[논문]ADC 특성에 따른 능동 위상 배열 레이더 수신기의 이득 설정 방법

김태환; 최병관; 이희영; 조춘식

doi:10.5515/kjkiees.2009.20.1.052

ADC 특성에 따른 능동 위상 배열 레이더 수신기의 이득 설정 방법
Receiver Gain of Active Phased Array Radar-Dependence on ADC Characteristic 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.20 no.1 = no.140, 2009년, pp.52 - 59

김태환 (삼성탈레스 HW팀) , 최병관 (국방과학연구소) , 이희영 (국방과학연구소) , 조춘식 (한국항공대학교 정보통신공학과)

초록
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현대의 레이더는 큰 클러터 환경에서 동작하기 위해 넓은 동적 영역을 요구한다. ADC(Analog-to-Digital Converter)가 발생시키는 스퓨리어스(spurious) 신호는 넓은 동적 영역을 구현하는데 걸림돌이 되고 있다. 본 논문에서는 ADC의 비선형 특성에 따른 능동 위상 배열 레이더 수신기의 이득을 분석하였다. ADC SFDR(Spurious Free Dynamic Range)은 시스템이 요구하는 동적 영역을 한정하고, 제한된 영역내에서 ADC SNR(Signal-to-Noise Ratio) 손실을 고려하여 ADC 동적 영역을 설정하였다. 그리고 계산된 능동 위상 배열 레이더의 안테나단 출력 잡음 전압과 ADC 입력 잡음 전압을 비교하여 수신기의 이득을 구하였다. 끝으로 응용 예제를 통한 전체적인 내용을 살펴보았다.

Abstract ▼ AI-Helper

In modern radars, dynamic range requirements far severed due to high CNR(Clutter-to-Noise Ratio) environment operation scenario. ADC spurious signal restricted the required dynamic range. In this paper, receiver gain of active phased array radar dependent on ADC nonlinear characteristic was analyzed. Within limited scope of ADC SFDR which blocks required system dynamic range, ADC dynamic range reaches trade-off with ADC SNR loss. Comparing antenna stage output noise voltage to that of ADC input, receiver gain was mathematically analyzed. Finally the whole contents were explained from the application example.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 ADC 스퓨리어스 특성을 중심으로, 능동 위상 배열 레이더 수신기를 설계하기 위한여 러 조건들을 수학적으로 분석한 것이다. 능동 위상 배열 레이더의 안테나단 출력 잡음 전력과, ADC 입력 잡음 전압을 각각 3-1 절과 3-2절에 설명하였고, 수신기 이득을 3-3절에 다루었다.
본 논문에서는 ADC 특성을 이용하여, 능동 위상배열 레이더의 수신기 이득을 정하였다.
지금까지 안테나단의 출력 잡음에 대해 알아보았다. 수신기의 이득은 ADC에 입력되는 잡음의 양과 위에서 구한 안테나단 출력 잡음의 비로 정해진다.

가설 설정

32개의 TRM 출력이 전력합성기에 의해 수신부로 들어간다. 본 예제에서는 계산식을 간단히 하기 위해 부엽 (sidelobe)을 제거하기 위한 진폭 테이퍼 링 (tapering)을 TRM 에서 수행하지 않고, 유니폼(uniform)하게 신호를 수신한다고 가정하였다.

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