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바이스태틱 MIMO 레이다 시스템의 위치탐지 무력화를 위한 신호공간 재밍 기법
Signal-Space Jamming Scheme for Disturbing Target Localization of Bistatic MIMO Radar System 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.29 no.11, 2018년, pp.878 - 883  

여광주 (고려대학교 컴퓨터.전파통신공학과) ,  정원주 (고려대학교 컴퓨터.전파통신공학과)

초록
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본 논문은 분산 배치된 다수의 전자전 센서를 통하여 수신된 바이스태틱 multiple-input multiple-output(MIMO) 레이다 시스템의 신호를 조합하여 레이다 시스템의 위치탐지 기능을 무력화 혹은 기만하는 재밍 설계기법을 제안한다. 제안된 기법은 하나의 전자전 센서에서 수집된 신호를 특정주기로 지연시킨 신호들의 합을 송신하거나, 다수의 센서에서 수집된 신호들의 가중치 합을 송신하여, 표적을 탐지 못하게 하거나 허위표적을 발생시킨다. 시뮬레이션 결과를 통해서 제안한 기법의 재밍 성능을 확인한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A jamming design scheme to disturb target position estimation of a bistatic multiple-input multiple-output(MIMO) radar system is presented. The proposed method exploits the received signals from distributed multiple electronic sensors and combines them to produce a jamming signal. The proposed algor...

주제어

#Bistatic MIMO Radar   #Jamming   #Direction-of-Departure   #Direction-of-Arrival   #MUSIC   #Matrix Pencil  

표/그림 (8)

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 전자전 센서를 통하여 탐지된 신호를 조합하여 바이스태틱 MIMO 레이다 시스템의 위치탐지 기능을 무력화하는 재밍신호 설계기법을 제안하고자 한다. 제안 기법은 하나의 센서에서 수신된 신호를 특정주기로 지연시킨 신호들의 합 또는 여러 센서에 의해 수집된 신호들의 가중치 합으로 설계된 재밍신호를 송신하여 위치탐지에 사용하는 수신신호의 우위 고유치(dominant eigen- values)의 개수를 변화시켜 위치탐지 기능을 무력화시킨다.
  • 본 논문은 바이스태틱 MIMO 레이다 시스템의 위치추정기능을 무력화하는 재밍설계 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 하나의 센서에서 수집된 신호를 특정주기로 지연시킨 신호들의 합하거나 여러 센서에서 수집된 신호들의 가중치 합으로 저출력 재밍신호를 생성하였다.
  • 따라서 우위 고유치의 개수를 교란하면 바이스태틱 MIMO 레이다 시스템의 위치탐지기능을 무력화시킬 수 있다. 본 논문의 목표는 우위 고유치의 개수를 변화시키는 저출력 재밍신호를 설계하는 것이다.
  • . 이러한 바이스태틱 MIMO 레이다의 작동원리를 역이용하여 재밍신호의 파워와 주파수 특성 (대역, 스펙트럼 특성)으로는 탐지될 수 없는 재밍신호를 생성하여 특정한 표적을 숨기거나 허위표적을 만드는 재밍신호 발생기법을 제안하고자 한다.

가설 설정

  • k번째 표적과 바이스태틱 거리와 DOD는 다르지만(Φs ≠ Φk) 송신단으로부터 거리가 같은 s번째 센서를 가정하자.
  • 바이스태틱 MIMO 레이다 시스템에 사용된 송․수신 안테나 배열은 Mt = Mr =20개의 안테나로 구성되었고, 각각의 DOD, DOA가 (67.5°, 22.5°), (45°, 45°), (22.5°, 67.5°)인 3개의 표적을 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
multiple-input multiple-output(MIMO) 레이다 시스템의 특징은 무엇인가? 최근 대두하는 multiple-input multiple-output(MIMO) 레이다 시스템은 다수의 안테나로 구성된 송·수신 배열로 이루어진 시스템으로 송신 안테나 배열에서 직교파형을 송신하고, 수신 안테나 배열에서 정합필터를 사용하여 표적에 의해 반사된 각 송신 파형에 대한 정보를 개별적으로 추출할 수 있어서 파라미터 추정, 표적의 위치추정 및 탐지에 대하여 높은 성능을 갖는다[1]. 특히 이에 더하여 송신 안테나 배열과 수신 안테나 배열이 물리적으로 분리된 바이스태틱 구조는 스텔스기 같은 저피탐 물체의 탐지 성능을 높인다[2].
바이스태틱 MIMO 레이다 시스템의 위치추정기능을 무력화하기 위한 재밍설계 기법은 어떻게 동작하는가? 본 논문은 바이스태틱 MIMO 레이다 시스템의 위치추정기능을 무력화하는 재밍설계 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 하나의 센서에서 수집된 신호를 특정주기로 지연시킨 신호들의 합하거나 여러 센서에서 수집된 신호들의 가중치 합으로 저출력 재밍신호를 생성하였다. 시뮬레이션 결과를 통하여 제안된 기법으로 인하여 수신신호의 우위 고유치 개수가 교란되어 레이다 시스템이 표적을 탐지 못하거나 허위표적을 탐지하는 것을 확인하였다.
multiple-input multiple-output(MIMO) 레이다 시스템이란? 최근 대두하는 multiple-input multiple-output(MIMO) 레이다 시스템은 다수의 안테나로 구성된 송·수신 배열로 이루어진 시스템으로 송신 안테나 배열에서 직교파형을 송신하고, 수신 안테나 배열에서 정합필터를 사용하여 표적에 의해 반사된 각 송신 파형에 대한 정보를 개별적으로 추출할 수 있어서 파라미터 추정, 표적의 위치추정 및 탐지에 대하여 높은 성능을 갖는다[1]. 특히 이에 더하여 송신 안테나 배열과 수신 안테나 배열이 물리적으로 분리된 바이스태틱 구조는 스텔스기 같은 저피탐 물체의 탐지 성능을 높인다[2].
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참고문헌 (8)

  1. E. Fishler, A. Haimovich, R. S. Blum, L. J. Cimini, D. Chizhik, and R. A. Valenzuela, "Spatial diversity in radarsmodels and detection peformance," IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 54, no. 3, pp. 823-838, Mar. 2006. 

  2. M. A. Richards, J. A. Scheer, W. A. Holm, B. Beckley, P. Mark, and A. Richards, Principle of Modern Radar vol 1: Basic Principles, SciTech Publishing Inc., pp. 18-25, 2010. 

  3. T. Aittomaki, V. Koivunen, "Worst-case jamming signal design and avoidance for MIMO radars," in 2016 24th European Signal Processing Conference(EUSIPCO), Budapest, Aug. 2016, pp. 2220-2224. 

  4. M. J. Jahromi, M. H. Kahaei, "Two-dimensional sparse solution for bistatic MIMO radars in the presence of jammers," in 2014 22nd Iranian Conference on Electrical Engineering(ICEE), Tehran, May 2014, pp. 1755-1759. 

  5. K. Lee, W. Kang, Y. S. Chung, H. G. Yang, and J. M. Kim, "A new jammer suppression method in MIMO radar using matrix pencil method and generalized likelihood 1atio test," International Journal of Antennas and Propagation, vol. 2015, p. 802471, 2015. 

  6. X. Zhang, L. Xu, and D. Xu, "Direction of Departure (DOD) and Direction of Arrival(DOA) estimation in MIMO radar with reduced-dimension MUSIC," IEEE Communications Letters, vol. 14, no. 12, pp. 1161-1163, Dec. 2010. 

    상세보기

  7. X. Wang, W. Wang, D. Xu, and J. Wang, "Matrix pencil method for bistatic MIMO radar with single snapshot," IEICE Transactions on Electronics, vol. 97, no. 2, pp. 120-122, Feb. 2014. 

  8. K. Yeo, Y. Chung, H. Yang, J. Kim, and W. Chung, "Reduced-dimension DOD and DOA estimation through projection filtering in bistatic MIMO radar with jammer discrimination," IET Radar, Sonar & Navigation, vol. 11, no. 8, pp. 1228-1234, Apr. 2017. 

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