JPH08114672A - アクティブソーナー装置 - Google Patents
アクティブソーナー装置Info
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- JPH08114672A JPH08114672A JP25173994A JP25173994A JPH08114672A JP H08114672 A JPH08114672 A JP H08114672A JP 25173994 A JP25173994 A JP 25173994A JP 25173994 A JP25173994 A JP 25173994A JP H08114672 A JPH08114672 A JP H08114672A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 2
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
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- 238000000388 lateral force microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 LFM相関処理方式のアクティブソーナーに
おいて、ドップラシフト発生時の処理利得の減少を極め
て簡単な構成で防止する。 【構成】 互いに周波数偏移特性が逆の2つの送信信号
Q1,Q2を時間t0の遅延をもって送波する。これ等
の受信信号P1,P2をメモリ回路2,1にて時間を揃
えて読出し相関回路3へ入力して相関処理する。これに
より、利得減少がなくなり、目標認識距離が低下しな
い。
おいて、ドップラシフト発生時の処理利得の減少を極め
て簡単な構成で防止する。 【構成】 互いに周波数偏移特性が逆の2つの送信信号
Q1,Q2を時間t0の遅延をもって送波する。これ等
の受信信号P1,P2をメモリ回路2,1にて時間を揃
えて読出し相関回路3へ入力して相関処理する。これに
より、利得減少がなくなり、目標認識距離が低下しな
い。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアクティブソーナー装置
に関し、特に送信信号の周波数を時間と共にリニアに変
化せしめつつ送信するLMF(リニアFM)送信方式の
アクティブソーナー装置に関に関する。
に関し、特に送信信号の周波数を時間と共にリニアに変
化せしめつつ送信するLMF(リニアFM)送信方式の
アクティブソーナー装置に関に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の従来のアクティブソーナー装置
について、図3を参照しつつ説明する。送信信号Q1の
周波数を時間と共にリニアに変化するFM信号(LMF
信号)方式として送信する場合、通常受信時は、目標か
らの反射信号である受信信号P1と、送信信号Q1の逆
特性を有するレプリカ信号Rとの相関を相関回路3にて
算出し相関度が高いものを強いエコー信号として検出す
るようになっている。
について、図3を参照しつつ説明する。送信信号Q1の
周波数を時間と共にリニアに変化するFM信号(LMF
信号)方式として送信する場合、通常受信時は、目標か
らの反射信号である受信信号P1と、送信信号Q1の逆
特性を有するレプリカ信号Rとの相関を相関回路3にて
算出し相関度が高いものを強いエコー信号として検出す
るようになっている。
【0003】尚、メモリ回路1は受信信号P1を記憶
し、またメモリ回路2は当該レプリカ信号Rを記憶する
ものである。
し、またメモリ回路2は当該レプリカ信号Rを記憶する
ものである。
【0004】送信パルス幅T秒で、周波数f0を中心と
してf0±AHzの範囲でLFM送信信号Q1による受信
信号P1の相関を行う場合、送信信号特性に対応したレ
プリカ信号Rをメモリ回路2に保持しておき、また受信
信号P1をメモリ回路1に保持して、これ等両メモリ回
路1,2の出力を相関回路3にて相関検出を行う。
してf0±AHzの範囲でLFM送信信号Q1による受信
信号P1の相関を行う場合、送信信号特性に対応したレ
プリカ信号Rをメモリ回路2に保持しておき、また受信
信号P1をメモリ回路1に保持して、これ等両メモリ回
路1,2の出力を相関回路3にて相関検出を行う。
【0005】低い周波数から高い周波数へリニアに変調
したLFM信号を送信信号Q1とする場合は、レプリカ
信号Rはその送信信号情報を基に同じ帯域でその逆の特
性である、高い周波数から低い周波数へリニア変調した
信号とされてメモリ回路2に記憶される。
したLFM信号を送信信号Q1とする場合は、レプリカ
信号Rはその送信信号情報を基に同じ帯域でその逆の特
性である、高い周波数から低い周波数へリニア変調した
信号とされてメモリ回路2に記憶される。
【0006】送信信号Q1を基にこうしてメモリ回路2
に準備されたレプリカ信号Rは、受信信号P1と相関回
路3で相関処理(積算処理)されることにより、2f0
にc相関度の高いピークが得られるものである。
に準備されたレプリカ信号Rは、受信信号P1と相関回
路3で相関処理(積算処理)されることにより、2f0
にc相関度の高いピークが得られるものである。
【0007】この相関処理による利得を考えると、「水
中音響の原理」R.J.コーリック著のp.378に記
載されているように、仮に目標が静止目標として、この
静止目標からの反射音波を受信した場合は、受信信号P
とレプリカ信号Rとの処理利得は、 10log 2BT ……(1) と表される。ここにBは周波数偏移幅2AHz,Tは送信
パルス幅(秒)である。
中音響の原理」R.J.コーリック著のp.378に記
載されているように、仮に目標が静止目標として、この
静止目標からの反射音波を受信した場合は、受信信号P
とレプリカ信号Rとの処理利得は、 10log 2BT ……(1) と表される。ここにBは周波数偏移幅2AHz,Tは送信
パルス幅(秒)である。
【0008】この図3に示したLFM相関処理方式で
は、レプリカ相関方式を行っているために、f0±AHz
でLFM送信を行った場合、目標が移動してドップラト
フトαが発生したとき、受信信号P1の信号周波数帯域
が (f0±A)±αHz となり、レプリカ信号周波数f0±AHzからはずれた分
だけ利得が低下して目標を認識できる距離がそれだけ短
くなるという問題がある。
は、レプリカ相関方式を行っているために、f0±AHz
でLFM送信を行った場合、目標が移動してドップラト
フトαが発生したとき、受信信号P1の信号周波数帯域
が (f0±A)±αHz となり、レプリカ信号周波数f0±AHzからはずれた分
だけ利得が低下して目標を認識できる距離がそれだけ短
くなるという問題がある。
【0009】尚、図4にドップラシフトαが生じた受信
信号P1を示し、このときの受信信号周波数帯域が小と
なってBZになった例を示している。
信号P1を示し、このときの受信信号周波数帯域が小と
なってBZになった例を示している。
【0010】この様なアクティブソーナー装置における
ドップラシフトの影響に関する技術として、特開昭59
−225375号公報,特開平3−115879号公報
及び特開平3−242586号公報等に開示されたもの
がある。
ドップラシフトの影響に関する技術として、特開昭59
−225375号公報,特開平3−115879号公報
及び特開平3−242586号公報等に開示されたもの
がある。
【0011】特開昭59−22537号公報に開示の技
術によれば、2つの相関出力信号の時間差から目標の移
動によりドップラ偏移を検出することにより、LFM信
号送信時における目標の動勢を知るというものである。
術によれば、2つの相関出力信号の時間差から目標の移
動によりドップラ偏移を検出することにより、LFM信
号送信時における目標の動勢を知るというものである。
【0012】また、特開平3−115879号公報に開
示の技術によれば、検波信号レベルを所定レベルと比較
して、1または0の1ビット信号のパルスに変換しその
パルス列の順序を検証することで、ドップラ判別を行う
というものである。
示の技術によれば、検波信号レベルを所定レベルと比較
して、1または0の1ビット信号のパルスに変換しその
パルス列の順序を検証することで、ドップラ判別を行う
というものである。
【0013】更に、特開平3−242586号公報に開
示の技術によれば、送信周波数を同一周波数だけ高い周
波数と低い周波数とに夫々シフトした2つの信号による
2つのレプリカ信号を用いてLFM相関を行うことによ
り、ドップラ検出を行うというものである。
示の技術によれば、送信周波数を同一周波数だけ高い周
波数と低い周波数とに夫々シフトした2つの信号による
2つのレプリカ信号を用いてLFM相関を行うことによ
り、ドップラ検出を行うというものである。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上記のいずれの技術に
おいても、回路構成が極めて複雑化して、ハードウェア
の増大及びコストアップの要因となるという欠点があ
る。
おいても、回路構成が極めて複雑化して、ハードウェア
の増大及びコストアップの要因となるという欠点があ
る。
【0015】本発明の目的は、ドップラシフトによる相
関処理利得の減少をなくしてドップラシフトのない場合
と同一の処理利得を極めて簡単な構成で得ることが可能
なアクティブソーナー装置を提供することである。
関処理利得の減少をなくしてドップラシフトのない場合
と同一の処理利得を極めて簡単な構成で得ることが可能
なアクティブソーナー装置を提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明によるアクティブ
ソーナー装置は、周波数掃引特性が互いに逆特性を有す
る第1及び第2のLFM(リニアFM)送信信号をこの
順に時系列的に送出する送信手段と、前記第1及び第2
のLFM送信信号による目標からの夫々の反射による第
1及び第2の受信信号を時間的に同時になるように生成
する受信信号導出手段と、この受信信号導出手段により
生成導出された第1及び第2の受信信号の相関処理をな
す相関手段とを含むことを特徴としている。
ソーナー装置は、周波数掃引特性が互いに逆特性を有す
る第1及び第2のLFM(リニアFM)送信信号をこの
順に時系列的に送出する送信手段と、前記第1及び第2
のLFM送信信号による目標からの夫々の反射による第
1及び第2の受信信号を時間的に同時になるように生成
する受信信号導出手段と、この受信信号導出手段により
生成導出された第1及び第2の受信信号の相関処理をな
す相関手段とを含むことを特徴としている。
【0017】
【作用】周波数偏移特性が互いに逆のLFM送信信号を
時系列的に送波し、目標の速力によって夫々にドップラ
シフトされた受信信号を用いて相関処理をなすことによ
り、ドップラシフトによる処理利得の低下を防止して目
標距離を確保するようにしている。
時系列的に送波し、目標の速力によって夫々にドップラ
シフトされた受信信号を用いて相関処理をなすことによ
り、ドップラシフトによる処理利得の低下を防止して目
標距離を確保するようにしている。
【0018】
【実施例】以下に図面を用いて本発明の実施例について
詳述する。
詳述する。
【0019】図1は本発明の実施例のブロック図であ
る。図1において、送信周波数f0±AHz,送信パルス
幅T秒にて、先ず第1回目にLFM送信信号Q1を送波
し、次にt0秒後にLFM送信信号Q2を時系列的に順
次送波するようにする。
る。図1において、送信周波数f0±AHz,送信パルス
幅T秒にて、先ず第1回目にLFM送信信号Q1を送波
し、次にt0秒後にLFM送信信号Q2を時系列的に順
次送波するようにする。
【0020】この場合、第1回目と第2回目の各LFM
送信信号Q1,Q2の各周波数特性は、図1に示す如
く、互いに逆の周波数偏移特性を有するものとする。
送信信号Q1,Q2の各周波数特性は、図1に示す如
く、互いに逆の周波数偏移特性を有するものとする。
【0021】これ等LFM送信信号Q1,Q2による目
標からの反射受信信号P1,P2はメモリ回路2,1へ
夫々入力され、T秒単位で相関回路3へ送られることに
なる。このとき、相関回路3へは受信信号P1,P2が
同一の時間(同一タイミング)で送出されるものであ
り、そのために、先に受信された受信信号P1はメモリ
回路2でt0秒遅延されて読出されることになる。
標からの反射受信信号P1,P2はメモリ回路2,1へ
夫々入力され、T秒単位で相関回路3へ送られることに
なる。このとき、相関回路3へは受信信号P1,P2が
同一の時間(同一タイミング)で送出されるものであ
り、そのために、先に受信された受信信号P1はメモリ
回路2でt0秒遅延されて読出されることになる。
【0022】通常、送信周波数f0±AHz,送信パル
ス幅T秒にてLFM相関を行うとき、ドップラシフトの
ない静止目標を想定すると、受信信号の周波数帯域幅B
0及び処理利得L0は、 B0=(f0+A)−(f0−A)=2A ……(2) L0=10log (2・2AT) ……(3) と表わされる。
ス幅T秒にてLFM相関を行うとき、ドップラシフトの
ない静止目標を想定すると、受信信号の周波数帯域幅B
0及び処理利得L0は、 B0=(f0+A)−(f0−A)=2A ……(2) L0=10log (2・2AT) ……(3) と表わされる。
【0023】図1の構成によりLFM相関を行うとき、
ドップラシフトαHzが生じた受信信号P1と相互相関す
るP2の周波数帯域幅BXは図2に示す如く、 BX=(f0+A+α)−(f0−A+α)=2A ……(4) となり、ドップラシフトがないときと同じ値となる。
ドップラシフトαHzが生じた受信信号P1と相互相関す
るP2の周波数帯域幅BXは図2に示す如く、 BX=(f0+A+α)−(f0−A+α)=2A ……(4) となり、ドップラシフトがないときと同じ値となる。
【0024】処理利得LXは、 LX=10log (2・2AT)=L0 ……(5) となって、(3)式と同一となりドップラシフトによる
影響は生じないことになる。
影響は生じないことになる。
【0025】以下、図3に示した従来方式との利得差を
説明する。従来方式で、送信周波数f0±AHz,送信パ
ルス幅T秒にてLFM相関を行うとき、ドップラシフト
αHzを生じた受信信号bxの周波数帯域幅BZは図4に
示す如く、 BZ=(f0+A)−(f0−A+α)=2A−α ……(6) となり、従来方式でドップラシフトを起こした場合の処
理利得LZは、 LZ=10log {2(2A−α)T} ……(7) となる。
説明する。従来方式で、送信周波数f0±AHz,送信パ
ルス幅T秒にてLFM相関を行うとき、ドップラシフト
αHzを生じた受信信号bxの周波数帯域幅BZは図4に
示す如く、 BZ=(f0+A)−(f0−A+α)=2A−α ……(6) となり、従来方式でドップラシフトを起こした場合の処
理利得LZは、 LZ=10log {2(2A−α)T} ……(7) となる。
【0026】ドップラシフトがない場合との処理利得差
は、(3)式のL0と(7)式のLZとの差であり、 LZ−L0=10log {1−α/(2A)} ……(8) となり、α≧0,A>0であるから、 LZ−L0≦0 となって、ドップラシフトが生じた場合は、必ず(8)
式に従って利得が減少することになるのである。
は、(3)式のL0と(7)式のLZとの差であり、 LZ−L0=10log {1−α/(2A)} ……(8) となり、α≧0,A>0であるから、 LZ−L0≦0 となって、ドップラシフトが生じた場合は、必ず(8)
式に従って利得が減少することになるのである。
【0027】しかしながら、本発明では、(8)式のL
0と同一利得を維持できることが判る。
0と同一利得を維持できることが判る。
【0028】
【発明の効果】叙上の如く、本発明によれば、2つの互
いに周波数特性が逆の送信信号Q1,Q2を時系列で送
信するのみで、ドップラシフトによる受信信号P1にお
いても目標認識距離低下が生じないという効果がある。
いに周波数特性が逆の送信信号Q1,Q2を時系列で送
信するのみで、ドップラシフトによる受信信号P1にお
いても目標認識距離低下が生じないという効果がある。
【0029】また、送信信号Q1に対応するレプリカ信
号Rを受信回路に発生して保持する必要がなく、受信回
路の負荷の軽減にも寄与することになる。
号Rを受信回路に発生して保持する必要がなく、受信回
路の負荷の軽減にも寄与することになる。
【図1】本発明の実施例の構成を示す図である。
【図2】本発明の実施例における相関周波数帯域幅を示
す図である。
す図である。
【図3】従来のアクティブソーナー装置の構成を示す図
である。
である。
【図4】図3の装置における相関周波数帯域幅を示す図
である。
である。
1,2 メモリ回路 3 相関回路 Q1,Q2 送信信号 P1,P2 受信信号
Claims (3)
- 【請求項1】 周波数掃引特性が互いに逆特性を有する
第1及び第2のLFM(リニアFM)送信信号をこの順
に時系列的に送出する送信手段と、前記第1及び第2の
LFM送信信号による目標からの夫々の反射による第1
及び第2の受信信号を時間的に同時になるように生成す
る受信信号導出手段と、この受信信号導出手段により生
成導出された第1及び第2の受信信号の相関処理をなす
相関手段とを含むことを特徴とするアクティブソーナー
装置。 - 【請求項2】 前記受信信号導出手段は、前記第1及び
第2の受信信号を夫々格納するメモリを有し、これ等第
1及び第2の受信信号を前記メモリから夫々読出す際に
前記第1の受信信号を遅延して前記第2の受信信号との
時間差がなくなるようにしたことを特徴とする請求項1
記載のアクティブソーナー装置。 - 【請求項3】 前記第1のLFM送信信号の送信から所
定時間遅れて前記第2のLFM送信信号の送信をなすよ
うにしたことを特徴とする請求項1または2記載のアク
ティブソーナー装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25173994A JPH08114672A (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | アクティブソーナー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25173994A JPH08114672A (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | アクティブソーナー装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08114672A true JPH08114672A (ja) | 1996-05-07 |
Family
ID=17227220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25173994A Pending JPH08114672A (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | アクティブソーナー装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08114672A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001296360A (ja) * | 2000-04-11 | 2001-10-26 | Nec Corp | アクティブ信号検出装置 |
JP2011038993A (ja) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Nec Corp | 水中目標物探索システム、水中目標物探索方法及び水中目標物探索用プログラム |
JP2019095306A (ja) * | 2017-11-23 | 2019-06-20 | 株式会社Soken | 物体検知装置 |
WO2020208705A1 (ja) * | 2019-04-09 | 2020-10-15 | 三菱電機株式会社 | 障害物検出装置 |
WO2021130818A1 (ja) * | 2019-12-23 | 2021-07-01 | 三菱電機株式会社 | 検出装置、検出方法、及び、検出プログラム |
-
1994
- 1994-10-18 JP JP25173994A patent/JPH08114672A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001296360A (ja) * | 2000-04-11 | 2001-10-26 | Nec Corp | アクティブ信号検出装置 |
JP2011038993A (ja) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Nec Corp | 水中目標物探索システム、水中目標物探索方法及び水中目標物探索用プログラム |
JP2019095306A (ja) * | 2017-11-23 | 2019-06-20 | 株式会社Soken | 物体検知装置 |
WO2020208705A1 (ja) * | 2019-04-09 | 2020-10-15 | 三菱電機株式会社 | 障害物検出装置 |
WO2021130818A1 (ja) * | 2019-12-23 | 2021-07-01 | 三菱電機株式会社 | 検出装置、検出方法、及び、検出プログラム |
JPWO2021130818A1 (ja) * | 2019-12-23 | 2021-12-23 | 三菱電機株式会社 | 検出装置、検出方法、及び、検出プログラム |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010313 |