본 논문은 군통신 데이터링크 장비에 대해서 주파수 자원을 효율적으로 이용하기 위하여 고속도약기법, 주파수환경센싱기법, 수신2채널기법, 수신필터뱅크부 적용 등을 이용하여 동일한 주파수 대역을 사용하는 레이다 등의 타장비와 공유할 수 있는 기법을 소개한다. 사전에 운용대역의 주파수 환경을 실시간 측정 및 분석하였고, 일차적으로 개발하려는 장비가 기존 운용하고 있는 레이다에 간섭영향성이 최소화하는 방법을 분석하였으며, 반대로 레이다가 간섭을 주는 환경에서 본 논문에서 제시한 주파수 공유기법을 사용하여 최대한 통신확률을 높이는 구조를 제시한다. 최종적으로 설계된 RF송수신기의 잡음지수, 상호혼변조(IMD)와 같은 주요 규격에 대한 모의실험을 통하여 만족여부를 사전 검증하였다.
본 논문은 군통신 데이터링크 장비에 대해서 주파수 자원을 효율적으로 이용하기 위하여 고속도약기법, 주파수환경센싱기법, 수신2채널기법, 수신필터뱅크부 적용 등을 이용하여 동일한 주파수 대역을 사용하는 레이다 등의 타장비와 공유할 수 있는 기법을 소개한다. 사전에 운용대역의 주파수 환경을 실시간 측정 및 분석하였고, 일차적으로 개발하려는 장비가 기존 운용하고 있는 레이다에 간섭영향성이 최소화하는 방법을 분석하였으며, 반대로 레이다가 간섭을 주는 환경에서 본 논문에서 제시한 주파수 공유기법을 사용하여 최대한 통신확률을 높이는 구조를 제시한다. 최종적으로 설계된 RF송수신기의 잡음지수, 상호혼변조(IMD)와 같은 주요 규격에 대한 모의실험을 통하여 만족여부를 사전 검증하였다.
In this paper Communication data link equipment on a high speed-hopping method to use the frequency resources efficiently for the frequency environment is introduced such as sensing techniques, using the same frequency band by using the received two-channel technique and the receive filter bank unit...
In this paper Communication data link equipment on a high speed-hopping method to use the frequency resources efficiently for the frequency environment is introduced such as sensing techniques, using the same frequency band by using the received two-channel technique and the receive filter bank unit applied to be shared with other equipment such as radar and so on. The real-time measurement and analysis were operated for measurement the frequency environment of the operating band in advance. and primarily equipment to develop is analyzed how the interference effect to the radar minimize the operation of radar equipment. In reverse, to use the same frequency band the methods such as frequency sharing techniques are presented in this paper. Finally, by design of the main items of the RF transceiver NF, transmission output, and a simulation of the IMD, such as whether the key is verified prior to meet specifications.
In this paper Communication data link equipment on a high speed-hopping method to use the frequency resources efficiently for the frequency environment is introduced such as sensing techniques, using the same frequency band by using the received two-channel technique and the receive filter bank unit applied to be shared with other equipment such as radar and so on. The real-time measurement and analysis were operated for measurement the frequency environment of the operating band in advance. and primarily equipment to develop is analyzed how the interference effect to the radar minimize the operation of radar equipment. In reverse, to use the same frequency band the methods such as frequency sharing techniques are presented in this paper. Finally, by design of the main items of the RF transceiver NF, transmission output, and a simulation of the IMD, such as whether the key is verified prior to meet specifications.
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문제 정의
그림 1은 개발 중인 전술데이타링크의 운용환경에 대한 개념도를 나타낸다. L대역 레이다가 운용하는 상황에서 항공기 등에 장착된 전술데이타링크를 운용하는 상황에서 L대역 레이다와 전술데이타링크 간의 간섭영향성을 최소화하여 운용하는 것을 목표로 하고 있다.
국내의 군통신에서 UHF-대역을 사용하는 통신장비는 거의 포화상태로 주파수 자원의 수요가 공급에 비하여 매우 많기 때문에 주파수 부족 현상이 심각하게 대두된다. 본 논문은 개발 중인 전술데이타링크 장비의 사용주파수를 국내에 현재 운용중인 L대역 레이다와 공유할 수 있도록 주파수공유기법을 적용한 RF 송수신기 설계 기법을 제시한다.
본 논문은 군통신 데이터링크 장비에 대해서 주파수 자원을 효율적으로 이용하기 위하여 고속도약기법, 주파수환경센싱기법, 수신2채널기법, 수신필터뱅크부 적용 등을 이용하여 동일한 주파수 대역을 사용하는 레이다 등의 타장비와의 공유할 수 있는 기법을 적용하였다[9]. 또한 적용된 기법을 적용하고 데이터링크 RF송수신기의 전체 구조를 설계하여 사전 검증하였다.
주요 기능은 고속도약기능을 보유하여 적의 재밍 및 간섭환경에서도 성공적인 작전수행을 할 수 있다. 본 연구는 거의 포화상태인 주파수 자원 환경에서 L대역 레이다와 운용주파수를 공존하여 사용하도록 사전 연구를 진행 중이다.
또한 적용된 기법을 적용하고 데이터링크 RF송수신기의 전체 구조를 설계하여 사전 검증하였다. 본 연구를 통해 군통신분야에 대해서 타장비와 공유할 수 있는 가능성을 제시하였고, 적의 항재밍 공격에 대해서도 획기적으로 방어할 수 있는 방법론을 소개하였다.
제안 방법
2.4절에서 제시한 구조를 적용하여 데이터링크의 RF송수신기의 구조를 시뮬레이션하여 주요 성능 분석을 하였다.
RF송신단의 최대출력은 50W로 송신불요파 등의 특성을 분석시는 출력을 최대출력시 불요파, IMD를 분석하였다.
본 논문은 군통신 데이터링크 장비에 대해서 주파수 자원을 효율적으로 이용하기 위하여 고속도약기법, 주파수환경센싱기법, 수신2채널기법, 수신필터뱅크부 적용 등을 이용하여 동일한 주파수 대역을 사용하는 레이다 등의 타장비와의 공유할 수 있는 기법을 적용하였다[9]. 또한 적용된 기법을 적용하고 데이터링크 RF송수신기의 전체 구조를 설계하여 사전 검증하였다. 본 연구를 통해 군통신분야에 대해서 타장비와 공유할 수 있는 가능성을 제시하였고, 적의 항재밍 공격에 대해서도 획기적으로 방어할 수 있는 방법론을 소개하였다.
본 논문에서는 소개하는 주파수공유기법은 주파수 환경을 실시간으로 측정/분석하는 센싱회로, 레이다 간섭 및 재밍상황에서 통신확률을 높이기 위한 고속도약기법, 수신2채널기법, 수신필터뱅크부을 소개한다[1-3]. 또한 전술데이타링크의 설계한 RF송신기의 주요특성을 시스템시뮬레이션을 하여 주요특성을 사전 분석하였다.
사전 개발 전 운용주파수의 전파환경을 민간항공기에 L대역안테나를 장착하여 신호분석기 및 신호저장 장치를 사용하여 전파환경을 측정하였다.
사전에 L대역 레이다의 운용주파수에 대해서 주파수 환경측정 및 분석을 하였고, 운용중인 레이다의 특성을 분석하여, 레이다에 간섭영향성이 최소화하는 방법을 분석하였다. 반대로 레이다가 개발중인 전술데이타링크장비에 간섭을 주는 환경에서 다양한 주파수 공유기법을 적용하였다[1].
수신부 시뮬레이션의 주요항목은 최소입력과 최대입력일 때의 신호레벨다이어그램과 잡음지수, 이득 등을 분석하였다.
운용대역의 신호를 실시간으로 기저대역으로 변환하는 기능을 채널감지부에서 수행하는데, 회로를 간소화하기 위하여 L대역을 직접 I, Q로 변환하는 MAXIM사의 직접변환수신기소자(MAX2121)를 적용하였다.
이밖에 최악조건을 가정하여 주신호와 간섭신호가 3MHz 정도로 떨어졌을 때 RF수신부의 간섭영향성을 분석하였다. 그림 12와 같이 간섭신호가 주신호대비 60dBc정도 떨어지는 양호한 특성을 보인다.
정확한 측정을 위하여 실시간 신호측정이 가능한 광대역 ADC 및 고속 FFT가 가능한 최신 신호분석기를 사용하였다.
그림 6은 본 데이터링크 RF수신부에 적용할 필터뱅크부를 나타낸다. 필터뱅크 경로가 길어져 잡음지수에 영향이 커지는 것을 최소화하기 위하여 각각의 필터뱅크와 출력 사이에 저잡음증폭기(LNA)를 장착하여 경로를 짧게 구성하였다.
이론/모형
레이다가 전술데이타링크에 최소 간섭을 주는 주파수 공유기법은 서론에서도 언급한 바와 같이 수신필터뱅크부, 고속도약기법, 수신2채널기법을 적용한다[4]. 우선, 수신필터뱅크부의 필요성을 언급하면, 광대역의 수신주파수 대역에서 저잡음증폭부를 포화시킬 강력한 신호가 인가되면 전체 대역이 문제가 될 수 있으므로 운용대역을 8개의 필터뱅크로 구성하여 고속스위칭을 할 수 있는 구조가 필요하다.
후속연구
2.1 개발중인 전술데이타링크 장비 개요
개발 중인 전술데이타링크는 항공기, 지상차량 등에 장착되어 평시 및 전시에 군 작전수행을 위한 통신장비로 활용될 예정이다. 주요 기능은 고속도약기능을 보유하여 적의 재밍 및 간섭환경에서도 성공적인 작전수행을 할 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
개발 중인 전술데이타링크는 어디에 활용될 예정인가?
개발 중인 전술데이타링크는 항공기, 지상차량 등에 장착되어 평시 및 전시에 군 작전수행을 위한 통신장비로 활용될 예정이다. 주요 기능은 고속도약기능을 보유하여 적의 재밍 및 간섭환경에서도 성공적인 작전수행을 할 수 있다.
2채널 수신구조의 원리는?
2채널 수신구조의 원리는 특정지역의 데이터링크 10MHz의 옵셋을 가진 신호를 순차적으로 송신하고, 서로 통신하는 다른 지역의 데이터링크는 마찬가지로 10MHz의 옵셋을 가진 2개의 신호를 순차적으로 수신 한다. 2채널 수신구조를 적용하는 이유는 송출하는 데이터링크의 주파수 환경과 수신을 받는 데이터링크의 주파수 환경이 틀리기 때문에 2채널 신호가 양호한 신호를 선택적으로 수신하여 통신 성공의 확률을 높이고자 고안되었다[5-6].
개발 중인 전술데이타링크의 주요기능은?
개발 중인 전술데이타링크는 항공기, 지상차량 등에 장착되어 평시 및 전시에 군 작전수행을 위한 통신장비로 활용될 예정이다. 주요 기능은 고속도약기능을 보유하여 적의 재밍 및 간섭환경에서도 성공적인 작전수행을 할 수 있다. 본 연구는 거의 포화상태인 주파수 자원 환경에서 L대역 레이다와 운용주파수를 공존하여 사용하도록 사전 연구를 진행 중이다.
참고문헌 (9)
R. Soares, GaAs MESFET Circuit Design. Boston: Artech House, 1988.
K. Russell, "Microwave power combining techniques," IEEE Microw. Theory Tech., vol. MTT-27, no. 5, 1979, pp. 472-478.
M. Go, S. Pyo, and H. Park, "Study on the Broadband RF Front-End Architecture," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 4, no. 3, 2009, pp. 183-189.
M. Go, H. Shin, and H. Park, "A RF Module for digital terrestrial and multi-standard reception," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 1, no. 1, 2006, pp. 8-19.
T. Kim, J. Park, and Y. Rhee, "Implementation of Ka-band Low Noise Block Converter For Satellite TVRO," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 3, no. 2, 2006, pp. 93-100.
M. Go, "Design and Fabrication of wideband low-noise amplification stage for COMINT," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 7, no. 2, 2012, pp. 221-226.
M. Go, H. Shin, and H. Park, "A RF Module for digital terrestrial and multi-standard reception," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 1, no. 1, 2006, pp. 16-27.
K. Kim and B. Kim, "The Study on the design and implementation of a X-band 25W Power Amplifier Module using GaAs MMIC," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 9, no. 11, 2014, pp. 311-316.
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