spectrum of this signal and select the imaginary part of the complex spectrum of the same signal, sum the real parts of the complex spectrum over N sets and sum the imaginary parts of the complex spectrum in N sets, squared the sum of the real parts of the complex spectrum, squared the sum of the imaginary parts of the complex spectrum, sum the square of the sum of the real parts of the complex spectrum and the square of the sum of the imaginary parts of the complex spectrum, at the same time using the same source data, sequentially subtract the real parts of the complex spectrum from N sets, subtract the imaginary parts of the complex spectrum from N sets, square the obtained difference of the real parts of the complex spectrum of N sets, squared the obtained difference of the imaginary parts of the complex spectrum of N sets, sum the square of the difference real parts of the complex spectrum and the square of the difference of the imaginary parts of the complex spectrum, and the decision on the presence of an object noise signal is made if the sum of the square of the sum of the real parts of the complex spectrum and the square of the sum of the imaginary parts of the complex spectrum is greater than the sum of the square of the difference of the real parts of the complex spectrum and the square the difference of the imaginary parts of the complex spectrum, while the number N must be even and determined by the noise power of the object, the value of which is chosen to be detected the use of low-noise objects and the detection of low-noise objects after making a decision about the absence of a noise signal.
Физическая основа предлагаемого способа обработки гидроакустического сигнала шумоизлучения объекта базируется на известном факте, что дисперсия суммарного или разностного стационарного процесса будет равна сумме дисперсий составляющих (В.Т. Горяинов, А.Г. Журавлев, В.И. Тихонов «Примеры и задачи по статистической радиотехнике» М. Сов. радио. 1970г. стр.111). Дисперсия в прикладном смысле представляет собой мощность процесса (A.M. Заездный «Основы расчетов по статистической радиотехник». М. Связь 1969 г., стр.37). Таким образом, дисперсия суммы двух независимых некоррелированных случайных процессов равна сумме дисперсий слагаемых и дисперсия разности независимых некоррелированных случайных процессов равна сумме дисперсий вычитаемых и они будут равны между собой (А.М. Тюрин «Введение в теорию статистических методов в гидроакустике» Л.1963 г изд. ВМОЛА стр.11, 12). В предлагаемом техническом решении используются при обработке гидроакустических сигналов не энергетические спектры, которые используются в современных системах, а комплексные спектры, представляющие собой отдельно реальную часть и мнимую часть, каждая из которых является знакопеременным процессом с нулевым средним. А в прототипе используется энергетические спектры сигнала и помехи, среднее значение которых не равны нулю после накопления. Энергетический спектр представляет собой конечный продукт спектральной обработки и определяется как сумма квадратов реальной и мнимой части, а комплексный спектр - это промежуточная составляющая, которая в дальнейшем превращается в энергетический спектр («Применение цифровой обработки сигналов» п/р Оппенгейма М.Мир 1980 г. стр.389-436).The physical basis of the proposed method for processing the hydroacoustic signal of the noise emission of an object is based on the well-known fact that the variance of the total or difference stationary process will be equal to the sum of the variances of the components (V. T. Goryainov, A. G. Zhuravlev, V. I. Tikhonov “Examples and tasks on statistical radio engineering "M. Sov. radio. 1970. p.111). Dispersion in the applied sense is the power of the process (A.M. Zaezdny, “Fundamentals of Calculations for Statistical Radio Engineering.” M. Svyaz 1969, p. 37). Thus, the variance of the sum of two independent uncorrelated random processes is equal to the sum of the variances of the terms and the variance of the difference of independent uncorrelated random processes is equal to the sum of the variances subtracted and they will be equal to each other (A.M. Tyurin “Introduction to the theory of statistical methods in hydroacoustic” L.1963 Vol. 11, p. 12). In the proposed technical solution, when processing sonar signals, it is not the energy spectra that are used in modern systems that are used, but the complex spectra, which are a separate real part and an imaginary part, each of which is an alternating process with zero mean. And the prototype uses the energy spectra of the signal and interference, the average value of which is not equal to zero after accumulation. The energy spectrum is the end product of spectral processing and is defined as the sum of the squares of the real and imaginary parts, and the complex spectrum is the intermediate component, which later turns into the energy spectrum (“The use of digital signal processing”, Oppenheim M. Mir 1980) pg. 389-436).
Сигнал шумоизлучения от объекта имеет стационарный характер и постоянный на длительном интервале времени спектральный состав и последовательные наборы этого процесса являются зависимыми. Спектральные свойства сигнала детерминированы на всем временном интервале наблюдения и когерентно связаны в последовательных во времени наборах дискретизированных отсчетов, последовательно поступающих на систему обработки. При накоплении реальной и мнимой частей комплексного спектра сигнала для дискретизированных наборов временной реализации положение спектральной составляющей сигнала по оси частот будет детерминировано. При этом происходит суммирование положительных реальных частей и суммирование отрицательных реальных частей сигнальной составляющей. Спектральные соотношения помехи между наборами временных реализаций, разнесенных на интервал времени, больший, чем интервал корреляции для помехи, окажутся независимыми и некоррелированными, что практически всегда имеет место в реальных условиях. Если сигнал в набранных реализациях отсутствует, а имеется только помеха, то будет происходить случайное суммирование помехи. Поскольку помеха в соседних временных последовательностях не коррелирована, то реальная часть помехи будет складываться не когерентно с реальной частью помехи последующего набора. Аналогично и мнимая часть помехи будет складываться не когерентно с мнимой частью последующих наборов. Также и в канале разности помеха в соседних временных последовательностях не коррелирована, и реальная часть помехи будет вычитаться не когерентно с реальной частью помехи последующего набора. При наличии сигнала в канале разности в соседних временных последовательностях сигнал коррелирован, и реальная часть сигнала будет вычитаться когерентно с реальной частью сигнала последующего набора, а помеха не когерентно. Нулю будет равно среднее значение суммарного процесса и среднее значение разностного процесса, поскольку средние значения отдельных составляющих исходного процесса равны нулю. Если выходной энергетический спектр (сумма квадрата реальной части и сумма квадратов мнимой части комплексного спектра) («Применение цифровой обработки сигналов» п/р Оппенгейма М.Мир 1980 г. стр.389-436) будет больше выходного энергетического спектра разности комплексных спектров, то это означает, что на входе приемника присутствует шумоизлучение сигнала от объекта. Если выходной энергетический спектр суммы комплексных спектров будет равен выходному энергетическому спектру разности комплексных спектров, то это означает, что на входе приемника отсутствует шумоизлучение сигнала от объекта, при этом количество временных последовательных наборов должно быть обязательно четным. Как правило, объекты шумоизлучения подразделяются на сильношумящие и малошумящие. Для сильношумящего объекта решение о наличии сигнала шумоизлучения может быть принято при малом числе накоплений, что позволит сразу перейти к решению задачи классификации и измерению параметров движения, но если решение не принятого это не означает, что в данном направлении отсутствует мало шумящий объект. Для обнаружения малошумящих объектов необходимо увеличивать время накопления. Поэтому предусмотрена двухэтапная процедура, содержащая малое время накопления и принятие быстрого решения, и продолжение накопления для принятия решения о наличии малошумящего объекта.The noise signal from the object is stationary in nature and the spectral composition that is constant over a long period of time and the sequential sets of this process are dependent. The spectral properties of the signal are determined over the entire time interval of observation and are coherently connected in time-sequential sets of discretized samples that are sequentially fed to the processing system. With the accumulation of the real and imaginary parts of the complex spectrum of the signal for discretized sets of temporal realization, the position of the spectral component of the signal along the frequency axis will be determined. In this case, the summation of the positive real parts and the summation of the negative real parts of the signal component occurs. The spectral relations of interference between sets of time realizations spaced by a time interval greater than the correlation interval for the interference will turn out to be independent and uncorrelated, which almost always takes place in real conditions. If there is no signal in the dialed implementations, but there is only interference, then random summation of the interference will occur. Since the interference in adjacent time sequences is not correlated, the real part of the interference will not add up coherently with the real part of the interference of the subsequent set. Similarly, the imaginary part of the interference will not add up coherently with the imaginary part of subsequent sets. Also, in the difference channel, the interference in adjacent time sequences is not correlated, and the real part of the interference will not be subtracted coherently with the real part of the interference of the subsequent set. If there is a signal in the difference channel in adjacent time sequences, the signal is correlated, and the real part of the signal will be subtracted coherently with the real part of the subsequent signal, and the interference is not coherent. The average value of the total process and the average value of the difference process will be equal to zero, since the average values of the individual components of the initial process are equal to zero. If the output energy spectrum (the sum of the square of the real part and the sum of the squares of the imaginary part of the complex spectrum) (“Using Digital Signal Processing”, Oppenheim M. Mir 1980, p. 389-436) will be larger than the output energy spectrum of the difference of the complex spectra, then this means that there is noise emission from the object at the input of the receiver. If the output energy spectrum of the sum of the complex spectra is equal to the output energy spectrum of the difference of the complex spectra, then this means that there is no noise emission from the object at the input of the receiver, and the number of time series sets must be even. As a rule, objects of noise emission are subdivided into high noise and low noise. For a highly noisy object, a decision on the presence of a noise signal can be made with a small number of accumulations, which will immediately allow us to proceed to the solution of the classification problem and measure the motion parameters, but if the solution is not adopted, this does not mean that there is no low-noise object in this direction. To detect low-noise objects, it is necessary to increase the accumulation time. Therefore, a two-stage procedure is provided, containing a short accumulation time and a quick decision, and continued accumulation to make a decision about the presence of a low-noise object.
Сущность изобретения поясняет фиг.1, на которой изображена блок-схема устройства, реализующего данный способ.The invention is illustrated in figure 1, which shows a block diagram of a device that implements this method.
На фиг.1 антенна и приемное устройство 1 через дискретизатор 2 связанны с входом блока 3 БПФ. Первый, второй, третий и четвертый выходы блока 3 соединены со входами накопителя 4 суммы реальной части комплексного спектра, накопителя 5 суммы мнимой части комплексного спектра, накопителя 7 разности мнимой части комплексного спектра и накопителя 8 разности мнимой части комплексного спектра, соответственно. Выходы накопителей 4 и 5 соединены со входами блока 6 вычисления суммы квадратов накопленной суммы реальной части комплексного спектра и накопленной суммы мнимой части комплексного спектра. Выходы блоков 7 и 8 соединены со входами блока 9 вычисления суммы квадратов накопленной разности реальной части спектра и накопленной разности мнимой части спектра. Выходы блоков 6 и 9 соединены со входами блока 10 сравнения и принятия решения, а выход блока 10 соединен со вторым входом блока 3 БПФ.In figure 1, the antenna and the receiving device 1 through the sampler 2 are connected to the input of the FFT unit 3. The first, second, third and fourth outputs of block 3 are connected to the inputs of drive 4 of the sum of the real part of the complex spectrum, drive 5 of the sum of the imaginary part of the complex spectrum, drive 7 of the difference of the imaginary part of the complex spectrum and drive 8 of the difference of the imaginary part of the complex spectrum, respectively. The outputs of drives 4 and 5 are connected to the inputs of block 6 for calculating the sum of squares of the accumulated sum of the real part of the complex spectrum and the accumulated sum of the imaginary part of the complex spectrum. The outputs of blocks 7 and 8 are connected to the inputs of block 9 for calculating the sum of squares of the accumulated difference of the real part of the spectrum and the accumulated difference of the imaginary part of the spectrum. The outputs of blocks 6 and 9 are connected to the inputs of the comparison and decision block 10, and the output of block 10 is connected to the second input of the FFT block 3.
Реализацию предлагаемого способа покажем на примере работы системы (фиг.1). С выхода антенны и приемного устройства 1 входной процесс поступает на вход дискретизатора 2, который преобразует аналоговый сигнал в цифровой вид и фиксированными последовательными массивами передает в блок 3 БПФ, где по известным алгоритмам производится вычисление комплексного спектра входной реализации исходного аналогового процесса. На выходе блока 3 БПФ формируются в процессе вычисления реальная и мнимая части спектра, каждая из которых содержит положительную и отрицательную часть. Полученная оценка реальной части комплексного спектра с первого выхода блока 3 БПФ передается в накопитель 4, а со второго выхода блока 3 БПФ оценка мнимой части комплексного спектра передается в накопитель 5. Накопленные оценки реальной и мнимой части комплексного спектра, содержащего смесь шумового сигнала объекта и помехи, подаются на блок 6, где возводятся в квадрат и суммируются, образуя энергетический спектр суммы. С третьего выхода блока 3 БПФ оценка мнимой части комплексного спектра поступает в блок 7, где происходит вычитание реальной части предыдущего набора комплексного спектра из реальной части последующего набора комплексного спектра и так далее по мере поступления наборов, а с четвертого выхода блока 3 БПФ в блок 8 поступает мнимая часть комплексного спектра, где происходит вычитание из предыдущего набора мнимой части комплексного спектра последующего набора мнимой части комплексного спектра и накапливается сумма разности реальных частей комплексного спектра. Полученные оценки накопленной разности реальных частей и накопленной разности мнимых частей поступают на блок 9, где каждая из составляющих возводится в квадрат и суммируется друг с другом, образуя энергетический спектр разности. Полученные оценки накопленной разности и накопленной суммы конечных энергетических спектров поступают в блок 10 сравнения, где принимается решение о наличии или отсутствии шумоизлучения объекта в принятом сигнале. Если полученные энергии комплексных оценок суммы и разности равны, то это означает, что на входе действует только одна помеха. В этом случае в блок 3 БПФ передается сигнал на увеличении числа накоплений. Если уровень энергетического спектра суммы больше уровня энергетического спектра разности, то это означает, что в принятом входном сигнале имеется шумоизлучение объекта.The implementation of the proposed method will be shown on the example of the system (figure 1). From the output of the antenna and the receiving device 1, the input process enters the input of the sampler 2, which converts the analog signal into a digital form and transfers it to the FFT unit 3 with fixed serial arrays, where, according to well-known algorithms, the complex spectrum of the input implementation of the original analog process is calculated. At the output of block 3, FFTs form during the calculation the real and imaginary parts of the spectrum, each of which contains the positive and negative parts. The obtained estimate of the real part of the complex spectrum from the first output of the FFT block 3 is transferred to drive 4, and from the second output of the FFT block 3, the estimate of the imaginary part of the complex spectrum is transferred to drive 5. The accumulated estimates of the real and imaginary part of the complex spectrum containing a mixture of the object noise signal and interference are served on block 6, where they are squared and summed, forming the energy spectrum of the sum. From the third output of the FFT block 3, the imaginary part of the complex spectrum is evaluated in block 7, where the real part of the previous set of the complex spectrum is subtracted from the real part of the subsequent set of the complex spectrum and so on as the sets arrive, and from the fourth output of the FFT block 3 to block 8 the imaginary part of the complex spectrum arrives, where the imaginary part of the complex spectrum is subtracted from the previous set of the next set of the imaginary part of the complex spectrum and the sum of the difference of the real parts is accumulated complex spectrum. The obtained estimates of the accumulated difference of the real parts and the accumulated difference of the imaginary parts go to block 9, where each of the components is squared and summed with each other, forming the energy spectrum of the difference. The obtained estimates of the accumulated difference and the accumulated sum of the final energy spectra are sent to the comparison unit 10, where a decision is made on the presence or absence of noise from the object in the received signal. If the received energies of the complex estimates of the sum and the difference are equal, then this means that only one interference acts at the input. In this case, a signal is transmitted to the FFT block 3 to increase the number of accumulations. If the level of the energy spectrum of the sum is greater than the level of the energy spectrum of the difference, then this means that the received signal contains noise emission from the object.
Принципы цифрового преобразование и обработки достаточно подробно приведены в работе («Применение цифровой обработки сигналов» п/р Оппенгейма М. Мир 1980 г. стр.389-436) При использовании цифровой техники в качестве спектрального анализа применяют процедуры быстрого преобразования Фурье (БПФ), которые обеспечивают выделение и измерение энергетического спектра шумового электрического процесса. В настоящее время практически вся гидроакустическая аппаратура выполняется на спецпроцессорах, которые преобразуют акустический сигнал в цифровой вид и производят в цифровом виде формирование характеристик направленности, многоканальную обработку и обнаружение сигнала, а также измерение спектров сигнала шумоизлучения, автокорреляционную обработку и процедуры анализа спектров. Вопросы реализации спецпроцессоров достаточно подробно рассмотрены в книге Ю.А. Корякин, С.А. Смирнов, Г.В. Яковлев «Корабельная гидроакустическая техника» Санкт-Петербург «Наука»2004 г. стр.281.The principles of digital conversion and processing are described in sufficient detail in the work (“Application of Digital Signal Processing” p / r Oppenheim M. Mir 1980, p. 389-436) When using digital technology, the Fast Fourier Transform (FFT) procedures are used as spectral analysis, which provide the selection and measurement of the energy spectrum of a noise electrical process. Currently, almost all hydroacoustic equipment is performed on special processors that convert the acoustic signal into digital form and digitally generate directivity characteristics, multichannel processing and signal detection, as well as measuring the spectra of the noise signal, autocorrelation processing and spectral analysis procedures. Issues of the implementation of special processors are considered in sufficient detail in the book of Yu.A. Koryakin, S.A. Smirnov, G.V. Yakovlev “Ship hydroacoustic equipment” St. Petersburg “Science” 2004, p. 281.
Таким образом, достигается технический результат, связанный с определением энергии сигнала, энергии помехи с помощью одноканальной системы приема, и при сравнении результатов обработки обеспечивается автоматическое принятие решения о наличии или отсутствии сигнала шумоизлучения объекта на входе приемника.Thus, a technical result is achieved associated with the determination of signal energy, interference energy using a single-channel receiving system, and when comparing the processing results, an automatic decision is made about the presence or absence of an object noise signal at the receiver input.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014112323/28A RU2555194C1 (en) | 2014-03-31 | 2014-03-31 | Processing of hydroacoustic signal from noise-emitting object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014112323/28A RU2555194C1 (en) | 2014-03-31 | 2014-03-31 | Processing of hydroacoustic signal from noise-emitting object |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2555194C1 true RU2555194C1 (en) | 2015-07-10 |
Family
ID=53538316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014112323/28A RU2555194C1 (en) | 2014-03-31 | 2014-03-31 | Processing of hydroacoustic signal from noise-emitting object |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2555194C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2697937C1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-08-21 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Sonar method of detecting an object and measuring its parameters |
RU2799118C1 (en) * | 2022-11-16 | 2023-07-04 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Noise emission signal processing method |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4173008A (en) * | 1971-03-10 | 1979-10-30 | Keith Stanley R | Method and apparatus for passive detection of marine objects |
FR2590032A1 (en) * | 1985-08-02 | 1987-05-15 | Thomson Csf | Acoustic method for locating underwater objects |
RU2096808C1 (en) * | 1995-02-23 | 1997-11-20 | Сергей Алексеевич Бахарев | Method detection of low-frequency hydroacoustic radiations |
RU2145426C1 (en) * | 1998-10-19 | 2000-02-10 | Камчатский гидрофизический институт | Method of detection of noise signals of sea objects |
RU2298203C2 (en) * | 2005-05-03 | 2007-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Mode of detection of noisy objects in the sea |
RU2300118C1 (en) * | 2005-08-29 | 2007-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Mode of detection noisy objects in the sea |
RU2339050C1 (en) * | 2007-05-21 | 2008-11-20 | ОАО "Концерн "Океанприбор" | Method of sea noisy objects detection |
RU2373553C1 (en) * | 2008-03-05 | 2009-11-20 | Анатолий Геннадиевич Голубев | Method of detecting noise signals of sea objects |
RU2478976C1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Extraction method of source noise signal from total noise |
-
2014
- 2014-03-31 RU RU2014112323/28A patent/RU2555194C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4173008A (en) * | 1971-03-10 | 1979-10-30 | Keith Stanley R | Method and apparatus for passive detection of marine objects |
FR2590032A1 (en) * | 1985-08-02 | 1987-05-15 | Thomson Csf | Acoustic method for locating underwater objects |
RU2096808C1 (en) * | 1995-02-23 | 1997-11-20 | Сергей Алексеевич Бахарев | Method detection of low-frequency hydroacoustic radiations |
RU2145426C1 (en) * | 1998-10-19 | 2000-02-10 | Камчатский гидрофизический институт | Method of detection of noise signals of sea objects |
RU2298203C2 (en) * | 2005-05-03 | 2007-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Mode of detection of noisy objects in the sea |
RU2300118C1 (en) * | 2005-08-29 | 2007-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Mode of detection noisy objects in the sea |
RU2339050C1 (en) * | 2007-05-21 | 2008-11-20 | ОАО "Концерн "Океанприбор" | Method of sea noisy objects detection |
RU2373553C1 (en) * | 2008-03-05 | 2009-11-20 | Анатолий Геннадиевич Голубев | Method of detecting noise signals of sea objects |
RU2478976C1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Extraction method of source noise signal from total noise |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2697937C1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-08-21 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Sonar method of detecting an object and measuring its parameters |
RU2799118C1 (en) * | 2022-11-16 | 2023-07-04 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Noise emission signal processing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5247056B2 (en) | Propagation delay time measuring apparatus and radar apparatus | |
US20100002777A1 (en) | Systems and methods for construction of time-frequency surfaces and detection of signals | |
RU2466419C1 (en) | Method of classifying sonar echo signal | |
RU2549207C2 (en) | Device for detecting hydroacoustic noise signals based on quadrature receiver | |
US20190374126A1 (en) | Method and device for measuring biometric signal by using radar | |
RU2555194C1 (en) | Processing of hydroacoustic signal from noise-emitting object | |
RU2460093C1 (en) | Method of measuring distance using sonar | |
RU2208811C2 (en) | Procedure to obtain information on noisy objects in sea | |
RU2293358C1 (en) | Mode of detection of a sonar echo-signal | |
RU2660219C1 (en) | Method of classifying sonar echo | |
RU2008118533A (en) | METHOD FOR DETECTING PEOPLE AND MOVING OBJECTS FOR AN OBSTACLE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
JP6373809B2 (en) | Signal information acquisition system and signal information acquisition method | |
RU2480901C1 (en) | Method for automatic detection of signals | |
RU2627977C1 (en) | Method of object detection and measurement of its parameters | |
RU2550757C1 (en) | Device for detecting hydroacoustic noise signals based on quadrature receiver | |
RU2593622C1 (en) | Method of measuring radial velocity of object at its noise emission | |
RU2292558C1 (en) | Method of determination electric current noise signal spectrum | |
RU2394371C1 (en) | Device for determining optimum working frequencies of ionospheric radio channel | |
RU2563889C1 (en) | Digital radio signal detector in noise conditions with unknown intensity | |
KR101524550B1 (en) | Method and Apparatus for a fast Linear Frequency Modulation target detection compensating Doppler effect according to the target speed | |
RU2719214C1 (en) | Active sonar | |
RU2572219C1 (en) | Method of processing noise emission signal of object | |
RU2466416C1 (en) | Method of measuring signal-to-noise ratio | |
RU2285937C2 (en) | Method for detecting and determining coordinates of radio radiation source | |
RU2634786C1 (en) | Method for determining noisy object maneuver |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190401 |