KR100248064B1 - Radar system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템에 관한 것으로, 정상동작 모드에서는 표적에 대한 신호를 발생하고 증폭하여 안테나를 통해 송출하고, 시험모드에서는 내부적으로 표적신호를 발생하여 자기진단하는 레이다 시스템에 있어서, 시스템 동기신호 및 안테나 빔패턴 선택신호를 발생하는 제어부; 시스템 동기신호에 따라 사용자에 의해 정해진 표적의 위치에 따른 표적신호를 생성하는 신호생성부; 시험모드에서 시스템 동기신호 및 안테나 빔패턴 선택신호에 따라 생성된 안테나 빔 패턴에 따라 생성된 표적신호를 조정하는 신호조정부; 및 신호조정부의 출력신호를 수신, 보정 및 처리하므로써 레이다 시스템의 성능을 점검하는 수신부를 포함한다.The present invention relates to a radar system having a test apparatus in consideration of the antenna beam pattern, in the normal operation mode to generate and amplify a signal for the target and transmit it through the antenna, in the test mode to generate the target signal internally A radar system for diagnosis, comprising: a control unit for generating a system synchronization signal and an antenna beam pattern selection signal; A signal generator configured to generate a target signal according to a target position determined by a user according to the system synchronization signal; A signal adjusting unit adjusting a target signal generated according to the antenna beam pattern generated according to the system synchronization signal and the antenna beam pattern selection signal in the test mode; And a receiver for checking the performance of the radar system by receiving, correcting and processing the output signal of the signal adjusting unit.

본 발명에 의하면, 안테나 빔 패턴을 고려하여 레이다 시스템을 시험하므로써 송수신부 및 신호처리부의 정상동작 여부를 장비동작중이나 시험모드에서 점검할 수 있다. 또한, 레이다 신호를 송출하지 않고서도 실내에서 충분히 여러 안테나 빔 패턴을 가상적으로 시험할 수 있으며, 장비의 정비시 분해능과 같은 레이다 성능도 확인할 수 있다.According to the present invention, by testing the radar system in consideration of the antenna beam pattern, it is possible to check whether the transceiver and the signal processor are in normal operation during the operation of the equipment or in the test mode. In addition, many antenna beam patterns can be virtually tested indoors without transmitting radar signals, and radar performance such as resolution during maintenance of equipment can be checked.

Description

안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템Radar system with test apparatus considering antenna beam pattern

본 발명은 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템에 관한 것으로, 특히 방위각에 따른 안테나 빔 특성이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a radar system having a test apparatus in consideration of the antenna beam pattern, and more particularly, to a radar system having a test apparatus in consideration of the antenna beam characteristics according to the azimuth angle.

통상적으로 레이다 시스템은 그 성능과 기능을 장비 동작중이나 시험모드에서 확인하기위해 생성된 신호를 결합부(coupler)나 무선주파수(Radio Frequency) 스위치를 통해 수신기에 인가하여 송수신부와 신호처리부의 동작이상 여부를 판단할 수 있게 되어있다. 즉, 레이다 시스템은 시험모드가 설정되어 있어서, 송수신부의 비선형적인 특성이나 잡음영향을 모의시험하여 장비의 이상 여부파악 및 정상동작 상태에서 정확하게 검출되도록 표적신호를 보정한다.In general, the radar system applies the generated signal to the receiver through a coupler or a radio frequency switch to check its performance and function in the test mode or during operation. You can judge whether or not. That is, the radar system is set in the test mode, and simulates the non-linear characteristics and noise effects of the transmitter and receiver to correct the target signal to accurately detect the abnormal condition and normal operation of the equipment.

도 1은 종래의 레이다 시스템에 대한 블록도로서, 도 1에 따른 레이다 시스템은 타이밍부(100), 신호생성부(102), 제1스위치(104), 고출력송신부(106), 써큘레이터(Circulator, 108), 제2스위치(110), 결합부(114), 수신부(116) 및 신호처리부(118)를 구비한다.1 is a block diagram of a conventional radar system. The radar system according to FIG. 1 includes a timing unit 100, a signal generator 102, a first switch 104, a high output transmitter 106, and a circulator. 108, a second switch 110, a coupling unit 114, a receiver 116, and a signal processor 118.

정상모드에서 동작은 다음과 같다. 먼저, 타이밍부(100)에서 생성된 시스템 동기신호에 따라 신호생성부(102)를 통해 표적신호가 생성되고, 송신 주파수(보통 수 GHz급의 초고주파)로 출력신호를 증가시킨다. 생성되는 신호는 사용자에 의해 정해진 표적위치, 즉 거리, 방위각 및 고도등에 따른 표적신호에 송수신부의 회로특성 및 자체 발생한 잡음 등이 포함되어 있는 모의표적신호이다. 이 신호는 제1스위치(104)를 통해 고출력송신부(106)로 입력되고, 고출력송신부(106)에서 증폭된 신호는 써큘레이터(108) 및 안테나를 통해 공중으로 방사된다. 공중의 표적에 의해 반사되는 에코신호는 안테나 및 써큘레이터(108)를 거쳐 수신부(116) 및 신호처리부(118)를 거쳐 표적정보로 추출된다.In normal mode, the operation is as follows. First, a target signal is generated through the signal generator 102 according to the system synchronization signal generated by the timing unit 100, and the output signal is increased at a transmission frequency (usually several GHz ultrahigh frequency). The generated signal is a simulated target signal in which a target signal according to a target position defined by a user, that is, a distance, azimuth, and altitude, includes a circuit characteristic of a transceiver and self-generated noise. The signal is input to the high power transmitter 106 through the first switch 104, and the signal amplified by the high power transmitter 106 is radiated to the air through the circulator 108 and the antenna. The echo signal reflected by the target in the air is extracted as target information via the receiver 116 and the signal processor 118 via the antenna and the circulator 108.

시험모드에서의 동작은 다음과 같다. 먼저, 신호생성부(102)는 정해진 시험표적정보가 내장되어 있어 신호처리부(118)의 명령에 따라 표적신호를 생성한다. 생성된 신호는 제1스위치(104), 제2스위치(110) 및 결합부(114)를 통해 수신부(116)에 인가되고 신호처리부(118)에서 신호처리되어 장비의 이상 여부 파악 및 정상동작 상태에서 정확하게 표적이 검출되도록 표적신호를 보정한다. 제2스위치(110)는 정상동작 모드에서 50오옴의 저항(112)에 연결된다.Operation in test mode is as follows. First, the signal generator 102 has a predetermined test target information embedded therein to generate a target signal according to a command of the signal processor 118. The generated signal is applied to the receiver 116 through the first switch 104, the second switch 110, and the coupling unit 114 and signal processed by the signal processor 118 to determine whether the equipment is abnormal and operate normally. The target signal is corrected so that the target can be detected accurately. The second switch 110 is connected to a 50 Ohm resistor 112 in the normal operation mode.

일반적으로, 레이다 시스템의 동작에 영향을 주는 요소는 시험모드에서 감안하지않는 고출력송신부나 써큘레이터의 특성 또는 성능뿐 만이 아니라, 안테나의 빔 패턴이다. 그러나, 종래의 레이다 동작에서는 이를 고려하지않고 시험하므로써 분해능 등과 같은 레이다 성능을 정확하게 점검하지 못하는 문제가 있다.In general, the factors affecting the operation of the radar system are the beam pattern of the antenna, as well as the characteristics or performance of the high power transmitter or circulator not considered in the test mode. However, in the conventional radar operation, there is a problem in that the radar performance such as resolution cannot be accurately checked by testing without considering this.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 레이다 시스템의 동작에 영향을 끼치는 안테나 빔 패턴을 내부에서 발생시켜서 레이다 시스템을 시험하는 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a radar system having a test apparatus in which an antenna beam pattern for testing a radar system is generated by internally generating an antenna beam pattern affecting the operation of the radar system.

도 1은 종래의 레이다 시스템에 대한 블록도이다.1 is a block diagram of a conventional radar system.

도 2는 본 발명에 따른 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템에 대한 블록도이다.2 is a block diagram of a radar system having a test apparatus considering the antenna beam pattern according to the present invention.

도 3은 도 2의 신호조정부에 대한 블록도이다.3 is a block diagram of the signal adjusting unit of FIG. 2.

도 4는 도 3의 안테나 빔 패턴생성부에서 생성되는 빔 패턴의 일례를 도시한 것이다.4 illustrates an example of a beam pattern generated by the antenna beam pattern generator of FIG. 3.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 정상동작 모드에서는 표적에 대한 신호를 발생하고 증폭하여 안테나를 통해 송출하고, 시험모드에서는 내부적으로 상기 표적신호를 발생하여 자기진단하는 레이다 시스템에 있어서, 시스템 동기신호 및 안테나 빔패턴 선택신호를 발생하는 제어부; 상기 시스템 동기신호에 따라 사용자에 의해 정해진 표적의 위치에 따른 표적신호를 생성하는 신호생성부; 상기 시험모드에서 상기 시스템 동기신호 및 안테나 빔패턴 선택신호에 따라 생성된 안테나 빔 패턴에 따라 상기 생성된 표적신호를 조정하는 신호조정부; 및 상기 신호조정부의 출력신호를 수신, 보정 및 처리하므로써 상기 레이다 시스템의 성능을 점검하는 수신부를 포함한다.The present invention for achieving the above technical problem in the normal operation mode to generate a signal for the target and amplified and transmitted through the antenna, in the test mode to generate the target signal internally in the radar system for self-diagnosis, system synchronization A control unit for generating a signal and an antenna beam pattern selection signal; A signal generator configured to generate a target signal according to a location of a target determined by a user according to the system synchronization signal; A signal adjusting unit adjusting the generated target signal according to the antenna beam pattern generated according to the system synchronization signal and the antenna beam pattern selection signal in the test mode; And a receiver for checking the performance of the radar system by receiving, correcting and processing the output signal of the signal adjusting unit.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명에 따른 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템에 대한 블록도이다. 도 2에 따른 레이다 시스템은 제어부(200), 신호생성부(202), 제1스위치(204), 고출력송신부(206), 써큘레이터(208), 제2스위치(210), 저항부(212), 신호조정부(214), 결합부(216), 제3스위치(218), 수동 빔패턴 선택부(220), 수신부(222) 및 신호처리부(224)를 포함한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 2 is a block diagram of a radar system having a test apparatus considering the antenna beam pattern according to the present invention. The radar system according to FIG. 2 includes a controller 200, a signal generator 202, a first switch 204, a high output transmitter 206, a circulator 208, a second switch 210, and a resistor 212. , A signal adjusting unit 214, a coupling unit 216, a third switch 218, a passive beam pattern selecting unit 220, a receiving unit 222, and a signal processing unit 224.

제어부(200)는 시스템 동기신호와 안테나 빔선택신호를 생성한다. 신호생성부(202), 고출력송신부(206, 결합부(216), 수신부(222) 및 신호처리부(224)의 동작은 각각 상술한 바와 같다.The controller 200 generates a system synchronization signal and an antenna beam selection signal. The operations of the signal generator 202, the high power transmitter 206, the combiner 216, the receiver 222, and the signal processor 224 are as described above.

신호조정부(214)는 제어부(200)의 시스템 동기신호 및 안테나 빔 선택신호에 의해 선택된 안테나 빔 패턴에 따라 신호생성부(202)에서 생성된 표적신호를 조정한다. 도 3은 신호조정부(214)에 대한 내부 블럭도이다. 도 3에 따른 신호조정부(214)는 시험모드 선택부(300), 안테나 빔 패턴부(302), 코드발생부(304) 및 감쇠부(306)를 구비한다.The signal adjuster 214 adjusts the target signal generated by the signal generator 202 according to the antenna beam pattern selected by the system synchronization signal and the antenna beam selection signal of the controller 200. 3 is an internal block diagram of the signal adjusting unit 214. The signal adjusting unit 214 according to FIG. 3 includes a test mode selecting unit 300, an antenna beam pattern unit 302, a code generating unit 304, and an attenuation unit 306.

상술한 구성에 따른 신호조정부(214)의 동작은 다음과 같다. 시험모드 선택부(300)에서는 시스템 동기신호 및 안테나 빔 선택신호에 따라 여러가지 시험모드중 하나가 선택된다. 안테나 빔 선택부(302)는 선택된 시험모드에 따라 안테나 빔을 발생한다. 감쇠부(306)는 신호생성부(202)에서 생성된 표적신호를 안테나 빔 패턴에 따라 감쇠하고, 코드발생부(304)는 안테나 빔 패턴부(302)에서 생성된 안테나 빔 패턴에 따라 상술한 감쇠부(306)의 비선형 특성을 제어하는 코드를 생성하여 감쇠부(306)의 감쇠도를 조절한다. 감쇠부(306)에서 생성된 코드에 따라 감쇠된 표적신호는 결합부로 출력된다. 도 4는 안테나 빔 패턴의 일례를 도시한 것으로, 도 4에 따르면 안테나 빔 패턴은 방위각에 따라 그 세기가 달라지며, 감쇠부(306)는 이와 같은 빔 패턴에 따라 표적신호를 조정한다.The operation of the signal adjusting unit 214 according to the above-described configuration is as follows. The test mode selector 300 selects one of various test modes according to the system synchronization signal and the antenna beam selection signal. The antenna beam selector 302 generates an antenna beam according to the selected test mode. The attenuator 306 attenuates the target signal generated by the signal generator 202 according to the antenna beam pattern, and the code generator 304 according to the antenna beam pattern generated by the antenna beam pattern unit 302 described above. A code for controlling the nonlinear characteristics of the attenuator 306 is generated to adjust the degree of attenuation of the attenuator 306. The target signal attenuated according to the code generated by the attenuation unit 306 is output to the coupling unit. 4 illustrates an example of an antenna beam pattern, and according to FIG. 4, the intensity of the antenna beam pattern varies depending on the azimuth angle, and the attenuator 306 adjusts the target signal according to the beam pattern.

이와 같은 구성에 따른 본 발명의 정상모드에서의 동작은 다음과 같다. 먼저, 제어부(200)에서 생성된 시스템 동기신호에 따라 신호생성부(202)를 통해 표적신호가 생성되고, 송신 주파수(보통 수 GHz급의 초고주파)로 출력신호를 증가시킨다. 생성된 표적신호는 제1스위치(204)를 통해 고출력송신부(206)로 입력되고, 고출력송신부(206)에서 증폭된 신호는 써큘레이터(208) 및 안테나를 통해 공중으로 방사된다. 공중의 표적에 의해 반사되는 에코신호는 안테나 및 써큘레이터(208)를 거쳐 수신부(222) 및 신호처리부(224)를 거쳐 보정되고 신호처리되어 표적정보로 추출된다.Operation in the normal mode of the present invention according to such a configuration is as follows. First, a target signal is generated through the signal generator 202 according to the system synchronization signal generated by the controller 200, and the output signal is increased at a transmission frequency (usually several GHz ultrahigh frequency). The generated target signal is input to the high power transmitter 206 through the first switch 204, and the signal amplified by the high power transmitter 206 is radiated to the air through the circulator 208 and the antenna. The echo signal reflected by the target in the air is corrected and signal-processed through the antenna circulator 208 through the receiver 222 and the signal processor 224 and extracted as target information.

본 발명의 시험모드에서의 동작은 다음과 같다. 먼저, 신호생성부(202)는 정해진 시험표적정보가 내장되어 있어 신호처리부(224)의 명령에 따라 표적신호를 생성한다. 생성된 표적신호는 제1스위치(204), 제2스위치(210)를 통해 신호조정부(214)에 입력된다. 신호조정부(214)에서는 제어부(200)에서 생성된 시스템 동기신호 및 빔 선택신호에 의해 선택된 시험모드에 따라 안테나 빔 패턴이 생성된다. 신호조정부(306)에 입력되는 표적신호는 생성된 안테나 빔 패턴에 따라 감쇠되어 결합부(216)를 통해 레이다 시스템의 수신부(222)로 출력된다. 이 때, 시스템의 정비 등을 위해서 빔 패턴은 제어부(200)가 아닌 수동 빔 패턴 선택부(220)를 통해서 선택될 수 있다. 신호처리부(224)에서는 수신부(222)를 통해 수신되고 이득제어된 표적신호가 보정되고 처리되어 장비의 이상 여부 및 성능이 점검된다.Operation in the test mode of the present invention is as follows. First, the signal generator 202 has a predetermined test target information embedded therein to generate a target signal according to the command of the signal processor 224. The generated target signal is input to the signal adjusting unit 214 through the first switch 204 and the second switch 210. The signal adjusting unit 214 generates an antenna beam pattern according to the test mode selected by the system synchronization signal and the beam selection signal generated by the control unit 200. The target signal input to the signal adjusting unit 306 is attenuated according to the generated antenna beam pattern and output to the receiving unit 222 of the radar system through the coupling unit 216. In this case, the beam pattern may be selected through the manual beam pattern selector 220 instead of the controller 200 for maintenance of the system. In the signal processor 224, the target signal received and gain-controlled through the receiver 222 is corrected and processed to check whether the equipment is abnormal and its performance.

제2스위치(210)는 정상동작 모드에서 50오옴의 저항(212)에 연결되어 신호조정부(214)에서 발생되는 안테나 빔 패턴이 수신부에 영향을 미치지 않도록한다.The second switch 210 is connected to the 50 ohm resistor 212 in the normal operation mode so that the antenna beam pattern generated by the signal adjuster 214 does not affect the receiver.

본 발명에 의하면, 안테나 빔 패턴을 고려하여 레이다 시스템을 시험하므로써 송수신부 및 신호처리부의 정상동작 여부를 장비동작중이나 시험모드에서 점검할 수 있다. 또한, 레이다 신호를 송출하지 않고서도 실내에서 충분히 여러 안테나 빔 패턴을 가상적으로 시험할 수 있으며, 장비의 정비시 분해능과 같은 레이다 성능도 확인할 수 있다. 특히, 야전시험시 야기될 수 있는 안테나 빔 패턴과 관련되는 문제점을 사전에 파악할 수 있다.According to the present invention, by testing the radar system in consideration of the antenna beam pattern, it is possible to check whether the transceiver and the signal processor are in normal operation during the operation of the equipment or in the test mode. In addition, many antenna beam patterns can be virtually tested indoors without transmitting radar signals, and radar performance such as resolution during maintenance of equipment can be checked. In particular, it is possible to identify problems in advance related to the antenna beam pattern which may be caused during field tests.

Claims (5)

정상동작 모드에서는 표적에 대한 신호를 발생하고 증폭하여 안테나를 통해 송출하고, 시험모드에서는 내부적으로 상기 표적신호를 발생하여 자기진단하는 레이다 시스템에 있어서,In the normal operation mode, the radar system generates and amplifies a signal for a target and transmits it through an antenna, and in the test mode, the target signal is internally generated to self-diagnose. 시스템 동기신호 및 안테나 빔패턴 선택신호를 발생하는 제어부;A control unit for generating a system synchronization signal and an antenna beam pattern selection signal; 상기 시스템 동기신호에 따라 사용자에 의해 정해진 표적의 위치에 따른 표적신호를 생성하는 신호생성부;A signal generator configured to generate a target signal according to a location of a target determined by a user according to the system synchronization signal; 상기 시험모드에서 상기 시스템 동기신호 및 안테나 빔패턴 선택신호에 따라 생성된 안테나 빔 패턴에 따라 상기 생성된 표적신호를 조정하는 신호조정부; 및A signal adjusting unit adjusting the generated target signal according to the antenna beam pattern generated according to the system synchronization signal and the antenna beam pattern selection signal in the test mode; And 상기 신호조정부의 출력신호를 수신, 보정 및 처리하므로써 상기 레이다 시스템의 성능을 점검하는 수신부를 포함함을 특징으로하는 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템.And a receiver which checks the performance of the radar system by receiving, correcting, and processing the output signal of the signal adjusting unit. 제1항에 있어서, 상기 신호조정부는The method of claim 1, wherein the signal adjusting unit 상기 시스템 동기신호 및 안테나 빔 선택신호에 따라 여러가지 시험모드중 하나가 선택되는 시험모드 선택부;A test mode selector configured to select one of various test modes according to the system synchronization signal and the antenna beam selection signal; 상기 선택된 시험모드에 따라 안테나 빔을 생성하는 안테나 빔 선택부; 및An antenna beam selector for generating an antenna beam according to the selected test mode; And 상기 생성된 안테나 빔 패턴에 따라 상기 표적신호를 감쇠하는 감쇠부를 구비함을 특징으로하는 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템.And an attenuator configured to attenuate the target signal according to the generated antenna beam pattern. 제2항에 있어서, 상기 감쇠부는The method of claim 2, wherein the attenuation unit 상기 생성된 안테나 빔 패턴에 따라 상기 감쇠부의 비선형 특성을 조절하는 코드를 발생하여 상기 감쇠부의 감쇠도를 제어하는 코드 발생부를 더 구비함을 특징으로하는 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템.And a code generator for controlling attenuation of the attenuation part by generating a code for adjusting a nonlinear characteristic of the attenuation part according to the generated antenna beam pattern. system. 제2항에 있어서, 상기 감쇠부는The method of claim 2, wherein the attenuation unit 방위각 방향에 따라 감쇠도가 결정됨을 특징으로하는 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템.A radar system having a test apparatus considering an antenna beam pattern, characterized in that the attenuation is determined according to the azimuth direction. 제1항에 있어서, 상기 신호조정부는The method of claim 1, wherein the signal adjusting unit 수동으로 안테나 빔 패턴을 선택할 수 있는 수동 빔 패턴 선택부; 및A manual beam pattern selector for manually selecting an antenna beam pattern; And 상기 제어부 및 상기 수동 빔 패턴 선택부중 하나를 선택하는 제2스위치를 더 구비함을 특징으로하는 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템.And a second switch for selecting one of the control unit and the passive beam pattern selection unit.
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