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[국내논문] 주파수 도약신호 방탐을 위한 균등 디지털주파수변환 폴리페이즈 필터뱅크 기반 방탐기술
Uniform DFT Polyphase Filterbank based DF Method for Frequency Hopping Signal Direction Finding 원문보기

Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers = 전자공학회논문지, v.54 no.3 = no.472, 2017년, pp.119 - 128  

이영진 (한화시스템, 위성데이터링크팀) ,  권혁자 (한화시스템, 위성데이터링크팀)

초록
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본 논문에서는 주파수 도약 신호나 burst 신호와 같이 신호의 유지시간이 짧은 신호에 대한 방향탐지를 위한 광대역 방향탐지 알고리즘과 시스템 설계 방안에 대해 제안한다. 제안된 구조는 near perfect reconstruction이 가능한 폴리페이즈 필터뱅크(polyphse filterbank)를 전처리 과정으로 사용하며 각 서브밴드에서 신호 존재 여부를 판단하고 각 서브밴드에서 일반적인 방향탐지 알고리즘이 수행하는 구조이다. 아울러 Matlab 시뮬링크와 제작된 광대역수신기에서 수집한 데이터를 사용하여 다양한 환경에서 제안된 알고리즘에 대해 그 성능을 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, the wideband direction finding algorithm and system design method for short duration signal such as frequency hopping or burst signal is presented. The polyphase filterbank that it is possible for the near perfect reconstruction was used as a pre-processing and in each subband power m...

Keyword

#Polyphase Filterbank   #Direction Finding   #MUSIC(MUltiple Signal Classification)   #CVDF(Correlative Vector Direction Finding)  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
광대역 고속 주파수탐색을 위해 국내에서 방향탐지를 수행하는 장비가 개발되었는데 이 장비는 어떠한 문제점이 있는가? 국내에서도 광대역 고속 주파수탐색을 위한 광대역 고속탐색수신기와 방향탐지기를 연동하여 광대역 고속탐색수신기로부터 수신된 주파수 정보를 이용하여 도약신호 및 Burst 신호에 대한 방향탐지를 수행하는 장비가 개발되었다 [1] . 하지만 이러한 방식은 방탐장비 외부에서 탐색된 주파수 정보를 이용하므로 탐색시간동안 방향탐지에 필요한 데이터 유실과 외부장치 와의 연동시간으로 인해 수백 홉 이상의 도약신호에 대한 방향탐지가 어려우며 단독적으로 고속의 도약신호에 대한 방향탐지를 수행할 수 없다. 또한 수십∼수백개의 협대역 디지털 필터를 이용한 채널화 방식은 구현의 복잡도가 현실적이지 못하며 비용 또한 급격하게 증가한다. 즉, 넓은 대역내에 존재하는 다수의 신호에 대해 효율 적으로 동시에 방향탐지를 수행할 수 있는 구조가 필요하다.
방향탐지는 어떠한 분야인가? 방향탐지는 전자전, 전파감시, 레이더, 통신 등 많은 분야에서 중요한 문제로 연구가 지속되고 있는 분야이다. 통신장비는 대전자전 기능을 강화하기 위해 수백홉∼ 1000홉 이상의 도약무전기가 개발됨에 따라 방향탐지 장비도 고속, 광대역으로의 개발 필요성이 지속적으로 요구되고 있다.
최신의 통신대역 방향탐지 장비는 어떠한 알고리즘을 사용하는가? 최신의 통신대역 방향탐지 장비는 CVDF(Correlative Vector Direction Finding), MUSIC(MUltiple Signal Classification), ESPRIT(Estimation of Signal Parameters Via Rotational Invariance Techniques)과 같은 고 해상 도, 고 정확도를 갖는 알고리즘을 주로 사용한다 [2∼4]. 본 논문에서는 MUSIC알고리즘을 적용하여 시험을 통해 검증하였으며, 여기에서는 UCA에서의 입사신호 모델과 본 논문의 실험에서 사용된 MUSIC알고리즘에 대한 원리를 간략하게 설명한다.
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참고문헌 (7)

  1. Ju. Jeungmin, Won. Jong-Mook, Lee. Cheol-Soo, Park. Young-Mi, "Direction Finding of a Frequency Hopping Signal Using Peak Level Signal Detection of Wideband Scan Receiver" JCCI2008, 103p, 04. 2008. 

  2. Jun-Ho Choi, Cheol-Sun Park, Sun-Phil Nah, Won Jang, "A Multi-Channel Correlative Vector Direction Finding System Using Active Dipole Antenna Array for Mobile Direction Finding Applications," Journal of the Korea Electromagnetic Engineering Society, Vol. 7, No. 4, Dec. 2007. 

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  3. Ralph O, Schmidt. "Multiple Emitter Location and signal Parameter Estimation." in IEEE Trans. On Antennas and Propagation, Vol. 34. No. 3, March 1986. 

  4. RICHARD ROY and THOMAS KAILATH, "ESPRIT-Estimation of Signal Parameters Via Rotational Invariance Techniques," in IEEE Trans. on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Vol. 37, No. 7, July 1989. 

  5. P. P. Vaidyanathan, "Multirate Systems and Filter Banks", PrenticeHall, 1993. 

  6. J. D. Johnston, "A filter family designed for use in quadrature mirror filter banks", in Proceeding of the International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, pp. 292-294, April 1980. 

  7. R. Ansari and B. Liu, Handbook for Digital Signal Processing, "Multirate signal processing" Wiley-Interscience, ch. 14, pp. 981-1084, 1993. 

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