본 논문은 상관형 위상비교(correlative interferometer) 방향탐지 장치의 정확도 분석용 시뮬레이터 설계에 대하여 기술하였다. 상관형 위상비교 방향탐지는 잡음에 강인하므로 안테나 설치가 복잡한 항공기나 함정 등에서 많이 사용되며 방향탐지 정확도가 매우 높다. 또한 전파가 특정 방위각에서 입사될 때 잡음이 없는 환경에서 계산한 위상차와 잡음이 있는 실제 환경에서 측정한 위상차를 융합하여 상관계수가 가장 큰 값을 전파의 방위각으로 추정하는 방식이다. 시뮬레이터는 전파의 주파수, 방탐장치 안테나 수, 안테나 좌표, 전파의 송신신호 세기, 수신기의 대역폭, 이득, 플랫폼(platform)의 전파간섭 등을 입력으로 받아서 0-360도 방위각과 0-60도 고각에 대한 방향탐지 정확도를 계산한다. 시뮬레이터는 실제 환경에서 발생할 수 있는 요소를 대부분 반영하였으므로 방향탐지 오차 분석이 0.5도 이하로 정확하고 함정과 항공기의 방탐장치 설계에 잘 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
본 논문은 상관형 위상비교(correlative interferometer) 방향탐지 장치의 정확도 분석용 시뮬레이터 설계에 대하여 기술하였다. 상관형 위상비교 방향탐지는 잡음에 강인하므로 안테나 설치가 복잡한 항공기나 함정 등에서 많이 사용되며 방향탐지 정확도가 매우 높다. 또한 전파가 특정 방위각에서 입사될 때 잡음이 없는 환경에서 계산한 위상차와 잡음이 있는 실제 환경에서 측정한 위상차를 융합하여 상관계수가 가장 큰 값을 전파의 방위각으로 추정하는 방식이다. 시뮬레이터는 전파의 주파수, 방탐장치 안테나 수, 안테나 좌표, 전파의 송신신호 세기, 수신기의 대역폭, 이득, 플랫폼(platform)의 전파간섭 등을 입력으로 받아서 0-360도 방위각과 0-60도 고각에 대한 방향탐지 정확도를 계산한다. 시뮬레이터는 실제 환경에서 발생할 수 있는 요소를 대부분 반영하였으므로 방향탐지 오차 분석이 0.5도 이하로 정확하고 함정과 항공기의 방탐장치 설계에 잘 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
This paper describes the design of a simulator for analyzing the accuracy of a correlative interferometer(CI) direction finder. CI direction finder is robust to noise, so it is often used in aircraft or ships where complex antenna installation is required, and the direction finding accuracy is very ...
This paper describes the design of a simulator for analyzing the accuracy of a correlative interferometer(CI) direction finder. CI direction finder is robust to noise, so it is often used in aircraft or ships where complex antenna installation is required, and the direction finding accuracy is very high. When the radio wave is incident at a specific azimuth angle, the phase difference calculated in a noiseless environment and the phase difference measured in a real environment with noise are fused to estimate the largest correlation coefficient as the azimuth angle of the radio wave. The simulator receives RF frequency, the number of antennas, the antenna coordinates, the transmission signal intensity, the bandwidth of the receiver, the gain and the payload effect, and calculates the direction finding accuracy of 0-360 degrees azimuth and 0-60 degree elevation with 0.5 degree. accuracy.
This paper describes the design of a simulator for analyzing the accuracy of a correlative interferometer(CI) direction finder. CI direction finder is robust to noise, so it is often used in aircraft or ships where complex antenna installation is required, and the direction finding accuracy is very high. When the radio wave is incident at a specific azimuth angle, the phase difference calculated in a noiseless environment and the phase difference measured in a real environment with noise are fused to estimate the largest correlation coefficient as the azimuth angle of the radio wave. The simulator receives RF frequency, the number of antennas, the antenna coordinates, the transmission signal intensity, the bandwidth of the receiver, the gain and the payload effect, and calculates the direction finding accuracy of 0-360 degrees azimuth and 0-60 degree elevation with 0.5 degree. accuracy.
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제안 방법
그래픽 사용자 인터페이스(GUI)의 데이터 입력부분은 Fig. 5와 같이 입력요소별 팝업 창을 두었으며, 수치해석 자료와 같이 용량이 큰 입력데이터는 파일 단위로 입력할 수 있게 구현하여 데이터 입력시간 단축과 정확도를 높이는 방향으로 구성하였다.
데이터 출력부분은 Fig. 5에서 보는 것과 같이 수평축에는 플랫폼의 방위각을, 수직축에는 평균 방탐오차를 표시해서 안테나 설치 위치에 따른 방위각별 방탐 정확도를 정확하게 볼 수 있도록 구현하였다[15].
방탐 시뮬레이터는 Fig. 3과 같이 송신기에서 출력되는 신호가 방탐 수신기에 입력될 때 수신기의 잡음 크기, 보상메모리 간격, 안테나 배치, 방탐 알고리즘 등에 의해서 정확도가 계산 될 수 있도록 설계되었으며 고려할 주요항목을 다음과 같이 7개로 정리할 수 있다.
본 논문의 상관형 위상비교 방향탐지장치의 오차 분석용 시뮬레이터는 전파의 주파수, 방탐장치의 안테나 수, 안테나 설치점 좌표, 전파의 송신신호 세기, 수신기대 역폭, 방탐장치의 이득과 플랫폼의 전파환경을 고려한 수치해석 데이터를 파일로 입력받아서, 알고리즘을 이용하여 방탐 정확도를 계산한 다음에 0-360도 방위 각과 0-60도 고각에 대한 방향탐지 정확도를 표시하였다. 본 시뮬레이터는 플랫폼에 의한 전파환경 간섭을 정확하게 고려할 수 있어서 함정이나 항공기 등 대형 플랫폼 안테나 배치와 방향탐지 정확도 예측에 유용하게 사용될 수있을 것으로 판단된다.
후속연구
본 논문의 상관형 위상비교 방향탐지장치의 오차 분석용 시뮬레이터는 전파의 주파수, 방탐장치의 안테나 수, 안테나 설치점 좌표, 전파의 송신신호 세기, 수신기대 역폭, 방탐장치의 이득과 플랫폼의 전파환경을 고려한 수치해석 데이터를 파일로 입력받아서, 알고리즘을 이용하여 방탐 정확도를 계산한 다음에 0-360도 방위 각과 0-60도 고각에 대한 방향탐지 정확도를 표시하였다. 본 시뮬레이터는 플랫폼에 의한 전파환경 간섭을 정확하게 고려할 수 있어서 함정이나 항공기 등 대형 플랫폼 안테나 배치와 방향탐지 정확도 예측에 유용하게 사용될 수있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
전파 신호원(emitter)의 방향을 탐지하는 방식에는 어떤 방법이 있는가?
전파 신호원(emitter)의 방향을 탐지하는 방식에는 진폭비교 방향탐지, 위상비교 방향탐지, 주파수비교 방향탐지, 시간비교 방향탐지 등이 주로 사용된다. 그 중에서도 항공기나 함정처럼 안테나 설치 위치가 곡면이거나 구조물이 복잡한 경우에는 안테나 상호간의 전파 간섭 현상이 커서 위상비교 방향탐지를 많이 사용한다[1-4].
항공기나 함정에 위상비교 방향탐지를 사용하는 이유는?
전파 신호원(emitter)의 방향을 탐지하는 방식에는 진폭비교 방향탐지, 위상비교 방향탐지, 주파수비교 방향탐지, 시간비교 방향탐지 등이 주로 사용된다. 그 중에서도 항공기나 함정처럼 안테나 설치 위치가 곡면이거나 구조물이 복잡한 경우에는 안테나 상호간의 전파 간섭 현상이 커서 위상비교 방향탐지를 많이 사용한다[1-4].
방탐 시뮬레이터로 정확도가 계산 될 수 있도록 설계할때 고려할 주요항목 7개는?
1) 송신기의 RF 주파수(f)와 송신기 유효방사 출력 (ERP: effective radiation power)
2) 송수신기의 거리(R)와 전파의 전파 조건
3) 방탐 수신 안테나 이득(Gr)
4) 방탐 안테나 3차원 설치좌표
5) 안테나 배치에 따른 플랫폼의 전파 간섭
6) 수신기의 수신신호 대역폭
7) 방향탐지 정확도 계산 알고리즘
참고문헌 (15)
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