본 논문은 레이더의 펄스반복주기(PRI)를 포함한 각종 파라메타들을 비교하여 주파수 급속변경 레이더 신호를 식별하는 전자전 장비의 알고리즘에 관한 연구이다. 일반적으로 레이더는 단일주파수의 반송파를 사용하여 표적을 탐지하여 왔으나 최신 레이더들은 전자보호 기능을 강화하기 위해서 주파수 급속변경 반송파를 많이 사용하고 있다. 단일 주파수 사용 레이더 신호들이 전자전 장비에 수신되면, 전자전 장비는 레이더의 방위, 주파수, 펄스폭을 분석하여 레이더의 위치와 종류를 식별하였다. 그러나 주파수 급속변경 레이더인 경우에는 주파수가 비주기적으로 변경되므로 주파수를 레이더의 식별요소로 사용하는 것이 부적당하다. 따라서 본 논문에서는 Linked-List and Queue 방식으로 레이더 신호 요소들을 배치하여 레이더의 PRI를 구한 후에, PRI를 포함한 다수 파라메타들을 비교하여 주파수 급속변경 레이더를 식별하는 방법을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 주파수 급속변경 레이더 신호를 포함한 레이더 신호의 분리가 매우 양호하였다.
본 논문은 레이더의 펄스반복주기(PRI)를 포함한 각종 파라메타들을 비교하여 주파수 급속변경 레이더 신호를 식별하는 전자전 장비의 알고리즘에 관한 연구이다. 일반적으로 레이더는 단일주파수의 반송파를 사용하여 표적을 탐지하여 왔으나 최신 레이더들은 전자보호 기능을 강화하기 위해서 주파수 급속변경 반송파를 많이 사용하고 있다. 단일 주파수 사용 레이더 신호들이 전자전 장비에 수신되면, 전자전 장비는 레이더의 방위, 주파수, 펄스폭을 분석하여 레이더의 위치와 종류를 식별하였다. 그러나 주파수 급속변경 레이더인 경우에는 주파수가 비주기적으로 변경되므로 주파수를 레이더의 식별요소로 사용하는 것이 부적당하다. 따라서 본 논문에서는 Linked-List and Queue 방식으로 레이더 신호 요소들을 배치하여 레이더의 PRI를 구한 후에, PRI를 포함한 다수 파라메타들을 비교하여 주파수 급속변경 레이더를 식별하는 방법을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 주파수 급속변경 레이더 신호를 포함한 레이더 신호의 분리가 매우 양호하였다.
In this paper, we present new signal de-interleaving method for the frequency agility radar in which the carrier frequency is changed irregularly. Generally radar use a fixed carrier frequency, and it is easy for electronic warfare system to de-interleave the radar signal with respect to the frequen...
In this paper, we present new signal de-interleaving method for the frequency agility radar in which the carrier frequency is changed irregularly. Generally radar use a fixed carrier frequency, and it is easy for electronic warfare system to de-interleave the radar signal with respect to the frequency, pulse width(PW), and direction of signal arriving(DOA). In frequency agility radar, it is difficult to de-interleave the radar signals according to the carrier frequency because the frequency is changed irregularly. We suggest a good de-interleaving method to identify the frequency agility radar signals in comparison with PRI's of radars. First we calculate pulse repeat Interval(PRI) of radar in linked-list and queue structure and de-interleave the radar signals with PRI, PW, and DOA, then identify the frequency agility radar. When we use the proposed algorism to the frequency agility radar, we have a good de-interleaving results with electronic warfare systems.
In this paper, we present new signal de-interleaving method for the frequency agility radar in which the carrier frequency is changed irregularly. Generally radar use a fixed carrier frequency, and it is easy for electronic warfare system to de-interleave the radar signal with respect to the frequency, pulse width(PW), and direction of signal arriving(DOA). In frequency agility radar, it is difficult to de-interleave the radar signals according to the carrier frequency because the frequency is changed irregularly. We suggest a good de-interleaving method to identify the frequency agility radar signals in comparison with PRI's of radars. First we calculate pulse repeat Interval(PRI) of radar in linked-list and queue structure and de-interleave the radar signals with PRI, PW, and DOA, then identify the frequency agility radar. When we use the proposed algorism to the frequency agility radar, we have a good de-interleaving results with electronic warfare systems.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
제안 방법
따라서 본 논문에서는 Linked-List and Queue 방식으로 레이더 신호 요소들을 2차원으로 그룹배치한 뒤에 각 그룹에서 레이더의 펄스 반복주기(pulse repeat interval: PRI)를 구한다. 다음에는 주파수가 달라도 방위, 펄스폭, 펄스반복주기가 같은 신호들을 비교하여 단일 주파수 사용 레이더와 주파수 급속변경 레이더를 식별하는 기법을 제안하였다.
단일 주파수를 사용하는 레이더는 한 개의 반송파 주파수를 사용하여 표적에서 반사되는 반사파를 이용하여 표적의 거리, 방위와 속도를 측정한다. 그러나 주파수 급속변경(frequency agility: FA)레이더는 레이더의 반송파 주파수를 넒은 주파수 대역에서 불규칙적으로 이동함으로써 레이더의 탐지능력을 높이고, 전자전 장비의 전파탐지 활동을 방해한다[1].
따라서 본 논문에서는 Linked-List and Queue 방식으로 레이더 신호 요소들을 2차원으로 그룹배치한 뒤에 각 그룹에서 레이더의 펄스 반복주기(pulse repeat interval: PRI)를 구한다. 다음에는 주파수가 달라도 방위, 펄스폭, 펄스반복주기가 같은 신호들을 비교하여 단일 주파수 사용 레이더와 주파수 급속변경 레이더를 식별하는 기법을 제안하였다.
레이더 신호가 전자전지원 장비에 도달하면, 전자전장비는 신호측정기에서 신호의 반송파주파수와 펄스폭 (pulse width: PW), 펄스크기(pulse amplitude: PA), 펄스 도착시간(time of arrival: TOA), 반송파 신호의 변조형태 등을 측정한다. 또한 방향탐지기에서 레이더 신호의 도래 방위(direction of arrival: DOA)를 측정하여 PDW 발생기로 보낸다.
본 논문에서 사용하는 Linked-List and Queue 방법은 마스크 사용 방법을 발전시킨 것으로 그림 6과 같이 DOA ,PW, 주파수가 같은 PDW를 각각의 그룹으로 분류 하여 세로로 배치하고, 펄스입력 시간을 가로축으로 하여, 같은 그룹의 신호가 들어오면 입력 시간별로 TOA11, TOA12, TOA13 등으로 구분하여 행방향으로 배치한다. 또한 그룹1과 DOA, PW가 같고 주파수만 다른 PDW는 그룹2로 분류하여 그룹1과 FA 연관성을 쉽게 조사할 수 있도록 배치한다.
본 논문은 2절에서 레이더의 PDW(pulse description words) 구성, 3절에서 FA 레이더의 특성, 4절에서 Linked-List and Queue 구조를 이용한 PRI 계산과 PRI 비교를 통한 FA레이더 신호 분리 알고리즘, 5절에서는 4절에서 제안된 알고리즘을 이용하여 128 bit로 구성된 FA 레이더 신호를 모사한 결과를 제시하였다.
만약 한 개의 레이더가 3개의 반송파 주파수를 사용하면 그림 5에서 0 도 부근에서 수신되는 신호처럼 방위와 PW, PRI는 같지만 주파수가 매 펄스마다 다른 형태의 신호가 된다. 이러한 레이더에 대해서 신호 분리 기능이 약한 전자전 장비는 마치 3 개의 주파수가 다른 레이더가 활동하는 것으로 분석한다. 이처럼 FA 레이더는 전자전지원 장비의 신호분석을 어렵게 하고 레이더 식별에 오류를 가져오게 한다.
성능/효과
개발된 알고리즘을 고정 PRI의 주파수 급속변경 레이더 PDW에 적용한 결과 PRI와 주파수 변경 값을 잘 분석 하였다. 본 알고리즘은 고정 PRI의 주파수 급속변경 레이더신호 및 지터 PRI의 주파수 급속변경 레이더신호 분리에 적용 가능할 것으로 판단된다.
종래에 사용하던 Mask and Processing 구조로 가면 주 파수, 방위, 펄스폭이 같은 PDW를 마스크해서 Processing부에서 PRI를 계산하여 RF 주파수가 고정인 레이더에 대한 신호는 분리할 수 있었지만, RF 주파수 급속변경 레이더신호 분리는 매우 어려웠다. 본 논문에서 제안한 Linked-List and Queue 구조는 그림 6과 같이 세부 요소가 같은 각 그룹이 연결되어 있어서 각 그룹에서 PRI를 구한 후 방위, 펄스폭, PRI 등이 같고 주파수만 다른 그룹들을 쉽게 확인할 수 있으며, 이러한 그룹들을 통합하면 burst 주파수급속변경 레이더 신호를 찾을 수 있다.
본 연구에서 사용한 Linked-List & Queue 방법은 기존에 사용하던 마스크를 이용하는 레이더 신호분석 알고리즘보다 PDW를 그룹과 시간에 따라 2차원으로 분리하는 구성을 지니고 있어서 PRI 계산이 정확하고 PRI 계산시간이 짧은 장점이 있다.
개발된 알고리즘을 고정 PRI의 주파수 급속변경 레이더 PDW에 적용한 결과 PRI와 주파수 변경 값을 잘 분석 하였다. 본 알고리즘은 고정 PRI의 주파수 급속변경 레이더신호 및 지터 PRI의 주파수 급속변경 레이더신호 분리에 적용 가능할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
레이더 신호가 전자전지원 장비에 도달하면, 방향탐지기에서 무엇을 측정하여 PDW 발생기로 보내는가?
레이더 신호가 전자전지원 장비에 도달하면, 전자전장비는 신호측정기에서 신호의 반송파주파수와 펄스폭 (pulse width: PW), 펄스크기(pulse amplitude: PA), 펄스 도착시간(time of arrival: TOA), 반송파 신호의 변조형태 등을 측정한다. 또한 방향탐지기에서 레이더 신호의 도래 방위(direction of arrival: DOA)를 측정하여 PDW 발생기로 보낸다.
전자전이란 무엇인가?
전자전(electronic warfare: EW)은 레이더 신호와 같은 전파를 수신하여 주변의 상황을 분석하고 대응하는 활동으로, 기능에 따라 전자전지원(electronic warfare support: ES), 전자공격(electronic attack: EA)과 전자보호 (electronic protection: EP)로 구분한다. 전자전지원은 대부분 레이더 신호들을 수신, 검파하여 레이더 신호의 주파수, 펄스폭, 펄스크기, 도달방위와 같은 각종 요소들 (parameters)을 도출하고, 도출된 자료를 분석하여 레이더들의 위치와 종류를 식별 한다.
주파수 급속변경이란 무엇인가?
주파수 급속변경은 레이더가 반송파 주파수를 펄스 단위로 변경하거나 또는 그룹 단위(batch to batch)로 변경 하는 것을 말한다. 주파수 급속변경은 기술적으로는 어렵지만 운용환경에 따라 레이더의 성능을 다음과 같이 매우 높일 수 있어서 최신 레이더에서는 많이 사용되며 특히 전자보호(EP) 기능이 매우 우수하다.
참고문헌 (8)
G. D. Curtis Schleher, A Electronic Warfare in the Information Age, Artech House, Boston, 1999.
Richard G. Wiley, ELINT The interception and analysis of radar signals, Artech House, Boston, 2006.
A. Logothetics, V. Krishnamurthy, " An Interval-Amplitude Algorism for De-inter leaving Stochastic Pulse Train Sources", IEEE Transactions on Signal Processing Vol. 49, NO 5 May 1998.
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