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전자전장비의 방향탐지 오차 개선에 관한 연구
A Study on the Improvement of Direction Error for Electronic Warfare System 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.18 no.6, 2017년, pp.567 - 575  

최재인 (국방기술품질원) ,  김승우 (국방기술품질원) ,  진희철 (국방기술품질원) ,  최우혁 (LIG넥스원)

초록
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방향탐지장치는 전자파를 이용하는 레이더, 유도무기, 통신장비 등의 방향을 찾아내기 위한 장치로 전자전체계를 구성하는 전자지원 장비의 핵심장치이다. 함정에서도 전자지원 장비를 사용하고 있으며 적의 위협에 대한 위치를 파악하는 역할을 수행하기 때문에 함정의 생존에 있어 매우 중요한 역할을 한다. 하지만 야전 배치되어 운영 중인 함정의 방향탐지장치에서 200 ns의 짧은 펄스폭 신호에 대해 큰 방위 오차가 발생하는 현상을 확인하였다. 따라서 본 논문에서는 이와 같은 현상을 해결하기 위한 개선방안을 제시하였다. 본 논문은 진폭비교 방식, 위상비교 방식, 진폭-위상비교 복합방식 등의 방향 탐지 방식 및 함정에서 사용되는 방향탐지장치에 대해서 간략히 고찰한 후, 방위 오차가 발생하는 원인에 대해서 분석하였다. 이를 바탕으로 방향탐지 프로세스를 수정하는 개선방안을 제시하였고 개선방안의 성능을 확인하기 위해 운영 중인 함정에 개선방안을 적용하여 방위 측정 시험을 수행하였다. 함정에서의 시험 결과 200 ns의 짧은 펄스폭 신호에서 발생하던 방위 오차가 크게 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The direction finder is an important device for an electronic support(ES) system because it is responsible for finding the direction of an emitter. The higher the accuracy of the direction finding, the higher the vitality of the weapon system with the ES system. Recently, the direction error occurre...

주제어

#Amplitude-Comparison   #Amplitude-Phase Hybrid   #Direction finding(DF)   #Electronic support(ES)   #Phase-Comparison  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 하지만 함정에서 운영 중인 방향탐지장치의 방사시험 중 200ns의 짧은 펄스폭을 갖는 수신 신호에 대한 방위 측정 결과 큰 방위 오차가 발생하는 것을 확인하였다. 따라서 본 논문에서는 200ns 펄스폭의 신호에서 발생하는 방위 오차의 원인을 분석하고, 방위 오차를 줄일 수 있는 방안을 제시하였다. 그리고 제안된 방안의 성능을 야전시험을 통해서 확인하였다.
  • 본 논문에서는 전자전장비의 방위 오차 발생 현상을 개선하기 위한 방안을 제시하였다. 200ns 펄스폭 신호에 대해서 큰 방위 오차가 발생하는 원인에 대해 분석하였고, 이를 통해 200ns 펄스폭 신호의 경우 위상방위를 출력할 경우 위상방위 출력을 위한 최소 시간뿐만 아니라 외부 노이즈 등에 의한 안정화 시간이 필요함을 확인할 수 있었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
방향탐지장치란? 방향탐지장치는 전자파를 이용하는 레이더, 유도무기, 통신장비 등의 방향을 찾아내기 위한 장치로 전자전체계를 구성하는 전자지원 장비의 핵심장치이다. 함정에서도 전자지원 장비를 사용하고 있으며 적의 위협에 대한 위치를 파악하는 역할을 수행하기 때문에 함정의 생존에 있어 매우 중요한 역할을 한다.
방향탐지 방식은 어떤 것들이 있는가? 방향탐지 방식에는 회전 방식[6], 진폭비교 방식[7], 위상비교 방식[8], 진폭-위상비교 복합방식[9]등이 있으며 용도, 목적 및 설치구조물에 따라 각기 다른 방식들이 사용되고 있다. 회전 방식은 방향탐지 방식 중 가장 고전적인 방식으로 회전하면서 각도 정보를 제공하는 적당한 포지셔너 위에 빔폭이 좁은 고이득 접시 안테나를 설치하고 포지셔너를 회전시키면서 신호를 포착하고 신호가 포착되면 포지셔너의 각도를 읽음으로써 신호원의 방향을 찾는 방식이다.
회전 방식의 장점은? 회전 방식은 방향탐지 방식 중 가장 고전적인 방식으로 회전하면서 각도 정보를 제공하는 적당한 포지셔너 위에 빔폭이 좁은 고이득 접시 안테나를 설치하고 포지셔너를 회전시키면서 신호를 포착하고 신호가 포착되면 포지셔너의 각도를 읽음으로써 신호원의 방향을 찾는 방식이다. 이 방식은 동작 원리가 아주 간단하고, 비용이 적게 들며, 이렇다 할 방향탐지 개념이 잡히지 않았던 초기에 주로 사용하던 방식이다. 진폭비교 방식은 전방향으로 배치된 각각의 안테나로 수신되는 신호의 진폭을 비교하여 진폭차에 해당되는 방위값을 찾아내는 방식으로 현재까지 사용되어온 방향탐지 방식 중에서 가장 보편적이고 쉽게 방위정보를 획득할 수 있는 대표적인 방식이다.
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참고문헌 (12)

  1. Cotter, C. H, The Principles and Practice of Radio Direction Finding, Pitman, 1961. 

  2. Gething, P. J. D., Radio Direction Finding and Superresolution (2nd Edition), Institution of Electrical Engineers, 1991. DOI: https://doi.org/10.1049/PBEW033E 

  3. Lo, Y. T. and S. W. Lee, Antenna Handbook: Theory, Applications, and Design, Van Norstrand Reinhold, 1988. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4615-6459-1 

  4. Watson, D. W., Radio Direction Finding, Van Norstrand Reinhold, 1971. 

  5. J. M. Won, "The Performance Analysis of Burst Error Elimination CVDF Algorithm Using Switching Remote Direction Finding Antenna in VHF", Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology, vol. 10, no. 3, pp. 129-138, 2007. 

  6. Earp, C. W. and Copper, D. L., "The Practical Evolution of the Commutated Aerial Direction Finding System", Proc. of the IEE - part B: Radio and Electronic Engineering, vol. 105, no. 9, pp. 317-332, March 1958. DOI: https://doi.org/10.1049/pi-b-1.1958.0047 

  7. Stephen E. Lipsky, Microwave Passive Direction Finding, John Wiley & Sons, 1987. 

  8. Jacobs, E. and Ralston, E. W., "Ambiguity Resolution in Interferometry", IEEE Transactions on Aerospace and Electronic System, vol. AES-17, no. 6, pp. 766-780, 1981. DOI: https://doi.org/10.1109/TAES.1981.309127 

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  9. Herndon H. Jenkins, Small-Aperture Radio Direction-Finding, Artech House Inc, 1991. 

  10. Joong-Soo Lim, Chul-Gu Jung, and Gyoo-Soo Chae, "A Technology of Microwave Direction Finding with Circular Array Combination Method", Journal of Electromagnetic Engineering and Science, vol. 16, no. 6, pp. 549-555, 2005. 

  11. E. Boch, M. Stapleton, "Direction-Finding Performance of a Ka-Band ESM Receiver", IEEE Microwave and Guided Wave Letters, vol. 4, no. 1, pp. 9-10, 1994. DOI: https://doi.org/10.1109/75.267678 

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  12. J. S. Lim, "An Accurate Direction Finding Technology Using a Phase Comparison and Time Difference of Arrival", Journal of the Korea Academia-Industrial Cooperation Society, vol. 12, no. 11, pp. 5208-5213, 2011. DOI: https://doi.org/10.5762/KAIS.2011.12.11.5208 

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