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[국내논문] 항공용 안테나 하이브리드 모노펄스 레이다 시스템의 실용적 표적 방위각 추정 방법
Practical Method to Extract Azimuth Angle of Target for Air-Borne Antenna Hybrid Mono-Pulse 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.9, 2018년, pp.735 - 738  

김진우 (LIG 넥스원) ,  윤재혁 (LIG 넥스원) ,  노수현 (LIG 넥스원) ,  이종은 (LIG 넥스원) ,  전영범 (LIG 넥스원) ,  옥재우 (LIG 넥스원) ,  유응노 (LIG 넥스원) ,  윤상호 (국방과학연구소) ,  신현익 (국방과학연구소)

초록
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항공용 안테나 하이브리드 모노펄스 레이다 시스템을 이용하여 지상 이동표적 탐지 시, 표적의 방위각 정확도는 시스템 내 채널 간 위상 불균형에 따른 모노펄스 기울기 추정 정확도에 지배적으로 영향을 받는다. 본 논문에서는 안테나와 180도 하이브리드의 물리적 길이 차이에 의한 위상 불균형을 효과적으로 보상할 수 있는 방법을 제안 하였다. 비행시험을 통하여 제안된 방법의 성능을 검증한 결과, 보상 전보다 유의한 성능개선 효과를 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The accuracy of extracting the azimuth angle of a target is significantly affected by the error in the mono-pulse ratio of the air-borne antenna hybrid mono-pulse Radar system. This error is strongly induced by the phase imbalance between the channels of the system. In this paper, a method is propos...

주제어

#Target Azimuth Angle   #Mono-Pulse Ratio   #Phase Imbalance   #Antenna   # $180^{\circ}$ Hybrid  

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

문제 정의

  • 본 논문에서는 그림 1의 RF 송․수신기내 채널 간 수신신호의 위상교정은 loop-back 신호를 통하여 실시간으로 정확히 수행할 수 있도록 설계하였다. 따라서, 안테나와 180도 하이브리드 내 합과 차 채널 수신신호 사이의 위상 불균형을 해소하기 위한 방법에 초점을 두었다.
  • 본 논문에서는 이러한 구조의 모노펄스 레이다 시스템을 “안테나 하이브리드 모노펄스 레이다 시스템”이라고 명명하고자 한다.
  • 본 논문에서는 항공용 안테나 하이브리드 모노펄스 레이다 시스템에서 안테나와 180도 하이브리드의 채널 간수신신호의 위상 불균형을 실용적으로 보상할 수 있는 방법을 제안하였다. Ⅱ장에서는 본 논문에서 제안한 위상 불균형 보상방법을 설명하였다.
  • 본 논문에선 비행시험을 통하여 제안된 보상방법의 성능을 검증하였다. 비행시험에 대한 자세한 정보는 참고문헌[6]에서 참고할 수 있다.
  • 본 논문은 항공용 안테나 하이브리드 모노펄스 시스템 에서 채널 간 수신신호의 위상 불균형을 효과적으로 보상할 수 있는 방법에 대하여 설명하였다. 특히, 안테나와 180도 하이브리드의 채널 간 물리적 길이 차이에 의하여 발생될 수 있는 수신신호의 위상 불균형을 효과적으로 보상할 수 있는 방법을 제안하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
위상 불균형이 시스템에 미치는 영향은 무엇인가? 시스템의 안테나 지향각 정보에 오차가 없다고 가정한다면, RF 신호 관점에서 표적의 방위각 정확도는 시스템 내 합과 차 채널 수신신호 사이의 위상 불균형 정도에 의하여 결정된다. 이 위상 불균형은 시스템의 모노펄스 기울기를 변화시켜 방위각 오차를 유발한다[4]. 따라서, 채널 간 수신신호의 위상교정을 통하여 표적의 방위각 정확도를 향상시킬 수 있다.
모노펄스 기능을 구현하기 위한 방법은? 이 시스템에 사용될 수 있는 다양한 안테나 구조들 중에서 도파관 슬롯 배열 2채널 안테나 구조는 물리적으로 견고성이 뛰어나고, 고출력 송신이 가능하여 항공용 레이다 시스템에서 많이 사용된다[2]. 모노펄스 기능을 구현하기 위해서는 이 안테나로부터 수신된 2채널 이상의 수신신호를 합성하여 합 및 차 채널 신호를 생성한다. 수신신호의 합성은 채널 1과 채널 2 사이의 위상차가 180도 차이가 나도록 설계된 부품(180도하이브리드)을 사용한다[2],[3].
위상 불균형 해소를 위해 안테나와 180도 하이브리드 사이의 경로 보상값을 사용할 시 발생하는 단점은 무엇인가? 대부분의 경우, 위상 불균형 해소를 위하여 안테나와 180도 하이브리드 사이의 경로 보상값을 추출 하고, 신호처리 시 보상하여 이상적인 모노펄스 기울기로 부터 표적의 방위각 정보를 추출한다[3]. 다만, 경로 보상 값을 추출하기 위한 시험 및 분석에 많은 시간과 비용이 소요되는 단점이 있다.
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참고문헌 (6)

  1. S. M. Sherman, D. K. Barton, Monopulse Principles and Techniques, 2 nd ed. Artech House, pp. 1-16, 2011. 

  2. 백종균, 정채현, 이국주, 박창현, "딥 브레이징 제작 기법을 이용한 밀리미터파 탐색기용 도파관 광벽 슬롯 배열 모노펄스 안테나," 한국전자파학회논문지, 26(11), pp. 1020-1026, 2015년 11월. 

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  3. 권용욱, 윤재복, 유우성, 장헌순, 김도열, "모노펄스 정확도를 위한 능동배열위상레이다의 근접전계 수신 시험 표본 주파수 채널 선택에 대한 연구," 한국전자파학회논문지, 28(4), pp. 318-327, 2017년 4월. 

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  4. 김소수, 염경환, "주파수 가변 비동기 모노펄스 시스템의 모노펄스 기울기 교정," 한국전자파학회논문지, 18(11), pp. 1299-1308, 2007년 11월. 

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  5. B. R. Mahafza, Radar Systems Analysis and Design Using MATLAB, 2nd ed. New York, Champman & Hall/CRC, 2005. 

  6. 신현익, 권경일, 윤상호, 김형석, 황정훈, 고영창, 유응노, 김진우, "실시간 영상형성 및 원시데이터 획득용 SAR 테스트 베드," 한국군사과학기술학회지, 20(2), pp. 181-186, 2017년. 

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