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광대역 레이더의 표적 반사 신호 모의 방법에 관한 연구
A Study on the Methods to Simulate the Target Reflective Signal in a Wideband Radar 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.26 no.2, 2015년, pp.179 - 188  

김은희 (세종대학교 국방시스템공학과) ,  김태형 ((주)LIG넥스원 ISR 센터) ,  김선주 (국방과학연구소)

초록
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실환경에서 레이더 시스템의 성능 평가를 수행하는 것은 시간이나 비용의 제한조건이 많으므로, 이를 시험하기 위한 표적 신호 모의 장치가 반드시 필요하다. 본 논문은 고해상도의 거리 프로파일 또는 영상을 형성하거나 혹은 추적의 정확도를 올리기 위하여 점차적으로 광대역을 사용하는 레이더의 최신 동향에 따라 이를 시험하기 위한 표적신호 모의방법을 제시하였다. 송신신호를 직접 고속 샘플링하여 디지털 메모리를 이용한 시간 지연을 통해 구현하는 방법과 스트레치 프로세싱을 사용하는 시스템을 위한 비트 주파수 생성을 이용하는 방법에 대하여 기술하고, 각 방법이 광대역 파형의 표적을 모의할 때 가져야 할 조건을 제시하였다. 또한, 디지털 메모리 방식에 비트 주파수를 추가하는 방법을 제시하였다. 시뮬레이션을 통해 제시된 방법을 비교하고 타당함을 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Testing a radar system in real environment requires a lot of time and cost. Thus various target simulators are developed to evaluate the radar performance and its functions as well. In order to enhance the range resolution and the accuracy for tracking, recent radar system tends to use the wideband ...

주제어

#Radar Target Simulator   #Test & Evaluation   #Wideband Radar   #Stretch Processing  

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

문제 정의

  • 본 연구에서는 최근 레이더에서 광대역 주파수에 대한 활용이 증가하고 있는 것[1]을 고려하여, 이를 시험하기 위한 표적신호 모의 방법을 제시하였다. 광대역 파형은 넓은 범위에서의 주파수 변경(agile)을 위해 사용되거나, 해상도를 올려 추적 등의 정확도를 확보하기 위해 사용된다.
  • 광대역 레이더의 경우, 고속 샘플링을 요구하므로 스트레치(stretch) 프로세싱을 이용하여 협대역 신호로 변환하여 처리해 왔으나, 최근 AD 변환기의 기술 발전에 따라 직접 샘플링하여 디지털 영역에서 처리하기도 한다. 이에 따라 본 논문에서는 표적신호 모의 방법으로 고속 샘플링을 이용한 직접 모의 방법과 스트레치(stretch) 프로세싱[11]을 고려한 주파수 모의 방법을 정리하고, 고속 샘플링 방법에 비트 주파수를 추가하는 방법을 제시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
무기체계에 사용되는 레이더 시스템의 특징? 무기체계에 사용되는 레이더 시스템은 많은 비용과 긴 기간을 통해 개발되며, 실제 환경에서 성능 및 기능에 관한 평가를 수행하게 된다. 그러나 시험시설 구축, 시간, 비용 등의 제약조건들로 인하여, 개발된 레이더가 보유하고 있는 모든 성능과 기능을 실환경 시험을 통해 확인하기는 거의 불가능하다. 따라서 레이더 반사 신호 및 클러터 신호를 모의하는 다양한 시험 장비들이 개발되어 레이더의 성능 평가에 사용되고 있다[1],[2].
광대역 파형은 무엇을 위해 사용되나 본 연구에서는 최근 레이더에서 광대역 주파수에 대한 활용이 증가하고 있는 것[1]을 고려하여, 이를 시험하기 위한 표적신호 모의 방법을 제시하였다. 광대역 파형은 넓은 범위에서의 주파수 변경(agile)을 위해 사용되거나, 해상도를 올려 추적 등의 정확도를 확보하기 위해 사용된다. 또한, 동일 표적에 대하여 다수의 산란점으로부터HRRP(High Resolution Range Profile) 또는 SAR(Synthetic Aperture Radar)/ISAR(Inverse SAR) 영상 등을 형성하여 표적을 식별하기 위해 사용된다.
임의 파형 생성기를 사용하는 방식의 한계점은? 일반적으로 레이더의 수신부와 이후 신호 및 데이터처리기능의 검증을 위한 입력 신호는 임의 파형 생성기(AWG: Arbitrary Waveform Generator)와 같은 아날로그 신호 생성기능을 가진 일반 계측기를 통해 생성할 수 있다. 그러나 이러한 방식의 경우, 원하는 RF 주파수 대역의 신호를 생성하기 어려우므로 수신부의 LO 신호를 대체, 변경하여 사용하며, 따라서 실제 수신기의 LO에서 발생하는 위상 잡음이나 지터(jitter)의 영향을 평가하는 데에는 한계를 가진다. 또한, 대상 레이더 시스템에 따라 타이밍을 맞추는 것은 꽤 복잡한 제어를 요구한다[1].
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참고문헌 (12)

  1. V. Gupta, "Latest trends in radar system testing", Aerospace and Electronic Systems Magazine, IEEE, 23(5), pp. 20-25, 2008. 

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  2. 노지은, 양진모, 유경주, 구영석, 이상화, 송성찬, 이희영, 최병관, 이민준, "다채널 직접 디지털 합성을 이용한 레이더 반사신호 모의장치", 한국전자파학회논문지, 22(10), pp. 966-980, 2011년 10월. 

    원문보기 상세보기

  3. 양진모, 이민준, 김환우, "레이더 시스템 성능평가용 가상 레이더 표적신호 발생장치", 한국 군사과학기술학회지, 11(8), pp. 40-49, 2008년 6월. 

  4. S. J. Roome, "Digital radio frequency memory", Electornics & Communication Engineering Journal, pp. 147-153, Aug. 1990. 

  5. 한일탁, "펄스 인식 및 지연 간격 검출을 통한 인터리브 방식의 디지털 시간 지연 모듈 개발", 한국전자파학회논문지, 22(6), pp. 577-583, 2011년 6월. 

    원문보기 상세보기

  6. 홍상근, 이왕용, 류정호, 신욱현, "위상 샘플링 방식 DRFM 적용 대역폭 제어 잡음 재밍 기법 개발", 한국전자파학회논문지, 22(8), pp. 776-783, 2011년 8월. 

    원문보기 상세보기

  7. 강종진, "디지털 고주파 기억 장치에서의 스퓨리어스 신호 저감 방법", 한국전자파학회논문지, 22(7), pp. 669-674, 2011년 7월. 

    원문보기 상세보기

  8. M. S. Chung, W. S. Kim, C. O. Bae, S. M. Kang, and D. C. Park, "Development of frequency discriminated simulative target generator based on DRFM for radar system performance evaluation", Journal of Electromagnetic Engineering and Science, 11(3), pp. 213-219, Sep. 2011. 

    원문보기 상세보기 crossref

  9. M. hakravarti, R. Daggula, "Development of digital RF memory based target echo simulator for Doppler radars", in Applied Electromagnetics Conference, IEEE, pp. 1-4, Dec. 2009. 

  10. K. Olivier, J. E. Cilliers, and M. Du Plessis, "Design and performance of wideband DRFM for radar test and evaluation", Electronics Letters, 47(14), pp. 824-825, 2011. 

    상세보기 crossref

  11. M. Skolnik, Radar Handbook, McGraw Hill, 2008. 

  12. 황용철, 전병태, "항공기 및 무인기 SAR 기술 동향", 한국전자파학회지 전자파기술, 22(6), pp. 17-28, 2011년 11월. 

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