KR101536249B1 - Method for beam performance improvemnet of virtual array antenna for detecting high speed target - Google Patents

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KR101536249B1
KR101536249B1 KR1020140035750A KR20140035750A KR101536249B1 KR 101536249 B1 KR101536249 B1 KR 101536249B1 KR 1020140035750 A KR1020140035750 A KR 1020140035750A KR 20140035750 A KR20140035750 A KR 20140035750A KR 101536249 B1 KR101536249 B1 KR 101536249B1
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김두수
홍동희
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국방과학연구소
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Abstract

The present invention relates to a technology for improving beam performance of a virtual array antenna in order to improve target detection performance of a radar in case of detecting a target which moves at high speed and, more specifically, to a method for improving beam performance of a virtual array antenna for detecting a high speed target, which acquires an improved signal value per antenna beam direction with improved target detection performance, by compensating the signal value per direction of the antenna beam received by being reflected from a moving target. One aspect of the embodiment of the method for improving beam performance of the virtual array antenna for detecting a high-speed target may include: a signal calculation step of calculating a signal value per antenna beam direction from an antenna beam received by a receiving antenna; a sub-array pattern extraction step of extracting an antenna beam sub-array pattern from an in-phase antenna beam of the antenna beam; and a signal compensation step of calculating an improved signal value per antenna beam direction by compensating the signal value per antenna beam direction by the antenna beam sub-array pattern.

Description

고속 표적 탐지용 가상배열 안테나 빔 성능 개선방법{METHOD FOR BEAM PERFORMANCE IMPROVEMNET OF VIRTUAL ARRAY ANTENNA FOR DETECTING HIGH SPEED TARGET}  METHOD FOR BEAM PERFORMANCE IMPROVEMNET OF VIRTUAL ARRAY ANTENNA FOR DETECTING HIGH SPEED TARGET FIELD OF THE INVENTION [0001]

본 발명은 고속으로 이동하는 표적을 탐지하는 경우 레이더의 표적탐지성능을 향상시키기 위하여 가상배열 안테나 빔 성능을 개선하는 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 이동하는 표적에 반사되어 수신되는 안테나 빔의 방향별 신호값를 상기 안테나 빔으로부터 추출한 부배열 패턴으로 보상하여, 표적탐지성능이 향상된 안테나 빔 방향별 개선신호값을 획득하는 고속 표적 탐지용 가상배열 안테나 빔 성능 개선방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for improving virtual array antenna beam performance in order to improve the target detection performance of a radar when detecting a moving target at high speed, The present invention relates to a method of improving performance of a virtual array antenna beam for high speed target detection, which compensates for a directional signal value by using a subarray pattern extracted from the antenna beam to obtain an improved signal value for each antenna beam direction.

도 1 은 가상 배열(Virtual array)에 따른 안테나 빔의 송수신을 보인 개념도이고, 도 2 는 가상 배열(Virtual array) 개념을 적용한 경우, 표적 이동에 따른 안테나 빔의 송수신을 보인 개념도이다. 또한, 도 3 은 표적의 이동속도에 따른 안테나 빔의 위상 왜곡 특성을 보인 다이어그램(M=N=8, 표적 이동속도(Vtar = +28, 0, -28 m/s 인 경우))이고, 도 4 는 표적의 이동속도에 따른 안테나 빔의 방향별 신호값(AF(θ)) 결과를 보인 다이어그램.(M=N=8, 표적 이동속도(Vtar = +28, 0, -28 m/s 인 경우))이다.
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating transmission and reception of an antenna beam according to a virtual array, and FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating transmission and reception of an antenna beam according to a target movement when the concept of a virtual array is applied. 3 shows a diagram (M = N = 8, a target moving speed (Vtar = +28, 0, -28 m / s)) showing the phase distortion characteristic of the antenna beam according to the moving speed of the target, 4 is a diagram showing the signal value (AF (θ)) of the direction of the antenna beam according to the movement speed of the target (M = N = 8, target movement speed (Vtar = +28, 0, -28 m / s Case)).

일반적으로 레이더는 표적을 탐색하거나 추적하는 용도로 사용되며, 레이더가 탑재되는 플랫폼에 따라 레이더의 기능 및 성능이 결정된다. 자동차분야에서는, 자동차 사이 충돌을 방지하기 위하여, 차량용 레이더가 장착되고 있다. 또한, 방산 분야에서는, 레이더가 무인 플랫폼에 탑재되어, 표적을 탐색하고 추적하여 충돌을 방지하기 위한 목적에서뿐만 아니라, 플랫폼이 자율주행하기 위한 목적으로 레이더의 성능 및 기능이 다양하게 개발되고 있다. In general, radar is used to search for or track a target, and the platform and platform on which the radar is mounted determine the function and performance of the radar. In the field of automobiles, a vehicle radar is mounted to prevent collision between vehicles. In the field of defense, the radar is mounted on an unmanned platform, and various performance and functions of the radar have been developed for the purpose of autonomous navigation of the platform as well as for the purpose of searching and tracking the target to prevent collision.

특히, 표적 분리를 위한 고분해능(High resolution) 성능이 요구되는 레이더에서, 상기 고분해능(High resolution) 성능을 달성하기 위해서는, 레이더 하드웨어의 복잡도, 특히 안테나의 복잡도가 매우 증가하게 된다. 즉, 상기 고분해능(High resolution) 성능을 달성하기 위해서는, 수신 안테나 간 배열 간격을 고려하여 안테나의 개구면을 넓히고, 채널 수(안테나 수)를 증가시켜야 한다. 이에 따라, 안테나의 크기 및 무게 등이 증가하게 되므로, 고분해능(High resolution) 성능을 가진 안테나가 플랫폼에 탑재되기가 어렵고, 비용이 상승하는 문제점이 발생하게 된다. 예를 들면, 방향성을 가진 1개의 송신 안테나로부터 송신되는 안테나 빔를 수신하여 상기 고분해능 성능을 달성하기 위해서는, 64개의 수신 안테나가 필요하다. 즉, 레이더의 하드웨어 복잡도가 증가하게 되는 문제점이 발생한다. 여기서, 상기 안테나 빔은, 송신안테나에서 방사되는 전파와 표적에 반사되어 수신 안테나로 들어오는 전파를 의미한다. Particularly, in order to achieve the high resolution performance in a radar requiring high resolution performance for target separation, the complexity of the radar hardware, especially the antenna complexity, is greatly increased. That is, in order to achieve the high resolution performance, it is necessary to increase the number of channels (number of antennas) by widening the opening surface of the antenna in consideration of the spacing between the receiving antennas. Accordingly, since the size and weight of the antenna are increased, it is difficult to mount an antenna having a high resolution performance on the platform, and the cost is increased. For example, in order to receive the antenna beam transmitted from one transmission antenna with directionality and achieve the high-resolution performance, 64 reception antennas are required. That is, the hardware complexity of the radar increases. Here, the antenna beam means a radio wave radiated from a transmission antenna and a radio wave reflected on a target and entering a reception antenna.

이때, 상기 수신안테나로 수신되는 안테나 빔의 방향별 신호값(AF(θ))는 다음식,At this time, the signal value AF ([theta]) for each direction of the antenna beam received by the reception antenna is expressed by the following equation

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112014029374228-pat00001
Figure 112014029374228-pat00001

에 의하여 산출될 수 있다.. ≪ / RTI >

여기서, MN 은 수신 안테나 개수이고, Bi 는 M×N개의 수신안테나의 신호가중치이며, k0는 송수신주파수 정보이고, drx 는 수신 안테나 간 거리이며, θs 는 지표면에 수직인 기준면에 대한 안테나 빔 방향각이다.Here, MN is the number of reception antennas, Bi is a signal weight of MxN reception antennas, k0 is transmission / reception frequency information, drx is a distance between reception antennas, and? S is an antenna beam direction angle to be.

즉, 1개의 송신 안테나로부터 송신되는 안테나 빔에 대하여, 고분해능(High resolution) 성능을 달성하기 위해서는, 64개의 수신 안테나, 즉 채널이 필요하고, 이에 따른 수신 안테나측의 안테나 빔의 방향별 신호값(AF(θ))는 상기 [수학식 1]에 의하여 획득할 수 있는 것이다.That is, in order to achieve a high resolution performance with respect to the antenna beam transmitted from one transmission antenna, 64 reception antennas, that is, a channel are required, and the signal value of the antenna beam on the reception antenna side AF ([theta])) can be obtained by the above-described expression (1).

따라서, 상기 고분해능(High resolution) 성능을 달성하기 위하여, 다수의 채널을 사용하는 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 도 1 과 같은 가상배열(Virtual array) 개념이 적용될 수 있다. 즉, 상기 가상배열(Virtual array) 개념을 적용하게 되면, 상기 안테나의 전체 채널 수(송신안테나 및 수신 안테나)를 감소시킬 수 있으므로, 레이더의 하드웨어의 복잡도를 감소시킬 수 있는 것이다. 여기서, 상기 가상배열(Virtual array) 개념이란, 안테나 빔의 방향별 신호값(AF(θ))를 산출하기 위하여, 송신 안테나 간 거리를 수신 안테나 개수와 수신 안테나 간 거리의 곱으로 두어 다수의 송수신 안테나를 가상으로 배열하여, 송신 안테나 개수와 수신 안테나 개수의 곱만큼 배열효과를 가지도록 조성한 안테나 빔 송수신환경을 의미한다.
Therefore, in order to achieve the high resolution performance, the concept of a virtual array as shown in FIG. 1 may be applied to solve the above problem of using a plurality of channels. That is, if the concept of the virtual array is applied, the total number of channels (the transmitting and receiving antennas) of the antenna can be reduced, thereby reducing the hardware complexity of the radar. Here, the concept of the virtual array is a concept of calculating a signal value AF ([theta]) for each direction of the antenna beam by multiplying the distance between the transmitting antennas by the product of the number of receiving antennas and the receiving antenna, Means an antenna beam transmission / reception environment in which antennas are virtually arranged so as to have an array effect by the product of the number of transmission antennas and the number of reception antennas.

도 1 을 참조하면, 송신 안테나 M개와 수신 안테나 N개를 분리하여 안테나 빔을 송수신하게 되면, 송신 안테나 1개와 수신 안테나 M×N개로 각각 안테나 빔을 송수신하는 것과 등가를 이루게 된다. 즉, 동일한 안테나 빔의 방향별 신호값(AF(θ))를 얻을 수 있는 것이다. 다만, 가상 배열(Virtual array) 개념을 적용하는 경우, 송신 안테나 배열 간격(dtx)은, 수신 안테나 배열 간격(drx)과 수신 안테나 개수(n)의 곱으로 선정되어야 한다. Referring to FIG. 1, when M transmission antennas and N reception antennas are separated and an antenna beam is transmitted and received, the antenna beam is equivalent to transmitting and receiving antenna beams with one transmission antenna and M × N reception antennas, respectively. That is, the signal value AF ([theta]) for each direction of the same antenna beam can be obtained. However, when the virtual array concept is applied, the transmission antenna array interval dtx should be selected as a product of the receiving antenna array spacing drx and the number of receiving antennas n.

상기 가상 배열(Virtual array) 개념을 적용하여, M개의 송신 안테나와 N개의 수신 안테나로 안테나 빔을 송수신하는 경우, 안테나 빔의 방향별 신호값(AF(θ))는 다음식,In the case of transmitting and receiving antenna beams to and from M transmit antennas and N receive antennas using the virtual array concept, the signal values AF ([theta]

[수학식 2] &Quot; (2) "

Figure 112014029374228-pat00002
Figure 112014029374228-pat00002

에 의하여 산출될 수 있다.. ≪ / RTI >

여기서, Am 은 M개의 송신 안테나의 신호가중치이고, An 은 N개의 수신안테나의 신호가중치이다. 또한, k0는 송수신주파수 정보이고, m 은 m 번째 송신 안테나 위치이며, dtx 는 송신 안테나 간 거리이다. 또한, n은 n 번째 수신 안테나 위치이고, drx 는 수신 안테나 간 거리이며, θ는 신호가 들어오는 방향이고, θs 는 지표면에 수직인 기준면에 대한 안테나 빔 방향각이다.Where Am is the signal weights of the M transmit antennas and An is the signal weights of the N receive antennas. K0 is the transmission / reception frequency information, m is the mth transmission antenna position, and dtx is the distance between the transmission antennas. Also, n is the n-th receiving antenna position, drx is the receiving antenna distance,? Is the direction in which the signal is received, and? S is the antenna beam direction angle with respect to the reference plane perpendicular to the earth surface.

이와 같이, 가상배열(Virtual array) 개념을 적용하게 되면, 1개의 송신 안테나와 M×N개의 수신 안테나로 안테나 빔을 송수신하는 경우의 안테나 빔의 방향별 신호값(AF(θ))와 M 개의 송신 안테나와 N 개의 수신 안테나로 안테나 빔을 송수신하는 경우의 방향별 신호값(AF(θ))가 동일하게 된다.As described above, when the concept of the virtual array is applied, the signal value AF () of the antenna beam in the case of transmitting / receiving the antenna beam to / from one transmitting antenna and the M x N receiving antennas, The signal values AF ([theta]) for the direction when transmitting and receiving the antenna beams to the transmitting antenna and the N receiving antennas become equal.

이것을 수식으로 표현하면 다음식,This can be expressed as a formula,

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112014029374228-pat00003
Figure 112014029374228-pat00003

과 같다.Respectively.

즉, 가상배열(Virtual array) 개념을 적용하게 되면, 전체 안테나 채널 수가 (M×N+1)개에서 (M+N)개로 감소하게 되어, 레이더의 하드웨어 복잡도, 크기, 중량 및 비용을 줄일 수 있는 것이다.That is, if the concept of a virtual array is applied, the total number of antenna channels is reduced from (M × N + 1) to (M + N), thereby reducing the hardware complexity, size, It is.

그런데, 상기 가상배열(Virtual array) 개념을 따르더라도, 표적이 이동하는 경우, M 개의 송신 안테나는 각각 시차를 두고 M번 안테나 빔을 송신하고, 수신 안테나는 이동하는 표적으로부터 반사된 신호를 수신해야 한다.
However, even if the target is moved according to the virtual array concept, the M transmit antennas transmit M antenna beams with a parallax, respectively, and the receive antennas receive the reflected signals from the moving target do.

도 2 및 도 3 을 참조하면, 안테나 빔이 시차를 두고 M번 송수신되는 동안 표적이 이동하는 경우, 수신되는 안테나 빔(3) 사이의 위상 왜곡(20)이 발생하게 된다. 이때, 상기 안테나 빔 송수신 시차로 인한 수신 안테나에서의 위상(P(m,n))은 다음식,Referring to FIGS. 2 and 3, when a target moves while the antenna beam is transmitted and received M times with a parallax, a phase distortion 20 between received antenna beams 3 occurs. At this time, the phase P (m, n) in the reception antenna due to the antenna beam transmission /

[수학식 4] &Quot; (4) "

Figure 112014029374228-pat00004
Figure 112014029374228-pat00004

에 의하여 산출될 수 있다.. ≪ / RTI >

여기서, Vtar는 표적의 이동속도이고, m 은 송신 안테나 위치이며, n 은 수신 안테나의 위치이다. 또한, M 은 송신 안테나 개수이고, N 은 수신 안테나의 개수이며, T 는 시차를 나타내는 표적 이동시간이다. 또한, floor() 는 소수점 이하를 버리는 내림을 의미한다. Here, Vtar is the moving speed of the target, m is the transmitting antenna position, and n is the receiving antenna position. Also, M is the number of transmitting antennas, N is the number of receiving antennas, and T is the target moving time indicating the time difference. In addition, floor () means falling down to the right of the decimal point.

예를 들면, 송신안테나(1)가 8개(M = 8)이고, 수신 안테나(2)가 8개(N = 8) 이며, 표적 이동속도(Vtar)가 각각 +28 m/s(Vtar = +28 m/s), 0 m/s(Vtar = 0 m/s) 및 -28 m/s (Vtar = -28 m/s)인 경우가 존재한다. 이 경우, 상기 가상배열(Virtual array) 개념에 따르면, 1 번째 송신 안테나(m=1)는 1회의 안테나 빔을 송신하고 8개의 수신 안테나(N=8)는 상기 안테나 빔을 각각 1회, 총 8회 수신받게 된다. 2 번째 송신 안테나부터 8 번째 송신 안테나까지 동일하게 안테나 빔을 송수신하게 된다. 따라서, 수신 안테나는 총 64회 안테나 빔(3)을 수신하게 되고, 3개의 서로 다른 표적 이동속도(Vtar)에 대하여 도 3과 같이, 각각 64회의 안테나 빔 수신신호 위상을 획득하게 된다. For example, when the number of transmission antennas 1 is eight (M = 8), the number of reception antennas 2 is eight (N = 8), and the target movement speed Vtar is +28 m / s (Vtar = +28 m / s), 0 m / s (Vtar = 0 m / s) and -28 m / s (Vtar = -28 m / s). In this case, according to the virtual array concept, a first transmission antenna (m = 1) transmits one antenna beam and eight reception antennas (N = 8) transmit the antenna beams once, 8 times. The same antenna beam is transmitted and received from the second transmission antenna to the eighth transmission antenna. Therefore, the receiving antenna receives the total of 64 antenna beams 3 and acquires 64 antenna beam receiving signal phases, respectively, as shown in FIG. 3 for three different target moving speeds Vtar.

더욱 상세하게는, 각 표적 이동속도(Vtar = +28 m/s, 0 m/s, -28 m/s)에 따른 안테나 빔(3) 수신신호 위상을 살펴보면, 8번째-9번째, 16번째-17번째 사이, 24번째-25번째 사이, 32번째-33번째 사이, 40번째-41번째 사이, 48번째-49번째 사이 및 56번째-57번째 사이 안테나 빔의 위상이 왜곡됨(20)을 확인할 수 있다. More specifically, the phase of the received signal of the antenna beam 3 according to each target moving speed (Vtar = +28 m / s, 0 m / s, -28 m / s) (20) that the phase of the antenna beam is distorted between -17th, 24th-25th, 32th-33th, 40th-41st, 48th-49th, and 56th-57th .

여기서, 1번째-8번째 사이, 9번째-16번째 사이, 17번째-24번째 사이, 25번째-32번째 사이, 33번째-40번째 사이, 41번째-48번째 사이, 49번째-56번째 사이 및 57번째-64번째 사이 안테나 빔들의 위상이 동일한데, 이와 같이 위상이 동일한 안테나 빔 위상의 모임을 『위상동일 부배열(10)』또는 『부배열(10)』이라 호칭할 수 있다.
Here, the first to eighth, 9th to 16th, 17th to 24th, 25th to 32th, 33th to 40th, 41st to 48th, 49th to 56th And the 57th-64th antenna beams are the same in phase. A group of antenna beam phases having the same phase in this way can be referred to as a " phase equalizer array 10 " or a " subarray 10 ".

이하에서는, 표적의 이동속도에 따른 안테나 빔의 방향별 신호값(100) 결과를 통한 레이더의 표적탐지성능을 살펴본다.Hereinafter, the target detection performance of the radar through the result of the signal value (100) of the direction of the antenna beam according to the moving speed of the target will be examined.

도 4 는 표적의 이동속도에 따른 안테나 빔의 방향별 신호값(100) 결과를 보인 다이어그램(M=N=8, 표적 이동속도(Vtar = +28, 0, -28 m/s)인 경우)이다.FIG. 4 is a diagram (M = N = 8, a target movement speed (Vtar = +28, 0, -28 m / s) showing a signal value 100 result of an antenna beam direction according to a movement speed of a target) to be.

도 4를 참조하면, 각 표적 이동속도(Vtar = +28 m/s, 0 m/s, -28 m/s)에 따라 안테나 빔의 부엽(40)(50)(60)이 주기적으로 높게 형성되고 있는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 4, the side lobes 40, 50 and 60 of the antenna beam are periodically formed to be higher according to the target movement speeds (Vtar = +28 m / s, 0 m / s, -28 m / It can be confirmed that it is becoming.

그런데, 안테나 빔의 높은 부엽(40)은 레이더의 표적 탐지 오경보(False alarm)를 발생시켜, 레이더의 성능을 저하시키는 문제를 발생시킨다. 왜냐하면, 특정 방향의 표적을 탐지·추적하는 차량용 레이더는, 상기 특정 방향(31)에 대하여 높은 안테나 빔 신호값(30)를 획득해야 하기 때문이다. 즉, 도 4의 가로축인 방향(Deg)에서, 레이더는 특정 방향 폭(31), 즉 0 방향(Deg)을 포함하는 ±3 방향(Deg) 범위 내에서 높은 데시벨(dB) 값, 즉 안테나 빔 신호값(30)을 획득하여야 한다. 그런데, 안테나 빔의 부엽(40)이 높게 형성되어 있으면, 즉 상기 특정 방향 이외의 방향(41)에서 높은 안테나 빔의 신호값이 존재하면, 상기 특정 방향 이외의 방향(41)에 대하여 레이더가 표적탐지 오경보(False alarm)를 발생시키게 된다. 따라서, 상기 특정 방향 이외의 방향(41)에서 안테나 빔의 부엽(40)이 높게 형성되는 것은 레이더의 표적탐지성능을 저하시키는 문제점을 발생시키는 것이다. 여기서, 안테나 빔의 부엽(40)은, 특정 방향 이외의 방향(41)에서 높은 안테나 빔 신호값를 나타내는 부분으로, 각 표적 이동속도(Vtar = +28 m/s, 0 m/s, -28 m/s)에 따라 주기적으로 높게 형성될 수 있다.However, the high side lobe 40 of the antenna beam generates a false alarm of the target detection of the radar, which causes a problem of degrading the performance of the radar. This is because a vehicle radar that detects and tracks a target in a specific direction must acquire a high antenna beam signal value 30 with respect to the specific direction 31. 4, the radar has a high decibel (dB) value within a range of 占 direction (Deg) including the specific direction width 31, i.e., the 0 direction (Deg) The signal value 30 must be obtained. If the side lobe 40 of the antenna beam is formed high, that is, if a signal value of a high antenna beam exists in the direction 41 other than the specific direction, A false alarm is generated. Therefore, the formation of the side lobe 40 of the antenna beam in the direction 41 other than the specific direction causes a problem of deteriorating the target detection performance of the radar. Here, the side lobe 40 of the antenna beam is a portion indicating a high antenna beam signal value in a direction 41 other than the specific direction, and each of the target moving speeds Vtar = +28 m / s, 0 m / s, / s). < / RTI >

따라서, 레이더의 성능 저하를 방지하기 위하여, 즉 레이더의 표적탐지성능을 향상시키기 위하여 안테나 빔의 높은 부엽(40)을 필요한 수준 이하로 억압시킬 필요가 있는 것이다.Therefore, it is necessary to suppress the high side lobe 40 of the antenna beam below the required level in order to prevent the performance degradation of the radar, that is, to improve the target detection performance of the radar.

그러나, 현재 차량용 레이더 개발과 관련하여 논의되고 있는 연구에서는, 표적의 높은 상대속도에 따른 레이더의 성능 저하에 대하여 기술적 접근은 고려되고 있지 않으며, 대부분 저비용을 고려한 하드웨어 구조의 효율화에 초점이 맞추어져 있다. 또한 다중 표적에 대해서도, 레이더의 성능 저하 없이 탐지·추적이 가능한 기술적 접근이 필요하다. 따라서 본 발명에서는, 가상배열(Virtual array) 개념이 적용된 차량용 레이더에서, 고속으로 이동하는 표적을 탐지하는 경우에도, 레이더의 표적탐지성능을 유지하는 고속 표적 탐지용 가상배열 안테나 빔 성능 개선을 위한 제어장치를 제안한다.
However, in the studies discussed in relation to the development of the radar for the vehicle, a technical approach is not considered to reduce the performance of the radar according to the high relative speed of the target, and the focus is on the efficiency of the hardware structure considering low cost in most cases . In addition, a multi-target technology approach is required to detect and track radar without degrading performance. Accordingly, in the present invention, a control for improving the performance of a virtual array antenna beam for high-speed target detection that maintains the target detection performance of a radar even in the case of detecting a target moving at a high speed in a radar for a vehicle to which a virtual array concept is applied Device.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 이동하는 표적을 탐지하는 경우 수신 안테나 빔의 높은 부엽을 필요한 수준 이하로 억압시켜, 레이더의 표적탐지성능을 향상시키는 고속 표적 탐지용 가상배열 안테나 빔 성능 개선방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a high speed target detection virtual device for suppressing high side lobes of a receiving antenna beam to a required level or less, A method for improving array antenna beam performance is provided.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 고속 표적 탐지용 가상배열 안테나 빔 성능 개선방법의 실시예의 일 양태는, 가상배열 개념에 의해 수신 안테나가 수신한 안테나 빔으로부터 안테나 빔 방향별 신호값을 연산하는 신호 연산단계; 상기 안테나 빔 중 위상이 동일한 안테나 빔으로부터 안테나 빔 부배열 패턴를 추출하는 부배열 패턴 추출단계; 및 상기 안테나 빔 방향별 신호값를 상기 안테나 빔 부배열 패턴으로 보상하여 안테나 빔 방향별 개선신호값을 연산하는 신호 보상단계; 를 포함할 수 있다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a method for improving performance of a virtual array antenna beam for high-speed target detection according to the present invention, wherein a signal value for an antenna beam direction from an antenna beam received by a receiving antenna is A signal calculation step of computing; A sub-array pattern extracting step of extracting an antenna beam sub-array pattern from an antenna beam having the same phase among the antenna beams; And a signal compensating step of compensating the signal value for each antenna beam direction by the antenna beam array pattern to calculate an improved signal value for each antenna beam direction. . ≪ / RTI >

본 발명에 의한 고속 표적 탐지용 가상배열 안테나 빔 성능 개선방법에 따르면, 이동하는 표적을 탐지하는 경우 수신하는 안테나 빔의 높은 부엽을 필요한 수준 이하로 억압시켜, 레이더가 표적탐지 오경보를 빈번하게 발생시키지 아니하므로, 레이더의 표적탐지성능을 향상시킬 수 있다.
According to the method of improving the performance of the virtual array antenna beam for high speed target detection according to the present invention, when the moving target is detected, the high side lobes of the antenna beam to be received are suppressed below the required level, and the radar frequently generates the target detection false alarm The target detection performance of the radar can be improved.

도 1 은 가상 배열(Virtual array)에 따른 안테나 빔의 송수신을 보인 개념도.
도 2 는 가상 배열(Virtual array) 개념을 적용한 경우, 표적 이동에 따른 안테나 빔의 송수신을 보인 개념도.
도 3 은 표적의 이동속도에 따른 안테나 빔의 위상 왜곡 특성을 보인 다이어그램(M=N=8, 표적 이동속도(Vtar = +28, 0, -28 m/s 인 경우)).
도 4 는 표적의 이동속도에 따른 안테나 빔의 방향별 신호값(AF(θ)) 결과를 보인 다이어그램.(M=N=8, 표적 이동속도(Vtar = +28, 0, -28 m/s 인 경우)).
도 5 는 본 발명에 의한 고속 표적 탐지용 가상배열 안테나 빔 성능 개선방법을 보인 흐름도.
도 6 은 본 발명에 의한 안테나 단일빔의 방향별 신호값(AF(θ)) 성능결과를 보인 다이어그램.
도 7 은 본 발명에 의한 안테나 다중빔의 방향별 신호값(AF(θ)) 성능결과를 보인 다이어그램.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing transmission and reception of an antenna beam according to a virtual array. FIG.
2 is a conceptual diagram illustrating transmission and reception of an antenna beam according to a target movement when the concept of a virtual array is applied.
3 is a diagram showing a phase distortion characteristic of the antenna beam according to the moving speed of the target (M = N = 8, target moving speed (Vtar = +28, 0, -28 m / s)).
4 is a diagram showing a signal value (AF (?)) Result of an antenna beam direction according to a moving speed of a target (M = N = 8, target moving speed (Vtar = +28, 0, -28 m / s ).
5 is a flowchart illustrating a method of improving the performance of a virtual array antenna beam for high-speed target detection according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a signal value (AF (?)) Performance result for each direction of an antenna single beam according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a signal value (AF (?)) Performance result for each direction of an antenna multi-beam according to the present invention.

본 발명은 다양하게 변경할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 상세한 설명에서 구체적으로 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위하여 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적이거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것은 아니며, 본 명세서에 개시된 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경·균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
It is noted that the technical terms used herein are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Also, the technical terms used herein should be interpreted in a sense that is generally understood by those skilled in the art to which the present disclosure relates, unless otherwise specifically defined in the present specification, Or shall not be construed to mean excessively reduced. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. But is to be understood as including all modifications, equivalents, and alternatives falling within the scope of the appended claims.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 가상배열(Virtual array) 개념을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the concept of a virtual array will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 3 은 표적의 이동속도에 따른 안테나 빔의 위상 왜곡 특성을 보인 다이어그램(M=N=8, 표적 이동속도(Vtar = +28, 0, -28 m/s 인 경우))이다.3 is a diagram (M = N = 8, a target moving speed (Vtar = +28, 0, -28 m / s) showing the phase distortion characteristic of the antenna beam according to the moving speed of the target.

도 3을 참조하면, 가상배열(Virtual array) 개념에 의해 합성된 전체 M×N개의 수신 안테나 빔(3), 즉 전체 8×8개(총 64개)의 수신 안테나 빔 중에서 각 N개, 즉 각 8개의 부배열(10) 내의 안테나 빔(3)들은 모두 동일한 위상(Deg) 특성을 가지고 있으며, 안테나 빔 송수신 시 발생하는 시차의 횟수(M=8)만큼 다른 위상 특성을 가진다. Referring to FIG. 3, a total of M × N reception antenna beams 3 synthesized by the virtual array concept, that is, N reception antennas, that is, 8 × 8 (total of 64 reception antenna beams) The antenna beams 3 in each of the eight sub-arrays 10 have the same phase characteristics and have different phase characteristics by the number of parallaxes (M = 8) generated in transmitting and receiving the antenna beams.

더욱 상세하게는, 가상배열(Virtual array) 개념에 의해 합성된 전체 M×N개의 수신 안테나 빔(3)을 수신하는 경우, 하나의 부배열(10)에서는 각 8개(N=8)의 수신 안테나 빔(3)의 위상은 동일하고, 전체 수신 안테나 빔(총 64개)에서 송수신 시차 횟수(M=8)인 8회만큼 위상 왜곡(20)이 발생하는 특성을 가진다. 즉, 1 번째 송신 안테나(m=1)가 1회의 안테나 빔을 송신하고 8개의 수신 안테나(N=8)가 상기 안테나 빔을 각각 1회, 총 8회 수신받는 경우, 상기 8회의 수신 안테나 빔(3)의 위상은 서로 동일하다는 특성이 나타난다. 또한, 1 번째 송신 안테나가 1회의 안테나 빔을 송신한 후, 2 번째 송신 안테나부터 8 번째 송신 안테나까지 다시 1회의 안테나 빔을 송신하여 총 8회 안테나 빔이 송신되는 경우, 8개의 수신 안테나는 총 64회의 안테나 빔(3)을 수신하게 된다. 이 경우, 8회의 송신 시차 횟수(M=8)만큼 위상 왜곡(20)이 발생하는 특성이 나타나는 것이다.
More specifically, when receiving all the M × N receive antenna beams 3 synthesized by the virtual array concept, each sub-array 10 receives 8 (N = 8) The phase of the antenna beam 3 is the same and the phase distortion 20 is generated by 8 times of transmission / reception parallax frequency (M = 8) in the entire reception antenna beams (total 64). That is, when a first transmission antenna (m = 1) transmits one antenna beam and eight reception antennas (N = 8) receive the antenna beams once, eight times in total, (3) have the same phase. When the first transmission antenna transmits one antenna beam and then one antenna beam is transmitted again from the second transmission antenna to the eighth transmission antenna so that the antenna beam is transmitted eight times in total, And receives 64 antenna beams 3. In this case, the characteristic that the phase distortion 20 is generated by the number of times 8 transmission error times (M = 8) appears.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 고속 표적 탐지용 가상배열 안테나 빔 성능 개선방법의 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of a method for improving virtual array antenna beam performance for high-speed target detection according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5 는 본 발명에 의한 고속 표적 탐지용 가상배열 안테나 빔 성능 개선방법을 보인 흐름도이고, 도 6 은 본 발명에 의한 안테나 단일빔의 방향별 신호값(AF(θ)) 성능결과를 보인 다이어그램이며, 도 7 은 본 발명에 의한 안테나 다중빔의 방향별 신호값(AF(θ)) 성능결과를 보인 다이어그램이다.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of improving the performance of a virtual array antenna beam for high-speed target detection according to the present invention, FIG. 6 is a diagram showing a result of AF (θ) , And FIG. 7 is a diagram showing the AF (θ) performance results of the antenna multi-beam according to the present invention.

본 실시예는, 전술한 바와 같이 위상 왜곡(20)이 발생하지 않고 위상이 서로 동일한 수신 안테나 빔(3)을 이용하여 가상배열 안테나 빔 성능을 개선하는 것이다. 즉, 본 실시예는 가상배열(Virtual array) 개념에 의해 합성된 M×N개의 수신 안테나 빔 중에서, 위상 왜곡(20)이 발생하지 않는 위상동일 부배열(10) 내 N개의 안테나 빔(3)을 이용하여 안테나 빔 방향별 개선신호값(300)을 형성함으로써, 특정 방향 이외의 방향(41)에서 안테나 빔의 부엽(200)을 필요한 수준 이하로 억압시켜, 안테나의 수신성능을 개선하는 것이다.The present embodiment is to improve the virtual array antenna beam performance by using the reception antenna beam 3 whose phases are equal to each other without phase distortion 20 as described above. That is, in this embodiment, among the M x N reception antenna beams synthesized by the virtual array concept, the N antenna beams 3 in the phase coherent array 10 in which the phase distortion 20 does not occur, Thereby improving the reception performance of the antenna by suppressing the side lobes 200 of the antenna beam in a direction 41 other than the specific direction to a required level or lower by forming the improvement signal value 300 for each antenna beam direction.

도 5 를 참조하면, 본 발명에 의한 고속 표적 탐지용 가상배열 안테나 빔 성능 개선 모듈의 일 실시예는, 신호 연산단계(S100), 부배열 신호 추출단계(S200) 및 신호 보상단계(S300)를 포함한다.5, an embodiment of a virtual array antenna beam quality improvement module for high-speed target detection according to the present invention includes a signal calculation step S100, a sub-array signal extraction step S200, and a signal compensation step S300 .

상기 안테나 빔 방향별 신호 연산단계(S100)는, 수신 안테나(2)가 수신한 안테나 빔(3)으로부터 안테나 빔 방향별 신호값(100)를 연산한다. 더욱 상세하게는, 상기 신호 연산단계(S100)는, 가상배열(Virtual array) 개념에 의해 합성된 전체 M×N개의 수신 안테나 빔(3)으로부터 안테나 빔 방향별 신호값(100)를 도출한다. 이때, 상기 안테나 빔(3)은 고속으로 이동하는 표적에 반사되어 수신 안테나(2)로 수신되는 안테나 빔(3)일 수 있다.The signal operation step S100 according to the antenna beam direction calculates a signal value 100 for each antenna beam direction from the antenna beam 3 received by the receiving antenna 2. [ More specifically, the signal operation step S100 derives a signal value 100 for each antenna beam direction from all the MxN reception antenna beams 3 synthesized by the virtual array concept. At this time, the antenna beam 3 may be an antenna beam 3 reflected by a target moving at high speed and received by the receiving antenna 2.

이때, 상기 안테나 빔 방향별 신호값(100)은 다음식,At this time, the signal value 100 for each antenna beam direction is expressed by the following equation

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112014029374228-pat00005
Figure 112014029374228-pat00005

에 의해 산출될 수 있다.Lt; / RTI >

여기서, AF(θ) 는 안테나 빔 방향별 신호값(100)이고, M은 송신 안테나의 개수이며, N은 수신 안테나의 개수이다. 또한, Amn 은 M×N개의 수신안테나 빔의 신호가중치이고, P(m,n)은 위상 왜곡 특성값이며, k0는 송수신주파수 정보이다. 또한, m 은 m 번째 송신 안테나 위치이고, dtx 는 송신 안테나 간 거리이며, n은 n 번째 수신 안테나 위치이고, drx 는 수신 안테나 간 거리이며, θs 는 지표면에 수직인 기준면에 대한 안테나 빔 방향각이다.
Here, AF (?) Is the signal value 100 for each antenna beam direction, M is the number of transmitting antennas, and N is the number of receiving antennas. In addition, Amn is a signal weight of MxN reception antenna beams, P (m, n) is a phase distortion characteristic value, and k0 is transmission / reception frequency information. M is the m th transmission antenna position, dtx is the distance between the transmitting antennas, n is the nth receiving antenna position, drx is the distance between the receiving antennas, and? S is the antenna beam directional angle with respect to the reference plane perpendicular to the earth surface .

상기 부배열 신호 추출단계(S200)는, 상기 안테나 빔(3) 중 위상이 동일한 안테나 빔으로부터 안테나 빔 부배열 패턴(200)를 추출한다. 더욱 상세하게는, 상기 부배열 신호 추출단계(S200)는, 가상배열(Virtual array) 개념에 의해 합성된 전체 M×N개의 수신 안테나 빔으로부터 부배열(10) 내 안테나 빔(3)을 추출하여, 안테나 빔 부배열 패턴(200)를 생성한다.The sub-array signal extracting step (S200) extracts the antenna beam array pattern 200 from the antenna beams having the same phase among the antenna beams (3). More specifically, the sub-array signal extracting step S200 extracts the antenna beam 3 in the sub-array 10 from all the M × N receiving antenna beams synthesized by the virtual array concept And the antenna beam array pattern 200 are generated.

이때, 상기 안테나 빔 부배열 패턴(200)은 다음식,At this time, the antenna beam array pattern 200 may be formed as follows:

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure 112014029374228-pat00006
Figure 112014029374228-pat00006

에 의해 산출될 수 있다.Lt; / RTI >

여기서, AF(θ) 는 안테나 빔 부배열 패턴(200)이고, N은 위상 왜곡이 발생하지 않은 부배열 수신안테나 빔의 개수이다. 또한, Bn 는 위상 왜곡이 발생하지 않은 N개의 부배열 수신안테나 빔의 신호가중치이고, k0는 송수신주파수 정보이고, n은 수신 안테나의 위치이고, drx 는 수신 안테나 간 거리이며, θs 는 지표면에 수직인 기준면에 대한 안테나 빔 방향각이다.
Here, AF (?) Is the antenna beam array pattern 200, and N is the number of subarray receiving antenna beams in which no phase distortion has occurred. Where n is the position of the receiving antenna, drx is the distance between the receiving antennas, and [theta] s is the vertical distance from the surface of the earth's surface to the earth's surface, Bn is the signal weight of N subarray receiving antenna beams without phase distortion, k0 is the transmitting / Lt; RTI ID = 0.0 > reference plane. ≪ / RTI >

상기 신호 보상단계(S300)는, 상기 안테나 빔 방향별 신호(100)를 상기 안테나 빔 부배열 패턴(200)으로 보상하여, 안테나 빔 방향별 개선신호값(300)을 연산한다. 더욱 상세하게는, 상기 신호 합성부(300)는, 상기 안테나 빔 방향별 신호값(100)과 상기 안테나 빔 부배열 패턴(200)을 곱하여, 안테나 빔 방향별 개선신호값(300)를 연산한다.The signal compensating step S300 compensates the signal 100 for each antenna beam direction with the antenna beam array pattern 200 to calculate an improved signal value 300 for each antenna beam direction. More specifically, the signal combining unit 300 calculates an improved signal value 300 for each antenna beam direction by multiplying the signal value 100 for each antenna beam direction by the antenna beam unit array pattern 200 .

이때, 상기 안테나 빔 방향별 개선신호값(300)은 다음식,At this time, the improvement signal value 300 for each antenna beam direction is expressed by the following equation

[수학식 7]&Quot; (7) "

Figure 112014029374228-pat00007
Figure 112014029374228-pat00007

에 의하여 산출될 수 있다.. ≪ / RTI >

여기서, AF(θ) 는 안테나 빔 방향별 개선신호값(300)이고, M은 송신 안테나의 개수이며, N은 수신 안테나의 개수이다. 또한, Amn 은 M×N개의 수신안테나 빔의 신호가중치이고, Bn 는 위상 왜곡이 발생하지 않은 N개의 부배열 수신안테나 빔의 신호가중치이며, P(m,n)은 위상 왜곡 특성값이고, k0는 송수신주파수 정보이다. 또한, m 은 m 번째 송신 안테나 위치이고, dtx 는 송신 안테나 간 거리이며, n은 수신 안테나의 위치이고, drx 는 수신 안테나 간 거리이며, θs 는 지표면에 수직인 기준면에 대한 안테나 빔 방향각이다.Here, AF (?) Is the improvement signal value 300 for each antenna beam direction, M is the number of transmission antennas, and N is the number of reception antennas. (M, n) is a phase distortion characteristic value, and k0 (n) is a phase distortion characteristic value of the sub-array reception antenna beams. Is the transmission / reception frequency information. M is the m th transmission antenna position, dtx is the distance between the transmitting antennas, n is the position of the receiving antenna, drx is the distance between the receiving antennas, and? S is the antenna beam direction angle with respect to the reference plane perpendicular to the ground surface.

상기 안테나 빔 방향별 신호(100)와 상기 안테나 빔 부배열 패턴(200)을 곱하여 합성하는 이유는, 위상 왜곡 특성에 의해 발생되어 주기적으로 반복되는 부엽(40)을 동일한 위상에서 안테나 빔 부배열 패턴(200)과 합성하여, 주기적으로 반복되는 높은 부엽(40)을 상쇄시키기 위한 것이다.
The reason why the signal 100 for each antenna beam direction is multiplied by the antenna beam array pattern 200 is that the side lobes 40, which are generated by the phase distortion characteristic and are repeated periodically, To compensate for periodically repeated high side lobes (40).

도 6을 참조하면, 안테나 빔 부배열 패턴(200)을 적용한 보상 전/후의 안테나 빔 방향별 신호값(100)(300)을 통해 안테나 빔의 부엽이 필요한 수준 이하로 낮아지는 것을, 즉 안테나의 수신성능이 개선된 것을 확인할 수 있다. 보상 후 안테나 빔 방향별 개선신호(300)의 부엽(70)은, 보상 전 수신 안테나 빔 방향별 신호(100)의 부엽(40)에 비하여 부엽의 높이가 현격이 낮아졌다. 따라서, 상기 보상 후 안테나 빔 방향별 개선신호(300)에 따르면, 레이더가 특정 방향 이외의 방향(41)에서의 안테나 빔(3)에 대하여 표적탐지 오경보(False alarm)를 발생시키지 아니할 수 있으므로, 레이더 수신성능이 현격히 개선된 것이다.
Referring to FIG. 6, it can be understood that the side lobe of the antenna beam is lowered to a necessary level or less through the signal value 100 (300) for each antenna beam direction before and after compensation using the antenna beam array pattern 200, It can be confirmed that the reception performance is improved. The side lobe 70 of the compensated antenna beam direction-dependent signal 300 after compensation has a significantly lower height than the side lobe 40 of the pre-compensated receive antenna beam direction-dependent signal 100. Therefore, according to the after-compensation antenna beam direction improvement signal 300, since the radar may not generate a false target false alarm for the antenna beam 3 in the direction 41 other than the specific direction, The radar reception performance is remarkably improved.

본 발명에 의한 고속 표적 탐지용 가상배열 안테나 빔 성능 개선방법은, 안테나 단일빔을 운용하는 레이더뿐만 아니라 안테나 다중빔을 운용하는 레이더에도 확장하여 적용할 수 있다. The method for improving the performance of a virtual array antenna beam for high speed target detection according to the present invention can be applied not only to a radar that operates an antenna single beam but also to a radar that operates an antenna multiple beam.

도 7을 참조하면, M×N개의 독립된 디지털 수신 신호를 이용하면, 안테나 빔 커버리지 범위 내에서 필요한 개수만큼 각 방향에 대하여 안테나 빔을 생성할 수 있다. 따라서, 각 N개의 위상동일 부배열(10)에 대해서도 해당 방향에 대한 안테나 빔 생성이 가능하므로, 안테나는 다수의 고속 표적에 대해서도 안테나 빔 수신성능 저하 없이, 다수의 표적을 탐지·추적할 수 있는 것이다.
Referring to FIG. 7, using M × N independent digital received signals, the antenna beam can be generated for each direction by the required number within the antenna beam coverage range. Therefore, since the antenna beam can be generated for each N phase array 10 in the corresponding direction, the antenna can detect and track a large number of targets without degrading antenna beam reception performance even for a large number of high-speed targets will be.

1 : 송신 안테나
2 : 수신 안테나
3 : 안테나 빔
10 : 위상동일 부배열(부배열)
20 : 위상 왜곡
30 : 특정 방향에 대한 안테나 빔 신호값
31 : 안테나 빔을 송수신하는 특정 방향
40 : Vtar = + 28 m/s 인 경우, 보상 전 수신 안테나 빔의 부엽
41 : 안테나 빔을 송수신하는 특정 방향 이외의 방향
50 : Vtar = 0 m/s 인 경우, 보상 전 안테나 빔의 부엽
60 : Vtar = - 28 m/s 인 경우, 보상 전 안테나 빔의 부엽
70 : Vtar = + 28 m/s 인 경우, 보상 후 안테나 빔의 부엽
100 : 안테나 빔 방향별 신호(값)
200 : 안테나 빔 부배열 패턴
300 : 안테나 빔 방향별 개선신호(값)
1: transmitting antenna
2: Receive antenna
3: antenna beam
10: Phase alignment (subarray)
20: Phase distortion
30: Antenna beam signal value for a specific direction
31: Specific direction of transmitting / receiving antenna beam
40: Vtar = + 28 m / s, the side of the reception antenna beam before compensation
41: direction other than the specific direction in which the antenna beam is transmitted and received
50: When Vtar = 0 m / s, the side of the antenna beam before compensation
60: Vtar = - 28 m / s,
70: When Vtar = +28 m / s, the compensator of the antenna beam after compensation
100: Signal by antenna beam direction (value)
200: Antenna beam section array pattern
300: Improved signal (value) by antenna beam direction

Claims (4)

고속 표적 탐지용 가상배열 안테나 빔 성능 개선방법에 있어서,
수신 안테나가 수신한 안테나 빔으로부터 안테나 빔 방향별 신호값을 연산하는 신호 연산단계;
상기 안테나 빔 중 위상이 동일한 안테나 빔으로부터 안테나 빔 부배열 패턴를 추출하는 부배열 패턴 추출단계; 및
상기 안테나 빔 방향별 신호 값을 상기 안테나 빔 부배열 패턴으로 보상하여, 안테나 빔 방향별 개선신호값을 연산하는 신호 보상단계;를 포함하되,
상기 안테나 빔 방향별 신호값은 다음식,
Figure 112015021008641-pat00008

(여기서, AF(θ) 는 안테나 빔 방향별 신호값이고, Amn 은 M×N개의 수신안테나 빔의 신호가중치이며, P(m,n)은 위상 왜곡 특성값이고, k0는 송수신주파수 정보이며, m 은 m 번째 송신 안테나 위치이고, dtx 는 송신 안테나 간 거리이며, n은 n 번째 수신 안테나 위치이고, drx 는 수신 안테나 간 거리이며, θ는 신호가 들어오는 방향이고, θs 는 지표면에 수직인 기준면에 대한 안테나 빔 방향각임)에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 고속 표적 탐지용 가상배열 안테나 빔 성능 개선방법.
A method for improving virtual array antenna beam performance for high speed target detection,
A signal calculating step of calculating a signal value for each antenna beam direction from the antenna beam received by the receiving antenna;
A sub-array pattern extracting step of extracting an antenna beam sub-array pattern from an antenna beam having the same phase among the antenna beams; And
Compensating the signal value for each antenna beam direction by the antenna beam array pattern to calculate an improved signal value for each antenna beam direction,
The signal values according to the antenna beam directions are expressed as follows:
Figure 112015021008641-pat00008

(M, n) is a phase-distortion characteristic value, k0 is transmission / reception frequency information, and A (m, n) m is the m th transmission antenna position, dtx is the distance between the transmitting antennas, n is the nth receiving antenna position, drx is the distance between the receiving antennas,? is the direction in which the signal is received,? s is the reference plane perpendicular to the earth surface Wherein the antenna beam direction angle is calculated by the antenna beam direction angle of the antenna array.
삭제delete 제 1 항에있어서,
상기 부배열패턴 추출단계에서,
상기 안테나 빔 부배열 패턴은 다음식,
Figure 112014029374228-pat00009

(여기서, AF(θ) 는 안테나 빔 부배열 패턴이고, Bn 는 N개의 수신안테나 빔의 신호가중치이며, k0는 송수신주파수 정보이고, n은 n 번째 수신 안테나 위치이며, drx 는 수신 안테나 간 거리이고, θs 는 지표면에 수직인 기준면에 대한 안테나 빔 방향각임) 에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 고속 표적 탐지용 가상배열 안테나 빔 성능 개선방법.
The method according to claim 1,
In the subarray pattern extracting step,
The antenna beam unit array pattern includes:
Figure 112014029374228-pat00009

Where n0 is the n-th receiving antenna position, drx is the distance between the receiving antennas, and n is the receiving antenna position, and? s is an antenna beam directional angle with respect to a reference plane perpendicular to the ground surface).
제 1 항에 있어서,
상기 신호 보상단계에서,
상기 안테나 빔 방향별 개선신호값는 다음식,
Figure 112014029374228-pat00010

(여기서, AF(θ) 는 안테나 빔 방향별 개선신호값(300)이고, M은 송신 안테나의 개수이며, N은 수신 안테나의 개수이고, Amn 은 M×N개의 수신안테나 빔의 신호가중치이며, Bn 는 위상 왜곡이 발생하지 않은 N개의 부배열 수신안테나 빔의 신호가중치이고, P(m,n)은 위상 왜곡 특성값이며, k0는 송수신주파수 정보이고, m 은 m 번째 송신 안테나 위치이며, dtx 는 송신 안테나 간 거리이고, n은 수신 안테나의 위치이며, drx 는 수신 안테나 간 거리이고, θs 는 지표면에 수직인 기준면에 대한 안테나 빔 방향각임) 에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 고속 표적 탐지용 가상배열 안테나 빔 성능 개선방법.
The method according to claim 1,
In the signal compensation step,
The improved signal values for the antenna beam directions are:
Figure 112014029374228-pat00010

M is the number of transmit antennas, N is the number of receive antennas, Amn is the signal weights of MxN receive antenna beams, (M, n) is a phase distortion characteristic value, k0 is transmission / reception frequency information, m is an m-th transmission antenna position, dtx Is a distance between the transmitting antennas, n is a position of the receiving antenna, drx is a distance between receiving antennas, and? S is an antenna beam directional angle with respect to a reference plane perpendicular to the ground surface) Method for improving array antenna beam performance.
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