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전자파 위치탐지기술 발전 동향 원문보기

電磁波技術 : 韓國電磁波學會誌 = The Proceedings of the Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.27 no.6, 2016년, pp.44 - 49  

이문석 (엘아이지넥스원 전자전연구센터) ,  나인석 (엘아이지넥스원 전자전연구센터) ,  고재헌 (엘아이지넥스원 전자전연구센터) ,  박진오 (엘아이지넥스원 전자전연구센터)

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문제 정의

  • PET 기반 위치탐지는 일련의 수신기들이 전자파 신호를 수신하여 신호 정보를 중앙처리국으로 전송하고, 중앙처리국은 수신된 정보를 토대로 위치 추정을 위한 비선형 복합 메소드 인자를 추출하여 위치추정/추적 알고리즘을 수행하여 위치를 탐지하는 구조로 이루어진다. 이러한 위치탐지는 정확도 향상을 목적으로 하며, 이는 각 적용 기술에 따른 정확도 시뮬레이션을 통하여 확인이 가능하다. [그림 7]의 시뮬레이션은 수신기가 탑재된 4개 항공기가 정해진 기동조건에 의해 비행하는 것을 가정하고, 통신대역 미상 신호원이 지상에 고정된 조건에 대하여 TDOA 단독, FDOA 단독 및 복합(TDOA/FDOA) 기법을 적용한 경우의 탐지 영역별 위치추정 정확도 2D RMSE(%) 시뮬레이션 결과로 위치추정 정확도는 FDOA < TDOA < 복합기법의 순으로 단독 기법 적용시보다 복합 기법을 적용한 경우 훨씬 높은 위치추정 정확도를 보유함을 알 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
PCL 위치탐지 기술의 원리는 무엇인가? 이는 송신기와 수신기가 이격된 bi-static 레이다와 유사하다고 할 수 있다[7]. 상용 신호를 송출하는 신호국에서 전자파를 방사하면 직접 도착하는 기준신호와 대상표적으로부터 반사되는 신호가 각각 도착 시간 차이를 두고 수신기에 수신되고, 이 성질에 따라 타원 궤적이 생성된다. 서로 다른 신호국이 다수 존재할 때 다수 타원이 생성되며, 타원 괘적의 교차점이 비협조 신호원의 위치로 산출된다. [그림 4]는 3개의 기준 신호국과 1개의 PCL 시스템이 존재할 경우에 대한 비협조 신호원의 위치를 탐지하는 것을 나타낸 것으로 각 신호국으로부터 직접신호와 반사신호를 수신하여 bi-static range를 산출하고, 이를 기반으로 타원을 형성하며, 3개의 서로 다른 타원의 교점을 산출하여 신호원의 위치를 탐지하는 방식이다.
수동형 위치탐지 기술은 전장상황에서 어떤 강점을 지녔는가? 전자파를 송·수신하여 대상체의 위치를 탐지하는 레이다와는 상이하게 전자전 분야에서의 위치탐지 기술은 전자파를 송신하지 않고 비협조 신호원으로부터 방사되는 전자파 신호만을 이용하여 위치를 탐지하는 수동형 위치탐지(Passive Emitter Location) 기술이 연구개발 및 적용되고 있다[1],[2]. 스텔스 기술, 소형/무인화 기술 및 대전자전 기술 등 최신 기술 발전에 따라 전자파 신호 송신하여 대상 신호원을 탐지하는 방식은 위협 무기체계에 아군 기반시설을 노출시킬 위험성이 증대되어 아군 전력을 약화시킬 수 있는 반면, 수동형 위치탐지 기술은 수신하는 전자파 신호를 기반으로 적용되는 것으로 아군 위치를 노출시키지 않고 신호원에 대한 정보를 획득할 수 있어 전장상황에서 우위 확보를 가능하게 한다.
PEM 기술은 무엇인가? LOB를 이용한 위치탐지 기술은 신호 도래각(Angle Of Arrival; AOA)를 토대로 한 삼각법(Triangulation) 기반 위치탐지 기술[3]이 있으며, LOP를 이용한 기술은 위치 탐지를 위한 대상 신호 종류에 따라 Passive ESM Tracking(PEM)과 Passive Coherent Location(PCL)으로 구분할 수 있다[4]. PEM 기술은 일련의 수신기를 배치하고 비협조 신호원에서 방사되는 전자파를 수신하여 위치를 탐지하는 것으로, 위치탐지를 위해 적용하는 인자 개수에 따라 단독기법과 복합기법으로 분류할 수 있다. 단독기법에는 각 수신기에 수신된 전자파의 도착 시간차(Time Difference Of Arrival)를 이용한 TDOA 기법[1],[2], 전자파 신호의 도플러 효과에 따른 도착 주파수 차(Frequency Difference Of Arrival)를 이용한 FDOA 기법[1],[2]과 도착 신호 세기 차(Power Difference Of Arrival)를 이용한 PDOA 기법[5]이 있고, 복합기법은 2개 이상의 인자들을 활용하여 위치탐지 정확도 향상을 목적으로 적용하는 기법으로 TDOA/FDOA, TDOA/AOA, FDOA/AOA, TDOA/FDOA/AOA 기법[6]등이 있다.
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참고문헌 (12)

  1. R. A. Poisel, Electronic Warfare Target Location Methods, Artech House, 2005. 

  2. D. L, Adamy, EW 102: A Second Course in Electronic Warfare, Artech House, 2004. 

  3. P. R. Mahapatra, "Emitter location independent of systematic errors in direction finder", IEEE Trans, on Aerospace and Electronic Systems, AES-16, no. 6, pp. 851-855, Nov. 1980. 

    상세보기 crossref

  4. R. Plsek, V. Stejskal, M. Pelant, and M. Vojacek, "Passive coherent location and passive ESM tracker systems synergy", Radar Symposium (IRS), 14th International, 2013. 

  5. Chen, W.-Y., S. L. Miller, "Distributed linear combination estimators for localization based on received signal strength in wireless networks", In 43rd Annual Conference on Information Sciences and Systems (CISS), 2009. 

  6. J. Park, M. Lee, and Y. Park, "Estimation and analysis of two moving platform passive emitter location using T/FDOA and DOAs", Journal of The Institute of Electronic Engineers of Korea, vol. 52, no. 1, pp. 121-131, 2015. 

  7. H. D. Griffiths, C. J. Baker, "Passive coherent location radar systems", IEE Proc.-Radar Sonar Navig., vol. 152, no. 3, Jun. 2005. 

  8. O. Tekdas, V. Isler, "Sensor placement for triangulation based localization", in Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, 2007. 

  9. L. S. Bharadwaj, Manu Gaurav, O. C. Vishnu, and Kishan Sharma, "Passive FM radar", 9th International Radar Symposium India, Dec. 2013. 

  10. http://www.era.cz/military-security/vera-ng 

  11. http://airbusdefenceandspace.com 

  12. D. Vujcic, K. Kachejian, Combat Cueing: Geo-Location System for Low Probability of Intercept Signals, Raythoen. 2000. 

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