[논문]위상비교모노펄스를 이용한 근접한 두 표적 분리에 관한 연구

이승필; 조병래; 김영수

doi:10.5515/kjkiees.2016.27.6.539

위상비교모노펄스를 이용한 근접한 두 표적 분리에 관한 연구
Two Unresolved Target Angle Estimation in Phase Comparison Monopulse Radar 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.27 no.6, 2016년, pp.539 - 544

이승필 (국방기술품질원) , 조병래 (국방과학연구소) , 김영수 (포항공과대학교 전기전자공학부)

초록
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본 논문에서는 위상비교모노펄스에서 근접한 두 표적의 위치를 추정하는 방법을 제시하였다. 제안한 방법은 Sherman의 기법을 근간으로 하기 때문에 기존 다른 기법들과 달리 단일표적상황에서도 사용할 수 있으며, 오직 단일 펄스만을 사용하여 근접한 두 표적의 위치를 추정하기 때문에 기존 Sherman이 제시한 기법의 단점도 개선할 수 있었다. 제안한 방법의 각도 추정 정확도는 시뮬레이션을 통해 증명하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper improves Sherman's two-pulse method for angle estimation of two unresolved targets in phase comparison monopulse radar. The proposed method provides the angle information with only a single-pulse measurement instead of two pulses. The proposed method can estimate a single-target angle by single-target indicator, in contrast with previous techniques. The accuracy of angle estimation for proposed method is demonstrated by simulations.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 기존 Sherman의 기법과 달리 위상비교모노펄스에서 단일펄스만을 사용하여 근접한 두 표적의 위치를 추정하는 기법을 제시한다.
본 논문에서는 단일표적상황에서 사용가능하면서 Sherman의 첫 번째 단점을 해결하는 기법을 제시한다. 이 기법은 위상비교모노펄스에서 단일 펄스만을 사용하기 때문에 표적 모델에 대한 제한이 전혀 없다.
본 논문에서는 위상비교모노펄스 레이다의 기존 하나의 합, 차 신호가 Sherman의 조건을 만족하는 두 개의 합, 차 신호로 나누어진다는 사실에 입각하여 단일 펄스만을 사용하여 근접한 두 표적의 위치를 추정하는 기법을 제시하였다. 제안한 기법은 Sherman의 기법을 근간으로 하기 때문에 다른 기법들^[4],[6]과 달리 단일 표적상황에서도 각도를 추정할 수 있음을 보였다.

가설 설정

본 장에서는 빔 폭 4°를 가지는 위상비교모노펄스레이다를 사용했을 때 제안한 기법의 단일 또는 근접한 두 표적의 각도 추정 정확도를 SNR에 따라 시뮬레이션하였고, 두 표적은 서로 다른 크기와 각각 균일 분포를 가지는 위상을 가정하였다.

이론/모형

하지만 이 방법은 두 개의 문제점을 가지고 있는데, 첫째는 이 기법에서 사용하는 두 펄스 사이의 간격이 적절히 유지되어 합 신호에서 두 표적의 상대적인 크기 비는 일정해야 하고, 상대적 위상차는 변해야 한다는 것이다. 둘째로 해를 구하기 위해 도해법^[3]을 사용하거나, 수학적 툴(Mathcad)^[1]를 사용하였다.

성능/효과

20 dB와 30 dB의 SNR에서 (-2°, 2°), (2°, -2°)에 위치하는 두 표적에 대한 추정 결과를 그림 3에 보였다. 30 dB일 경우, 매우 정확하게 두 표적의 위치를 추정할 수 있었고, 20 dB일 경우 두 표적을 구분할 정도의 추정정확도를 보였다. (1°, -1°)에 위치한 단일 표적의 경우, 그림 4에서 보듯이 제안한 기법에서는 단일 표적 지시자를 사용해 정확하게 위치를 추정하였지만, 참고문헌 [4], [6]에서 제시한 기법은 항상 허수해가 존재하기 때문에 정확하게 추정하지 못하는 것을 알 수 있다.
80-81)에 나와 있다. 여기서는 위상비교모노펄스를 사용할 때 기존 하나의 모노펄스 합, 차 신호가 Sherman의 조건을 만족하는 두 개의 합, 차 신호로 분리될 수 있다는 것을 증명하였다. 식 (6)의 측정치를 이용해 참고문헌 [1]～[3], [5]와 같은 방법으로 p의 값을 구할 수 있고, 이는 곧 식 (3)에 의해 표적의 위치정보를 얻을 수 있다는 것을 뜻한다.
본 논문에서는 위상비교모노펄스 레이다의 기존 하나의 합, 차 신호가 Sherman의 조건을 만족하는 두 개의 합, 차 신호로 나누어진다는 사실에 입각하여 단일 펄스만을 사용하여 근접한 두 표적의 위치를 추정하는 기법을 제시하였다. 제안한 기법은 Sherman의 기법을 근간으로 하기 때문에 다른 기법들^[4],[6]과 달리 단일 표적상황에서도 각도를 추정할 수 있음을 보였다. 또한, 제안한 기법과 참고문헌 [5]의 기법을 위상비교모노펄스레이다에서 동시에 사용하면, 기존 Sherman이 가지고 있던 두 문제점을 동시에 해결할 수 있다.

참고문헌 (10)

S. M. Sherman, D. K. Barton, Monopulse Principles and Techniques, 2nd ed. Boston: Artech House, pp. 187-223, 2011.
S. M. Sherman, "Complex indicated angles applied to unresolved radar targets and multipath", IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. AES-7, no. 1, Jan. 1971.
S. M. Sherman, "Complex indicated angles in monopulse radar", Ph.D. dissertation, University of Pensylvania, Philadelphia, Dec. 1965.
Z. Lu, M. Gao, H. Jiang, and J. Yan, "Closed-form solutions for directions of two steady targets with two pulses in monopulse radar", IEEE Radar Conference, pp. 74-78, 2012.
S. P. Lee, B. L. Cho, S. M. Lee, J. E. Kim, and Y. S. Kim, "Unambiguous angle estimation of unresolved targets in monopulse radar", IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 51, pp. 1170-1177, Apr. 2015.

상세보기
Y. Zheng, S. M. Tseng, and K. B. Yu, "Closed-form four-channel monopulse two-target resolution", IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 39, pp. 1083-1089, Jul. 2003.

상세보기
W. D. Blair, G. A. Watson, T. Kirubarajan, and Y. Bar-Shalom, "Monopulse DOA estimation of two unresolved rayleigh targets", IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 31, no. 2, Apr. 1998.
Z. Wang, A. Sinha, P. Willett, and Y. Bar-Shalom, "Angle estimation for two unresolved targets with monopulse radar", IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 40, no. 3, Jul. 2004.

상세보기
P. Willett, W. D. Blair, and X. Zhang, "The multitarget monopulse CRLB for matched filter samples", IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 55, no. 8, Qug. 2007.

상세보기
A. Sinaha, T. Kirubarajan, and Y. Bar-Shalom, "Maximum likelihood angle extractor for two closely spaced targets", IEEE transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 38, no. 2, Jan. 2002.

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