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[국내논문] VHF대역에서 원격운용 방향탐지안테나 소자의 스위칭에 의한 상관벡터방향탐지 버스트에러 제거 알고리즘 성능분석
The Performance Analysis of Burst Error Elimination CVDF Algorithm Using Switching Remote Direction Finding Antenna in VHF 원문보기

韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST, v.10 no.3 = no.30, 2007년, pp.129 - 138  

원종묵 (국방과학연구소)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, Direction Finding(DF) System is using switching DF algorithm to reduce system-weight by eliminating RF cable as much as possible. Also, Correlation Vector Direction Finding(CVDF) algorithms is being used for Fast Direction finding in tactical environment. In this paper, I will give you bur...

주제어

#방향탐지   #상관벡터 방향탐지   #버스트에러제거 알고리즘   #주파수 도약  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 홉핑율(Hopping Rate)이 높을수록 적에게 노출되지 않기 때문에 점차 그 속도가 올라가고 있으며 스위칭을 이용한 시스템을 구성할 경우 해당신호들을 놓칠 수 있다. 본 논문에서는 그러한 경우에 발생할 수 있는 오류들을 보상해서 정상적인 방향탐지를 위한 알고리즘을 제시하였고 그에 대한 시뮬레이션을 하였다. 또한 이러한 알고리즘은 고정신호(Fixed Frequency Signal) 방향탐지 시에도 확률적으로는 낮지만 가우시안에러에 의해 발생할 수 있는 버스트에러를 제거할 수 있고 어레이 안테나 중일부가 고장 나더라도 훌륭하게 방향탐지 임무를 수행할 수 있다.
  • 이정도 RF 스위칭속도는 1000홉 도약신호를 방향탐지 하는데 무리 없을 것으로 판단되나 전장 환경에서의 주파수도 약속도는 저탐지율(Low probability of interception)을 위하여 계속 빨라지고 있는 상황이므로 스위칭으로 인하여 RF가 사라지는 경우 전혀 잘못된 방향탐지를 할 수 있다. 본 논문에서는 속도가 느린 도약신호(약 100홉 정도)의 경우 가우시안(Gaussian) 에러에 의해 발생할 수 있는 랜덤에러를 제거하고 안테나 고장으로 인한 잘못된 위상을 보상하며 고속도약신호(약 1000홉 이상)의 경우 방향탐지 신호처리 동안 신호가 사라지는 경우에 방향 탐지정확도를 향상 시킬 수 있는 알고리즘에 대해 논의한다.
  • 방향탐지 알고리즘이 사용되며 고속 방향탐지를 위한 방법으로 상관벡터 방향탐지(Correlation Vector Direction Finding) 알고리즘이 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 이러한 스위칭을 이용한 상관벡터방향탐지 시스템에 대한 수학적인 모델링 및 이러한 상황에 빈번하게 발생할 수 있는 버스트에러를 제거하기 위한 알고리즘을 제시하며 이에 대한 성능을 비교를 한다. 특히 이러한 경우는 도약신호(Frequency Hopping) 발생 시에 빈번하게 발생한다.
  • 그래서 1-channel 위상방탐, 2-channel 위상방탐, 방향탐지 알고리즘이 제안되어지고 있다. 본 본문에서는 3-channel 위상방탐에 대해서 수학적인 모델링 및 성능에 대해서 논의한다. 스위칭을 이용한 방향탐지를 하기 위해서는 기준이 되는 신호가 필요한데 이러한 기준신호를 이용하려면 2-channel이 필요하다.

가설 설정

  • 나에서는 스위칭 하는 동안 신호가 정적으로 들어온다고 가정을 하였다. 그러나 확률적으로는 그 확률이 낮지만 버스트에러(Burst Error)가 들어오는 경우가 있다.
  • 여기서는 위상오차 ∆13를 노말 분포 N(0,σ2)로 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
방향탐지 장치로부터 얻어진 방향정보의 두가지 목적은 무엇인가? 방향탐지 장치로부터 얻어진 방향정보는 크게 두 가지 목적으로 사용된다. 첫째는 신호처리기의 전처리 데이터로 사용하여 많은 신호가 존재하는 경우에 대한 신호분석의 효율성을 향상시키기 위한 것이고, 둘째는 전자공격(Electronic Attack) 장비에서 사용되는 송신장치의 도래방향 선택을 위한 정보로 사용하여 효과적인 재밍(amming)을 가능하게 하는 것이다[7].
방향탐지 방식에는 무엇이 있나? 방향탐지 방식에는 회전 방식[8], 진폭비교 방식[9], 위상비교방식[10] 및 진폭-위상비교 복합방식[11] 등이 있으며 용도, 목적 및 설치구조물에 따라 각기 다른 방식들이 사용되고 있다.
방향탐지 장치란 무엇인가? 방향탐지(Direction Finding)[1～4]장치는 전자전체계 (Electronic warfare System)[5～6]를 구성하는 전자지원(Electronic Support)장비의 핵심장치로서 전자파를 이용하여 표적을 추적하는 레이더 및 유도무기나 전자파를 이용한 통신장비 등의 방향을 찾아내기 위한 장치이다[1]. 방향탐지 장치로부터 얻어진 방향정보는 크게 두 가지 목적으로 사용된다.
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참고문헌 (11)

  1. Cotter, C. H., The Principles and Practice of Radio Direction Finding, London : Pitman, 1961 

  2. Gething, P. J. D., Radio Direction Finding and Superresolution, 2nd Edition, Stevenage, Herts : Institution of Electrical Engineers, 1991 

  3. Lo, Y. T. and S. W. Lee, Antenna Handbook : Theory, Applications, and Design, New York : Van Norstrand Reinhold, 1988 

  4. Watson, D. W., Radio Direction Finding, New York : Van Norstrand Reinhold, 1971 

  5. Frater, Michael R., Electronic wafare for the digitized battlefield. Artech House Inc, 2001 

  6. Richard Poisel, Introduction to Communication Electronic Wafare Systems, Artech House Inc, 2002 

  7. Richard Poisel, Modern Communications Jamming Principles and Techniques, Artech House Inc, 2004 

  8. Earp, C. W. and Copper, D. L., The Practical Evolution of the Commutated Aerial Direction Finding System, Proc. IEE, Paper 2569R, Vol. 105, Part B, Supplement No. 9, pp. 317-332, March 1958 

  9. Gething, P. J. D., High freauency Radio Direction Finding, Proc. IEE, Vol. 113, No. 1, pp. 49-61, January 1966 

  10. Jacobs, E. and Ralston, E. W., Ambiguity Resolution in Interferometry, Trans. IEEE Aerospace and Electronic system, Vol. AES- 17, No. 6, November 1981 

  11. Herndon H. Jenkins, Small-Aperture Radio Direction-Finding, Artech House Inc, 1991 

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