JPH011984A - 相互相関演算回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は相互相関演算回路に関し、特にパッシブノーナ
ー受信装置のよ５に、周囲背影雑音の甲で、ある方位か
ら到来する目標信号を抽出するために音響中心軸をわず
かにずらした左右受信ビーム出力の相互相関を求める相
互相関演算回路に関する。

〔従来の技術〕

従来、この櫨のバ、シグソーナー受信装置における相互
相関演算回路は、第２図に示す様に音響中心軸を△ｌだ
けわずかにずらした左右受信ビーム出力を乗算器７で掛
は合わせたのち積分器８で時間積分することによシ左右
受信ビーム出力の相互相関を求めていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の相互相関演算回路では、優られる出力が
相互相関関数であるため、左右受信ビ−ムで受信される
目標信号の性質によって出力レベルが変動するという欠
点がある。例えば、左右受信ビームで受信された信号の
相関関係はさほどないが高いレベルで受信された信号の
相関出力と。

相関関係は非常に強いが低いレベルで受信された信号の
相関出力との区別ができないことが発生する。−膜圧、
このような入力信号のレベルにより相関出力が左右され
ることのないようにする罠は。

ある基準値で正規化された相関出力、すなわち相関係数
がオリ用される。

２つの信号ｘ（ｔ）、　ｙ（ｔ）の相互相関関数φｘｙ
　ｔτ）は次の（１）式のように足載される。

φＸＹ（Ｔ）　＝Ｘｔｔ）　’／（ｔ　＋　Ｔ　）　＝
、ｒＩＡ−；几ｘ（ｔ）ｙ　（ｔ　＋’ｒ　）ｄ　ｔ・
−・・・−ｆｌ） ｊｌ）式の相互相関関数４２．　　ｘ（ｔ）、　ｙｌｔ
）それぞれの自乗平均値に等しいτ＝０で極大値をとる
ため、これで正規化して相関係数φｘｙ（τ）を求める
。すなわち次の（２）式のようになる。

ここでφｘｘ、φｙｙはそれぞれｘ（ｔ）、　ｙ（ｔ）
の自己相関関数である。（２）式は、相互相関関数を２
つの入力信号の冥効値を利用し℃正規化したものであり
、前述のように入力レベルにより相関出力が左右される
ことなく、２つの信号の相関関係を抽出することができ
る。（２）式に基づく相互相関演算回路を第３図に示す
。第３図において１乗算器９゜１０．１１はそれぞれｘ
（ｔ）・ｙ（ｔ＋τ）、ｘ２（ｔ）。

ｙ　２ｔｔｌを算出、横分器１２，１３．１４はそれぞ
れこれらの時間積分を介して平均値ｘｉｔ）・ｙ（を十
り。

ｘ２［ｔ）、　ｙ２（ｔ）を求め、このあと乗算器１５
．開平器１６および除算器１７によシ（２）式の処理を
行なってφｘｙ（τ）を得る。第：３図にボす相互相関
演算回路によれば前述のような利点を何するか１回路構
成が複雑で規模も大さくなり、このためバッ／プンーナ
ー受信装置では一敗的に＆す使用し難いという欠点があ
る。

本発明の目的は上述した欠点を除去し９回路構成が簡単
で；＜、／プソーナー受信装置にも容易に使用しうる相
互相関演算回路を提供することにあるＯ 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の回路は、各方位に設定された左右１組の受信ビ
ームによって受信された受信信号を乗算したのち時間積
分し左右受信ビームの相互相関出力を表示器に表示する
ことにより目標信号を検出するバッノプンーナー受信装
置の相互相関演算回路において、各方位に設定された左
右１組の受信ビーム出力を乗算する第１の乗算器と、こ
の第１の乗算器出力を時間積分する第１の横分器と、前
記左右１組の受信ビーム出力を加算する７１１Ｉ算器と
。

この加算器の出力を自乗する第２の乗算器と、この第２
の乗算器の出力を時間積分する第２の積分器と、前記第
１の横分器の出力を前記第２の積分器の出力で除算する
除算器とを備えて構成される。

〔実施例〕

次に、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を下すブロック図であり、第
１の乗Ａ器とし℃の乗算器１．第１の横分器としての横
分器２，７１０丼器３、第２の乗′ｎ器とＣ：１’： しての乗算器４．第２の積分器としての横分器５゜除算
器６を備え″′Ｃ栴成される。

第１図の実施上〇の説明に先立ち、本発明の基本的特徴
について説明を加える。

本発明の相互相関演算回路ｉヱ、第３区に示ず回路構成
により得られる演算出力と寺価であり、かつ簡単な回路
構成で実現できることを目的とするものである。バッン
グソー戸−受信装置で（ゴ、第２図に示すように、左右
１ズ・↑の受信ビーム（ゴ廿蓄中心がへｅだけわずかに
ずれた。ごく近傍の位置関係にあることから、各受信ビ
ームで受信される背景雑音レベルの受信帯域内における
夾幼値はほぼ等しいと見做してよい。丁なゎち（３）式
が近似的に成立する。

・・・・・・　（３） 従りて、（２）式は欠の（４）式のように近似できる。

φｘｙ（τ）はまた１次の（５）でも表現できる。

・・・・・・　（５） （４）式または（５）式の意味するところは、２つの入
力信号ｘ　（ｔ）、　ｙ　（ｔｌのうち、どちらか一方
の自乗平均値すなわち自己相関関数で正規化すること罠
より、等価的に相互相関係数を求めることがでさるとい
うことである。本発明では、２つの入力ｉｈ号ｘｌｔ１
．　ｙ（ｔ）の平均レベル、すなわち（ｘｌｔｌ＋　ｙ
（ｔ）Ｊ／２の自乗平均値で相互相関関数を正規化する
こと罠より（４）弐又は（５）式を実現するｔのである
。

再びｊｆｌ’ｈ　１図に戻って夾厖例の説明を続行する
。

左右１組の受信ビーム出力ｘ（ｔ）、　ｙ（ｌは１乗ｊ
ｉＬ器１で乗算されたのち、＆分器２で時間積分される
。

この出力は（２）式におけるφｘｙ（τ）すなわち相互
相関関数である。また、ｘ　（ｔ）、　ｙ　（ｔ）ｉ工
、加算器３でカロ算１合成され、この平均値が乗算器４
で自乗されたのち積分器５で時間構分される。

前述した如く、本発明によれに、（４）もしくは（５）
式から、２つの入力信号ｘ　（ｔ）、　ｙ　（ｔ）のう
ちいずれか−力の自乗平均値、すなわら自己相関関数で
相互相関関数φｘｙ（τ）を正規化することにより相互
相関係数を求めることができ１本発明では２つの入力信
号ｘ　ｉｔ）、　ｙ　（ｔ）の平均レベルすなわちｔｘ
ｍ＋ｙ（ｔ））／２の自乗平均１直で正規することによ
って（４）ならびに（５）式を実現している。

乗算器４は、加ｎ、器３の出力を自乗しこれを横分器５
に通し、積分器５の出力には（ｘｌｔ）＋ｙｉ）　）／
２の自乗平均値が得られる。この自乗平均°値は（２）
式の分母、すなわち正規化数に相当する。

次に除算器６で、積分器２の出力を横分器５の出力で除
算して正規化することによシ（４）、（５）式の処理を
実行し、所望の自己相関係数を得る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、２つの人力信号の平均レ
ベルの自乗平均値で正規化することにより、簡単な回路
構成で規模を増大させることなく等価的に相互相関係数
を演出することができ、かつ、２つの入力信号レベルに
左右されることなく相互相関出力を得ることが可能とな
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の相互相関演算回路の一実施例の構成を
示すプロ、り図、第２図および第３凶は従来の相互相関
回路の構成を示すブロック図であるＯ １・・・・・・乗算器、２・・・・・・積分器、３・・
・・・・加算器。 ４・・・・・・乗算器、５・・・・・・横分器、６・・
・・・・除算器、７・・・・・・乗算器、８・・・・・
・積分器、９〜１１・・・・・・乗算器。 １２〜１４・・・・・・横分器、１５・・・・・・乗算
器、１６・・・・・・開平器、１７・・・・・・除算器
。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋 １−−−＊ず益 茅　　１　箇 茶　２　　閉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各方位に設定された左右１組の受信ビームによって受信
   された受信信号を乗算したのち時間積分し、左右受信ビ
   ームの相互相関出力を表示器に表示することにより目標
   信号を検出するパッシブソーナー受信装置の相互相関演
   算回路において、各方位に設定された左右１組の受信ビ
   ーム出力を乗算する第１の乗算器と、この第１の乗算器
   出力を時間積分する第１の積分器と、前記左右１組の受
   信ビーム出力を加算する加算器と、この加算器出力を自
   乗する第２の乗算器と、この第２の乗算器出力を時間積
   分する第２の積分器と、前記第１の積分器の出力を前記
   第２の積分器の出力で除算する除算器とを具備して前記
   除算器の出力として前記左右１組の受信ビーム出力の相
   互相関係数を求めることを特徴とする相互相関演算回路
   。