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확률분포를 이용한 다중 채프의 RCS 특성 분석
A RCS investigation of Multiple Chaff clouds using Probability Distribution Characteristics 원문보기

융합정보논문지 = Journal of Convergence for Information Technology, v.7 no.2, 2017년, pp.37 - 42  

채규수 (백석대학교 정보통신학부) ,  임중수 (백석대학교 정보통신학부) ,  김영호 (백석대학교 정보통신학부)

초록
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본 논문에서는 비행체나 함정 방어를 위해 사용되고 있는 채프의 RCS 예측을 위해 확률분포를 이용하는 방법을 제시하고 있다. 일반적으로 채프의 RCS는 레이다 사용주파수 대역에서 각각의 채프를 다이폴 안테나로 가정하고, 안테나의 산란특성 이용하여 RCS 값을 예측한다. 지금 까지 소개된 채프의 RCS 예측 연구 결과들은 주로 채프 한 발의 RCS를 이론적으로 계산하는 방법들이 제시되었다. 본 논문에서는 다중 채프의 RCS 예측 방법을 제시하였고, 특히 두 발 이상의 채프를 발사하였을 때 방위각에 따른 RCS 변화를 관찰 하였다. 채프 구름의 분포의 공간적 표현과 방향과 주파수에 따른 RCS 계산을 위해 Matlab이 사용되었다. 레이다 신호의 입사 방향에 따라 채프가 가려지는 경우 각 채프의 확률 분포를 고려하여 공간적으로 중첩되는 개수를 제외하여 실제 RCS를 예측하는 방법을 제시하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In order to estimate chaff RCS, we suggest here a novel method using the probability distribution. Normally, a chaff is assumed that it is a thin dipole antenna and the RCS can be calculated by the scattering wave theory. Most of the theoretical methods presented were mainly focusing on a single cha...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 주로 채프 한 발의 채프에 대해 3차원 대칭구조를 가정하고 RCS를 이론적으로 계산하는 방법들이 제시되었다. 본 논문에서는 다중 채프의 RCS 예측 방법이 다루어 졌으며, 특히 두 발 이상의 채프를 발사하였을 때 방위각에 따른 RCS 변화를 관찰 하였다. 레이다 신호가 특정 방향으로 입사 될 때 입사 방향에 따라 각 채프구름이 서로 가려지는 경우 각 채프의 확률 분포를 고려하여 공간적으로 중첩되는 개수를 계산하였다.
  • 본 논문에서는 두 개 이상의 채프 구름의 RCS 예측을 위해 확률분포를 이용하는 방법을 제시하고 있다. 지금 까지의 연구 결과들을 분석 결과 각 채프를 다이폴 안테나로 가정하고 다수의 채프가 구름 형태로 분포하고 전파가 입사 할 때 반사파의 크기를 구하는 방법들이 대부분 이었다.
  • 각 채프 구름의 공간적인 위치에 따라 각 방위에서의 RCS 값이 예측값과 일치함을 볼 수 있었다. 본 연구에서는 각 채프 구름의 운동 역학이 세부적으로 고려되지 않았으나 향후 연구에서는 바람과 레이놀즈계수를 고려하여 보다 정확한 RCS 예측 결과를 제시하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
채프란 무엇인가? 전자전 상황에서 미사일의 공격으로부터 항공기나 함정을 보호하기 위한 방법으로 채프가 널리 사용되고 있다. 채프는 일정한 길이의 도선, 알루미늄 호일(foil) 조각, 알루미늄을 입힌 유리, 은을 입힌 나일론 줄 등을 공중에 비산 시키는 것을 말한다. 채프가 효과적으로 전파를 반사시키도록 하기위해 레이다 주파수의 반 파장 길이로 만들어서 사용한다[1,2].
채프가 효과적으로 전파를 반사시키기 위한 방법은 무엇인가? 채프는 일정한 길이의 도선, 알루미늄 호일(foil) 조각, 알루미늄을 입힌 유리, 은을 입힌 나일론 줄 등을 공중에 비산 시키는 것을 말한다. 채프가 효과적으로 전파를 반사시키도록 하기위해 레이다 주파수의 반 파장 길이로 만들어서 사용한다[1,2]. 지금까지의 연구 결과들을 살펴 보면 개별 채프와 채프 구름의 RCS를 예측하기 위해 수학적인 모델링과 안테나 이론, 해석적(analytic)인 방법들이 제시 되었다[3-6].
채프구름의 rcs계산 결과를 도출한 방법은 무엇인가? 본 논문에서는 두 개 이상의 채프 구름에 대한 RCS를 전 방위각에 따라 예측 하기 위해 각 채프를 다이폴 안테나로 규정하고 수치해석 모델을 사용하였다. 그리고 이론적인 계산 결과를 바탕으로 Matlab 시뮬레이션을 통해 RCS 계산 결과를 도출하였다. 기본적으로 두 개 이상의 채프 구름이 3차원 공간에 분포하는 형태에 따라서 각 방위에서 바라보는 RCS를 채프 구름의 확률 분포를 이용하여 구하였다.
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참고문헌 (15)

  1. J. A. Boyd, Electronic countermeasures, Peninsula Publishing, LA, CA, 1965. 

  2. Schleher, D. Curtis, Introduction to electronic warfare, Dedham: Artech House, 1986. 

  3. G. T. Ruck, et al., Radar cross section handbook, Chapter 4, Plenum Press, 1970. 

  4. J. Dan, Cha Hao and Z. Lei, "A Simulation study of Chaff Echo Signal Based on LFM," International Journal of Signal Processing, Image Processing and Pattern Recognition, Vol. 9, No. 4, pp. 131-140, 2016. DOI: 10.14257/ijsip.2016.9.4.12 

  5. J. Zhang, Z. Liu and H. Wang, "A Chaff Cloud Echo Modeling and Simulation Method based on Coherent Scattering Model," Journal of Computational Information System, Vol. 5, No. 5, pp. 1579-1586, 2015. DOI: 10.12733/jcis13221 

  6. J. S. Lim, "Analysis of Induced Currents on the Dielectric Cube by the Fusion of MoM and PMCHW Integral Equation," Journal of the Convergence Society, Vol. 6, No. 5, pp. 9-14, 2015. DOI: 10.15207/JKCS.2015.6.5.009 

  7. F. Pasquill, Atmospheric diffusion, 1st Ed., Van Nostrand-reinhold, Princeton, New-Jersey, 1962. 

  8. H. T. Peters, A. K. Dominek, and L. Peter, Jr., "Electromagnetic scattering by a straight thin wire," IEEE Trans. on Antennas and Propagations, Vol. 37, No. 8, pp. 1019-1025, 1989. DOI: 10.1109/8.34139 

  9. J. S, Lim, M. N. Kim and G. S. Chae, "A study on the dipole chaff RCS for aircraft," Journal of the korea academia-industrial cooperation society, Vol. 9, No. 3, pp. 690-694, 2008. DOI: 10.5762/KAIS.2008.9.3.690 

  10. S. W. Marcus, "Electromagnetic wave propagation through chaff clouds," IEEE Trans. on Antennas and Propagations, Vol. 55, No. 7, pp. 2032-2042, 2007. DOI: 10.1109/TAP.2007.900178 

  11. P. Pouliguen, O. Bechu, and J. L. Pinchot, "Simulation of chaff cloud Radar Cross Section," Antennas and Propagation Society International Symposium, 2005 IEEE, Vol. 3A, pp. 80-83, 3-8 July 2005. DOI: 10.1109/APS.2005.1552180 

  12. Z. D. Zaharist, and J. N. Sahalos, "On the electromagnetic scattering of a chaff cloud," Electrical Engineering, Vol. 85, No. 3, pp. 129-135, 2003. DOI: 10.1007/s00202-003-0158-6 

  13. R. A. Hessemer, Jr., "Scatter Communications with Radar Chaff," IRE Trans. on Antennas and Propagations, Vol. 9, No. 5, pp. 211-217, Mar. 1961. DOI: 10.1109/TAP.1961.1144981 

  14. N. Kruger, "Modeling the EM properties of dipole reflections with application to uniform chaff clouds," Master's thesis, University of Stellenbosch, Matieland, South Africa, December 2009. 

  15. L. Qiang and L. Yi-an, "A Modeling and Simulation Method of Chaff Cloud Echo," Journal of Modern Radar, Vol. 28, No. 8, pp. 91-94, 2006. 

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