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지상 접근 표적 감지를 위한 초소형 K-대역 레이다 연구
Study on the Compact K-Band Radar for Detecting the Approaching Target above Ground 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.28 no.4, 2017년, pp.309 - 317  

하종수 (국방과학연구소) ,  노진입 (국방과학연구소) ,  최재현 (국방과학연구소) ,  이한진 (국방과학연구소) ,  박영식 (국방과학연구소)

초록
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본 논문에서는 능동방호 시스템의 소형 근접신관에 적용되는 초소형 K-밴드 레이다를 제안한다. 지상 환경에서는 클러터가 산재되어 있기 때문에 접근하는 소형 표적을 감지하기는 쉽지 않다. 또한 이러한 환경에서 레이다의 표적 정확도를 향상시키면서 동시에 소형 근접신관용으로 레이다를 소형화하기에는 어려움이 따른다. 이러한 어려움을 해결하기 위해 본 연구에서는 초소형 K-밴드 레이다의 시스템 분석 및 설계, 안테나 설계, 송수신 및 신호처리기 설계를 제시한다. 이후 일부 시험 결과를 제시하고 그 결과를 분석함으로써 제안하는 연구의 타당성을 검증한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper proposes a compact K-band radar applied to a miniature proximity fuze for the active defense system. In this terrestrial environment, it is not easy to detect approaching small targets because the clutter is scattered. In addition, it is difficult to miniaturize the radar for the small pr...

주제어

#FMCW Radar   #Proximity Fuze   #Countermeasure   #Hard-Kill   #Ground Target  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 근접신관의 표적 감지 센서로서 초소형 K-대역 레이다 연구를 제안한다. 이를 위해 능동파괴체계의 교전 범위를 분석하고, 안테나직경을 고려하여 송․수신 안테나를 최적 설계하고, 기존 근접신관의 표적 감지 방식이 아닌 탐지 레이다의 표적 탐지 및 추적 방식을 기반으로 송․수신 및 신호처리기를 제안하고, 거리 모사 시험 및 표적 감지 시험 결과로부터 제안하는 레이다 연구의 타당성을 검증한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
다기능 레이다나[5] 일정 규모 이상의 레이다 시스템의 단점은? 다기능 레이다나[5] 일정 규모 이상의 레이다 시스템에서는[6]～[8] 좁은 안테나 빔으로 표적을 탐지․추적하는 등의 방법으로 정밀도가 높은 표적 정보를 획득할 수도 있지만, 직경이 작은 소형 근접신관에서는 그 센서를 초소형으로 설계해야 하기 때문에 좁은 안테나 빔을 스캔하여 조사하는 방식은 적용하기가 어렵다. 이를 감안하여 지상에서 접근하는 소형 표적을 감지하기 위해 본 논문에서는 그림 3과 같이 단일 안테나 빔을 사용하여 탄 전면을 감지하는 방식을 연구한다.
전자식 능동방호 시스템인 능동파괴체계의 교전 개념은 어떠한가? 전자식 능동방호 시스템인 능동파괴체계의 교전개념은 그림 1과 같다[1]. 능동파괴체계는 레이다 및 열상추적기로 위협체를 탐지․추적한 후 교전지점을 예측하고, 그 위치로 대응탄을 발사하여 예측지점에서 탄두를 폭발시킴으로써 위협체를 무력화시킨다.
근접신관은 어떻게 설계되었는가? 기존 무기체계에 탑재된 근접신관은 탄두의 크기와 표적의 종류 등에 따라 그 탐지범위가 설정되며, 표적을 감지하면 탄두를 기폭시키는 방식으로 설계되어왔다. 일례로 중거리 지대공 유도무기에 탑재된 근접신관 센서는 미사일 탄체의 측면에 배치되어 표적이 감지되면 탄두를 기폭시킨다[4].
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참고문헌 (13)

  1. 하종수, 이의혁, 이현아, 박규철, 조규공, "미사일/로켓 방어체계의 RPG-7에 대한 전차방호 성능분석", 한국군사과학기술학회지, 17(3), pp. 350-357, 2014년 6월. 

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  2. 이종민, 조병래, 선선구, 이정수, 박상순, "지상 이동 차량용 K-대역 레이다 개발", 한국전자파학회논문지, 22(3), pp. 362-370, 2011년 3월. 

    원문보기 상세보기

  3. 선선구, 이정수, 조병래, 이종민, "고속 표적 추적을 위한 K-대역 레이다 송수신기 설계", 한국전자파학회논문지, 21(11), pp. 1304-1310, 2010년 11월. 

    원문보기 상세보기

  4. Jae-Hyun Choi, Myung-Suk Jung and Kyung-Whan Yeom, "A design and assessment of a direction finding proximity fuze sensor", IEEE Sensor Journal, vol. 13, no. 8, pp. 3079-3089, Aug. 2013. 

    상세보기 crossref

  5. Seung-Phil Lee, Byung-Lae Cho, Jong-Soo Ha, and Young- Soo Kim, "Target angle estimation of multifunction radar in search mode using digital beam forming technique", Journal of Electromagnetic Waves and Applications, vol. 29, no. 3, pp. 331-342, Mar. 2015. 

    상세보기 crossref

  6. 서원구, 김동욱, "2중 송수신 모듈을 이용한 2차원 근거리 FMCW 레이다", 한국전자파학회논문지, 27(6), pp. 531-538, 2016년 6월. 

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  7. 황지환, 김승희, 강기묵, 김덕진, "다중 대역폭을 갖는 FMCW 레이다 송수신기 설계 및 제작", 한국전자파학회논문지, 27(4), pp. 377-387, 2016년 4월. 

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  8. 김병준, 구종섭, 김덕수, 남상욱, "다목적활용을 위한 재구성이 가능한 다중대역 FMCW 레이다", 한국전자파학회논문지, 26(12), pp. 1112-1115, 2015년 12월. 

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  9. Samuel M. Sherman, Monopulse Principles and Techniques, Artech House, 1985. 

  10. M. I. Skolnik, Introduction to Radar Systems, McGraw- Hill Book Company, 3rd edition 2001. 

  11. 최재현, 장종훈, 이재환, 노진입, "FMCW 전파고도계의 신호처리 알고리즘 구현", 한국전자파학회논문지, 26(6), pp. 555-563, 2015년 6월. 

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  12. H. Rohling, "Radar CFAR thresholding in clutter and multiple target situation", IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. AES-24, no. 4, pp. 608-621, Jul. 1983. 

  13. 신상진, "효율적인 CFAR 알고리듬 연구", 한국전자파학회논문지, 25(8), pp. 849-856, 2014년 8월. 

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