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위상 배열 다기능 레이더의 탄도탄 추적 필터 성능 분석
Performance Analysis of Tactical Ballistic Missile Tracking Filters in Phased Array Multi-Function Radar 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.23 no.8, 2012년, pp.995 - 1001  

정광용 (삼성탈레스 레이더체계그룹)

초록
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본 논문에서는 다기능 레이더를 이용한 탄도탄 추적을 위해 알파-베타 필터, 칼만 필터, 탄도탄 추적 필터의 성능을 분석하였다. 제시된 필터들은 탄도탄의 궤적과 다기능 레이더의 신호처리기를 모의하는 시뮬레이터를 기반으로 시뮬레이션 되었다. 그 결과, 제안한 탄도탄 추적 필터의 성능이 알파-베타 필터에 비해 최대 75.3 %의 속도 오차 감소 효과가 있음을 확인하였다. 또한, 추적 초기화 이후에 제안한 필터가 칼만 필터보다 거리, 속도 오차가 작아 안정적인 성능을 보였다. 마지막으로 각도 추적에서도 전체 시나리오 구간에서 안정적인 동작을 확인하여 초고속 탄도탄 표적의 추적에 적합함을 입증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper compares the performance of several tracking filters, namely, alpha-beta filter, Kalman filter and TBM tracking filter for ballistic target tracking problem using multi-function radar. Every of three tracking filters suggested was tested on simulator developed in accordance with TBM traje...

주제어

#Multi Function Radar   #Tactical Ballistic Missile   #Ballistic Factor   #Reentry Stage   #Tracking Filter  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문은 다기능 레이더의 탄도탄 추적 필터 설계 및 기존 추적 필터와의 성능 분석을 수행하였다. 그 결과, 제시한 필터의 속도 RMS 오차는 알파-베타 필터에 비해 최대 75.

가설 설정

  • 재진입 단계(re-entry)는 탄착 지점을 향해 대기권에 재 진입하는 단계로 이때 탄도탄의 운동 모델은 가장 복잡한 형태가 된다. 본 논문에서는 재진입 단계에서 나타날 수 있는 탄도탄 운동에 대한 시뮬레이션 모델을 바탕으로 위협체를 정의하며 탄도탄의 운동 모델은 다음 사항을 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
미국이 구축한 미사일 방어 체계는 어떤 방어 체계인가? 최근 주된 위협으로 급부상하고 있는 탄도미사일(TBM: Tactical Ballistic Missile)의 경우, 이를 방어하기 위해 미국이 구축한 미사일 방어 체계가 있으나, 이는 우주와 공중, 지상 및 해상에 배치된 다양한 플렛폼의 조기 경보/감시 체계로부터 식별된 위협체의 정보를 기반으로 부스트 단계, 중간 단계, 재진입 단계까지 단계별로 요격하는 다층 복합 방어 체계이다[1]. 특히, 한반도의 전장 상황을 고려할 경우, 지형적인 특성에 의하여 재진입 단계에서의 하층 방어가 필수적이다[1].
다기능 레이더가 탄도탄 방어에 적합한 센서 체계인 이유는 무엇인가? 다기능 레이더는 실시간으로 다수의 표적을 탐지, 추적하여 거리 속도 및 각도 정보를 제공하는 최신 레이더 시스템이며, 표적의 탐지와 추적을 위한 전자적인 빔 조향을 수행한다. 또한, 높은 정밀도를 가지는 추적 정보를 이용하여 위협체를 판단하고, 격추 판단에 필요한 위치, 속도 정보를 유도탄에 제공할 수 있어 탄도탄 방어에 적합한 센서 체계이나 현재 국내에서는 선행 연구 단계이다.
다기능 레이더란 어떤 시스템인가? 특히, 한반도의 전장 상황을 고려할 경우, 지형적인 특성에 의하여 재진입 단계에서의 하층 방어가 필수적이다[1]. 다기능 레이더는 실시간으로 다수의 표적을 탐지, 추적하여 거리 속도 및 각도 정보를 제공하는 최신 레이더 시스템이며, 표적의 탐지와 추적을 위한 전자적인 빔 조향을 수행한다. 또한, 높은 정밀도를 가지는 추적 정보를 이용하여 위협체를 판단하고, 격추 판단에 필요한 위치, 속도 정보를 유도탄에 제공할 수 있어 탄도탄 방어에 적합한 센서 체계이나 현재 국내에서는 선행 연구 단계이다.
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참고문헌 (5)

  1. 권용수, 김정희, "TBM 비행궤적 특성을 통한 하층 방어 센서체계 요구 사항 도출", 제15차 유도무기 학술대회, pp. 460, 2009년 10월. 

  2. Zhanlue Zhao, Huimin Chen, Genshe Chen, Ghiman Kwan, and X. Rong Li, "Comparision of several ballistic target tracking filters", IEEE American Control Conference, pp. 2197-2202, Jun. 2006. 

  3. X. Rong Li, Vesselin P. Jilkov, "Application of extended Kalman filter to tactical ballistic missile reentry problem", ArXiv e-prints, Jul. 2007. 

  4. X. Rong Li, Vesselin, and P. Jilkov, "A survey of maneuvering target tracking-part II: ballistic target models", In Proceedings of the 2001 SPIE Conference on Signal and Data Processing of Small Targets, vol. 4473, pp. 2197-2202, San Diego, CA, Jul.- Aug. 2001. 

  5. Greg Welch, Gary Bishop, "An introduction to the kalman filter", UNC-Chapel Hill, TR95-041, p. 6, Jul. 2006. 

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