KR102066742B1 - 능동배열 레이더의 모노펄스 보정 장치 및 그 방법 - Google Patents

능동배열 레이더의 모노펄스 보정 장치 및 그 방법 Download PDF

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KR102066742B1 KR1020190046845A KR20190046845A KR102066742B1 KR 102066742 B1 KR102066742 B1 KR 102066742B1 KR 1020190046845 A KR1020190046845 A KR 1020190046845A KR 20190046845 A KR20190046845 A KR 20190046845A KR 102066742 B1 KR102066742 B1 KR 102066742B1
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국방과학연구소
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Abstract

본 발명에 따른 능동배열(AESA) 레이더의 모노펄스 보정 장치는, 능동배열 레이더의 모노펄스 보정을 위한 보정신호를 생성하여 안테나부로 송신하는 송신부와, 상기 보정신호를 수신하여 다수의 채널을 통해 신호 전처리부로 전달하는 안테나부와, 상기 안테나부로부터 전달되는 수신신호를 A/D 변환하여 다수의 디지털 데이터 값을 생성하는 상기 신호 전처리부와, 생성된 상기 다수의 디지털 데이터 값에 의거하여 모노펄스 보정을 위한 가중치를 계산하고, 계산된 상기 가중치의 진폭과 위상에 의거하여 상기 레이더의 모노펄스 기울기 값을 초기 설정 상태 값으로 보정하는 보정 실행부를 포함할 수 있다.

Description

능동배열 레이더의 모노펄스 보정 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CALIBRATING MONO-PULSE OF AESA RADAR}
본 발명은 능동배열(AESA, Active Electrically Scanned Array)레이더의 모노펄스를 보정하는 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 능동배열 레이더의 송신부를 통해 생성하여 송출한 보정신호를 수신하여 모노펄스 가중치를 계산하고, 수신기의 측정값과 계산된 가중치를 이용하여 모노펄스 기울기 값을 초기 설정 상태 값으로 보정할 수 있는 레이더의 모노펄스 보정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 항공기 레이더는 반도체 송수신 모듈을 기반으로 하는 능동배열(AESA) 안테나 구조로 발전하는 추세이다.
여기에서, 능동배열 안테나는 빔 스캔을 전자적으로 조향할 수 있으며, 상대적으로 빠른 시간에 조향 범위 내를 조향할 수 있는 기술적 특징을 갖는다.
이러한 레이더는 설계에서 가정한 레이더 상태(즉, 레이더 최적화 상태)를 최대한 유지해야 하는데, 이를 위해 레이더 하드웨어가 노이즈 레벨의 변화로 인하여 발생하는 SNR(신호대 잡음비)의 변화를 제거해야 하며, 이를 위해서는 설계 당시의 모노펄스 기울기 값이 유지되어야 한다.
이때, 모노펄스 기울기의 왜곡 및 수신신호의 SNR 변화는 수신기의 진폭 및 위상의 변화에 의해 발생하는데, 이러한 왜곡은 송신기와 수신기의 능동 부품에 의해 발생하며, 주파수와 시간, 온도 특성에 따라 변화하고 또한 부품을 교체하거나 장치의 탈착 후 재 장착하는 경우에 발생할 수 있다.
따라서, 시간 및 온도 변화 등의 특성에 의해 연속적으로 변화하는 왜곡 현상을 제거하기 위해서는 모노펄스 보정이 주기적으로 수행되어야 한다.
한국등록특허 제10-1544820호(공고일: 2015. 08. 17.)
본 발명은, 능동배열(AESA) 레이더의 송신부를 통해 생성하여 송출한 보정신호를 수신하여 모노펄스 가중치를 계산하고, 수신기의 측정값과 계산된 가중치를 이용하여 모노펄스 기울기 값을 초기 설정 상태 값으로 보정할 수 있는 능동배열 레이더의 모노펄스 보정 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 수신기의 측정값과 계산된 가중치를 이용하여 모노펄스 기울기 값을 초기 설정 상태 값으로 보정할 수 있는 능동배열 레이더의 모노펄스 보정 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재들로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은, 일 관점에 따라, 능동배열(AESA) 레이더의 모노펄스 보정을 위한 보정신호를 생성하여 안테나부로 송신하는 송신부와, 상기 보정신호를 수신하여 다수의 채널을 통해 신호 전처리부로 전달하는 안테나부와, 상기 안테나부로부터 전달되는 수신신호를 A/D 변환하여 다수의 디지털 데이터 값을 생성하는 상기 신호 전처리부와, 생성된 상기 다수의 디지털 데이터 값에 의거하여 모노펄스 보정을 위한 가중치를 계산하고, 계산된 상기 가중치의 진폭과 위상에 의거하여 상기 레이더의 모노펄스 기울기 값을 초기 설정 상태 값으로 보정하는 보정 실행부를 포함하는 능동배열 레이더의 모노펄스 보정 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 상기 다수의 채널은, 하나의 합 채널과 2개의 차 채널을 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 2개의 차 채널은, 방위각 차 채널과 고각 차 채널을 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 신호 전처리부는, 시간과 주파수에 따른 이득과 위상의 변화량이 반영된 각 채널에 대응되는 수신기의 출력 값을 상기 보정신호로 측정할 수 있다.
본 발명의 상기 신호 전처리부는, 상기 보정신호의 주파수를 IF 신호로 하향 변환하는 수신기와, 하향 변환된 상기 IF 신호를 A/D 변환하는 아날로그 디지털 변환부(ADC)와, A/D 변환된 각 디지털 신호의 주파수를 기저대역으로 변환한 후 데시메이션을 수행하여 상기 다수의 디지털 데이터 값을 생성하는 전처리부를 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 보정 실행부는, 상기 신호 전처리부로부터 제공되는 각 디지털 데이터의 진폭과 위상에 의거하여 모노펄스 보정을 위한 진폭과 위상을 갖는 보정치를 계산하는 보정치 계산부와, 계산된 상기 보정치의 진폭과 위상에 의거하여 모노펄스 보정용의 상기 가중치를 계산하는 가중치 계산부와, 계산된 상기 가중치와 상기 초기 설정 상태 값의 진폭 및 위상에 의거하여 상기 가중치의 진폭과 위상을 각각 계산하는 진폭 및 위상 계산부와, 계산된 상기 가중치의 진폭과 위상에 의거하여 상기 레이더의 모노펄스 기울기 값을 상기 초기 설정 상태 값으로 보정하는 모노펄스 보정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 신호 전처리부는,
수학식
Figure 112019041322837-pat00001
ch : 채널 1(ch1), 채널 2(ch2), 채널 3(ch3), 채널 4(ch4)
EXT : 송신기
RCV : 수신기
Figure 112019041322837-pat00002
: ADC 샘플 데이터
Figure 112019041322837-pat00003
: 보정신호의 주파수 함수
Figure 112019041322837-pat00004
: 송신부에 존재하는 수동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
Figure 112019041322837-pat00005
: 송신부에 존재하는 능동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
Figure 112019041322837-pat00006
: 안테나부에 존재하는 부품(소자)들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
Figure 112019041322837-pat00007
: 수신기에 존재하는 수동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
Figure 112019041322837-pat00008
: 4개의 채널에서 수신기에 존재하는 능동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
에 의해 상기 다수의 디지털 데이터 값을 생성할 수 있다.
본 발명의 상기 보정치 계산부는,
수학식
Figure 112019041322837-pat00009
Figure 112019041322837-pat00010
:
Figure 112019041322837-pat00011
의 진폭 측정값
Figure 112019041322837-pat00012
: 다수의 ADC 샘플 데이터
Figure 112019041322837-pat00013
: ADC 샘플 데이터로 각 채널의 수신기 보정경로를 통하여 루프 백한 보정 신호의 i번째 동 위상(In-phase) 성분
Figure 112019041322837-pat00014
: ADC 샘플 데이터로 각 채널의 수신기 보정경로를 루프백한 보정신호의 i번째 직각 위상(Quadrature phase) 성분
에 의해 상기 보정치의 진폭을 계산할 수 있다.
본 발명의 상기 보정치 계산부는,
수학식
Figure 112019041322837-pat00015
Figure 112019041322837-pat00016
:
Figure 112019041322837-pat00017
의 위상 측정값
에 의해 상기 보정치의 위상을 계산할 수 있다.
본 발명의 상기 가중치 계산부는,
수학식
Figure 112019041322837-pat00018
Figure 112019041322837-pat00019
: 가중치의 값(복소수 값)
Figure 112019041322837-pat00020
: 가중치의 진폭 값
Figure 112019041322837-pat00021
: 가중치의 위상 값
Figure 112019041322837-pat00022
:
Figure 112019041322837-pat00023
의 진폭 측정값
Figure 112019041322837-pat00024
:
Figure 112019041322837-pat00025
의 위상 측정값
Figure 112019041322837-pat00026
: 초기 상태에서 상기 신호 전처리부와 상기 안테나부를 통과하면서 획득되는 다수의 I와 Q의 데이터(복소수 값)
에 의해 상기 가중치를 계산할 수 있다.
본 발명의 상기 진폭 및 위상 계산부는,
수학식
Figure 112019041322837-pat00027
Figure 112019041322837-pat00028
: 상기 송신부에 존재하는 능동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
Figure 112019041322837-pat00029
: 각 채널에서 수신기에 존재하는 능동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
에 의해 상기 가중치의 진폭을 계산할 수 있다.
본 발명의 상기 진폭 및 위상 계산부는,
수학식
Figure 112019041322837-pat00030
에 의해 상기 가중치의 위상을 계산할 수 있다.
본 발명은, 다른 관점에 따라, 능동배열(AESA) 레이더의 송신부를 통해 전송되는 레이더의 모노펄스 보정을 위한 보정신호를 수신하여 A/D 변환을 통해 다수의 디지털 데이터 값을 생성하는 단계와, 생성된 각 디지털 데이터의 진폭과 위상에 의거하여 모노펄스 보정을 위한 진폭과 위상을 갖는 보정치를 계산하는 단계와, 계산된 상기 보정치의 진폭과 위상에 의거하여 모노펄스 보정용의 상기 가중치를 계산하는 단계와, 계산된 상기 가중치와 상기 초기 설정 상태 값의 진폭 및 위상에 의거하여 상기 가중치의 진폭과 위상을 각각 계산하는 단계와, 계산된 상기 가중치의 진폭과 위상에 의거하여 상기 레이더의 모노펄스 기울기 값을 상기 초기 설정 상태 값으로 보정하는 단계를 포함하는 능동배열 레이더의 모노펄스 보정 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, 능동배열(AESA) 레이더의 모노펄스 보정 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, 상기 모노펄스 보정 방법은, 상기 능동배열 레이더의 송신부를 통해 전송되는 레이더의 모노펄스 보정을 위한 보정신호를 수신하여 A/D 변환을 통해 다수의 디지털 데이터 값을 생성하는 단계와, 생성된 각 디지털 데이터의 진폭과 위상에 의거하여 모노펄스 보정을 위한 진폭과 위상을 갖는 보정치를 계산하는 단계와, 계산된 상기 보정치의 진폭과 위상에 의거하여 모노펄스 보정용의 상기 가중치를 계산하는 단계와, 계산된 상기 가중치와 상기 초기 설정 상태 값의 진폭 및 위상에 의거하여 상기 가중치의 진폭과 위상을 각각 계산하는 단계와, 계산된 상기 가중치의 진폭과 위상에 의거하여 상기 레이더의 모노펄스 기울기 값을 상기 초기 설정 상태 값으로 보정하는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 능동배열(AESA) 레이더의 송신부를 통해 생성하여 송출한 보정신호를 수신하여 모노펄스 가중치를 계산하고, 수신기의 측정값과 계산된 가중치를 이용하여 모노펄스 기울기 값을 초기 설정 상태 값으로 보정해 줌으로써, 모노펄스 왜곡에 기인하여 레이더의 조향 성능이 저하되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 능동배열(AESA) 레이더의 모노펄스 보정 장치에 대한 블록 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 안테나부에 대한 세부적인 블록 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 신호 전처리부에 대한 세부적인 블록 구성도이다.
도 4는 도 1에 도시된 보정 실행부에 대한 세부적인 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 모노펄스를 보정하는 타이밍을 보여주는 타이밍 예시도이다.
도 6은 도 1에 도시된 모노펄스 보정 장치에 대한 논리 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 수신기의 측정값과 보정신호의 가중치를 이용하여 레이더의 모노펄스를 보정하는 주요 과정을 도시한 순서도이다.
도 8은 안테나부가 32ㅧ40개의 TRM으로 구성되는 예시적인 구조도이다.
도 9는 송수신 채널 제어부의 예시적인 구조도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범주는 청구항에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 능동배열(AESA) 레이더의 모노펄스 보정 장치에 대한 블록 구성도로서, 본 실시예의 모노펄스 보정 장치(100)는 송신부(110), 안테나부(120), 신호 전처리부(130) 및 보정 실행부(140) 등을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 송신부(110)는 레이더의 모노펄스 보정을 위한 보정신호를 생성하여 안테나부(120)로 송신(주파수 빔의 송신)하는 등의 기능을 수행할 수 있다.
그리고, 안테나부(120)는 송신부(110)로부터 송신되는 보정신호를 수신하여 기 설정된 다수의 채널을 통해 다음 단의 신호 전처리부(130)로 전달하는 등의 기능을 수행할 수 있는데, 이를 위해 안테나부(120)는 도 2에 도시된 바와 같은 구성을 포함할 수 있다.
여기에서, 보정신호의 전달에 이용되는 다수의 채널은, 예컨대 하나의 합 채널과 2개의 차 채널을 포함할 수 있는데, 2개의 차 채널은, 예컨대 방위각 차 채널과 고각 차 채널을 포함할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 안테나부에 대한 세부적인 블록 구성도로서, 안테나부(120)는 모노펄스부(122), SLB(Side-Lobe Blanking) 채널부(124) 및 송수신 채널 제어부(126) 등을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 모노펄스부(122)는, 예컨대 능동배열(AESA) 레이더의 수백 내지 일천여 개의 송수신 모듈(TRM: Transmit-Receive module)로부터 합 채널과 2개의 차 채널 신호를 생성하여 송수신 채널 제어부(126)에 제공하는 등의 기능을 수행할 수 있고, SLB 채널부(124)는 SLB 복사소자(도시 생략)로부터 수신된 신호에 관련한 기능들을 수행할 수 있다.
그리고, 송수신 채널 제어부(126)는 모노펄스부(122)로부터 수신한 채널신호와 모노펄스의 보정을 위해 생성되어 송신부(110)로부터 수신된 수신신호를 선택하여 신호 전처리부(130)로 전달하는 등의 기능(스위칭 기능)을 수행할 수 있다.
도 8을 참조하면, 모노펄스부(122)는 일례로서 1280개의 TRM(32ㅧ40 개의 TRM 구조)으로 구성될 수 있는데, 4분면을 전부 합([1+2+3+4])한 합 채널, 방위각 차1([2+3] - [1+4]) 채널, 고각 차2([1+2] - [3+4]) 채널 신호를 생성할 수 있다.
도 9는 송수신 채널 제어부(126)의 예시적인 구조도이다.
도 9를 참조하면, 송수신 채널 제어부(126)는 모노펄스부(122)에서 수신된 신호와 송신부(110)에서 보정이나 송신을 수행하기 위해 생성한 신호를 선택하도록 스위칭하는 기능을 수행하는데, 예컨대 1번 스위치를 아래로 선택하고 6번 스위치를 아래로 선택하면 송신부(110)에서 생성한 송신 신호를 모노펄스부(126)의 합 채널에 연결하여 송신을 수행하도록 기능할 수 있다.
그리고, 2번부터 5번 스위치를 위로 선택하고 6번 스위치를 위로 선택하면, 송수신 채널 제어부(126)는 모노펄스부(122)로부터 오는 수신 신호가 선택되도록 기능할 수 있다.
또한, 1번 스위치를 위로 선택하고 2번부터 5번 스위치를 아래로 선택하면, 송수신 채널 제어부(126)는 보정이 되도록 송신부(110)에서 생성한 보정 신호를 사용하여 보정이 수행되도록 스위칭하는 보정 기능을 수행할 수 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 신호 전처리부(130)는 안테나부(120)로부터 전달되는 수신신호(즉, 송신부(110)로부터 전송된 보정신호를 수신한 수신신호)를 A/D 변환하여 다수의 디지털 데이터 값을 생성하는 등의 기능을 수행할 수 있는데, 이를 위해 신호 전처리부(130)는 도 3에 도시된 바와 같은 구성을 포함할 수 있다.
예컨대, 신호 전처리부(130)는, 일례로서 후술하는 도 6에 도시된 바와 같이, 시간과 주파수에 따른 이득과 위상의 변화량이 반영된 다수의 각 채널에 대응되는 수신기의 출력 값을 보정신호로 측정하는 등의 기능을 수행할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 신호 전처리부(130)에 대한 세부적인 블록 구성도로서, 신호 전처리부(130)는 수신기(132), 아날로그 디지털 변환부(134) 및 전처리부(136) 등을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 수신기(132)는 안테나부(120)로부터 전달되는 수신신호의 주파수를 IF(중간 주파수) 신호로 하향 변환하고, 이 하향 변환된 IF 신호를 다음 단의 아날로그 디지털 변환부(ADC)(134)로 전달하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
또한, 아날로그 디지털 변환부(134)는 수신기(132)를 통해 하향 변환된 IF 신호를 A/D 변환하여 다음 단의 전처리부(136)로 전달하는 등의 기능을 수행할 수 있다.
그리고, 전처리부(136)는 아날로그 디지털 변환부(134)로부터 전달되는 A/D 변환된 다수의 디지털 신호의 주파수를 기저대역으로 변환한 후 데시메이션을 수행하여 다수의 디지털 데이터 값(즉, 다수의 샘플 데이터)을 얻고, 이 얻어진 다수의 디지털 데이터 값들(복소수의 디지털 데이터 값)을 보정 실행부(140)로 전달하는 등의 기능을 수행할 수 있는데, 이를 위하여 일례로서 후술하는 수학식 1에 의거하여 복소수의 디지털 데이터 값(다수의 샘플 데이터)을 획득할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 보정 실행부(140)는 신호 전처리부(130)로부터 전달되는 다수의 디지털 데이터 값에 의거하여 모노펄스 보정을 위한 가중치를 계산하고, 계산된 가중치의 진폭과 위상에 의거하여 레이더의 모노펄스 기울기 값을 초기 설정 상태 값으로 보정하는 등의 기능을 수행할 수 있는데, 이를 위해 보정 실행부(140)는 도 4에 도시된 바와 같은 구성을 포함할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 보정 실행부에 대한 세부적인 블록 구성도로서, 보정 실행부(140)는 보정치 계산부(142), 가중치 계산부(144), 진폭 및 위상 계산부(146) 및 모노펄스 보정부(148) 등을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 보정치 계산부(142)는 도 1의 신호 전처리부(130)로부터 전달되는 각 디지털 데이터(복소수의 디지털 데이터)의 진폭과 위상에 의거하여 모노펄스 보정을 위한 진폭과 위상을 갖는 보정치를 계산하는 등의 기능을 수행할 수 있는데, 이를 위하여 보정치 계산부(142)는, 일례로서 후술하는 수학식 2 및 수학식 3에 의거하여 보정치의 진폭(진폭 측정값)과 위상(위상 측정값)을 각각 계산할 수 있다.
또한, 가중치 계산부(144)는 보정치 계산부(142)를 통해 계산된 보정치의 진폭과 위상에 의거하여 모노펄스 보정용의 가중치를 계산하는 등의 기능을 수행할 수 있는데, 이를 위하여 가중치 계산부(144)는, 일례로서 후술하는 수학식 4에 의거하여 가중치를 계산할 수 있다.
다음에, 진폭 및 위상 계산부(146)는 가중치 계산부(144)를 통해 계산된 가중치와 모노펄스 기울기의 초기 설정 상태 값의 진폭 및 위상에 의거하여 가중치의 진폭과 위상을 각각 계산하는 등의 기능을 수행할 수 있는데, 이를 위하여 진폭 및 위상 계산부(146)는, 일례로서 후술하는 수학식 5 및 수학식 6에 의거하여 가중치의 진폭과 가중치의 위상을 각각 계산할 수 있다.
그리고, 모노펄스 보정부(148)는 진폭 및 위상 계산부(146)를 통해 계산된 가중치의 진폭과 위상에 의거하여 레이더의 모노펄스 기울기 값을 초기 설정 상태 값으로 보정하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 모노펄스는 합 채널과 차 채널(방위각 차 채널 및 고각 차 채널)에서 동시에 수신되는 신호를 비교함으로서 각도에 관한 정보를 획득할 수 있는데, 모노펄스 보정은 합 채널과 차 채널이 초기 상태를 유지하도록 하기 위한 일련의 처리 과정으로 볼 수 있다.
즉, 모노펄스 보정을 수행하는 이유는 초기에 측정된 모노펄스 기울기를 유지하기 위한 것으로, 일정 시간이 지난 후에 각 채널의 변화량을 측정하여 각 채널의 초기 상태 값을 유지하도록 가중치를 곱하는데, 이를 위해 가중치 값을 계산(산출)하는 것이 필요하다. 여기에서, 모노펄스 기울기는 차 채널 패턴을 합 채널 패턴으로 나누어 나오는 값을 의미할 수 있다.
먼저, 보정을 위한 신호는 펄스 연속파(Pulsed CW: Continuous Wave) 변조된 펄스 트레인(Train)을 사용하고, 일례로서 30㎲ 펄스폭, 듀티 10%, 즉 PRI(Pulse Repetition Interval) 300㎲인 3개의 펄스를 사용한다.
여기에서, 보정신호는 송신부, 안테나부 및 수신기를 포함하는 신호 전처리부를 경유하여 돌아오는 신호의 SNR을 안정적인 값으로 유지해야 한다.
또한, 보정신호의 안정적인 측정값을 획득하기 위하여, 일례로서 도 5에 도시된 바와 같이 30㎲ 펄스폭의 보정신호 중에서 앞, 뒤 13㎲씩을 제외한 중간 4㎲의 구간에서 샘플링을 취하여 보정하기 위한 샘플데이터를 획득한다.
즉, 보정신호 측정값은 3개의 연속된 펄스에서 획득된 60개의 샘플 데이터를 이용하여 동기 적산(Coherent Integration)을 수행함으로써 획득할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 모노펄스를 보정하는 타이밍을 보여주는 타이밍 예시도이다.
도 5를 참조하면, SOB(Start of Burst)는 하나의 버스트 구간을 의미하는데, 여기에서는 3개의 SOP(Start of PRI)를 사용하고, 하나의 PRI(Pulse Repetition Interval)는 300㎲이므로 하나의 SOB 구간은 총 900㎲가 된다.
여기에서, SOB의 5㎲ 펄스폭이나 SOP의 1㎲ 펄스폭은 하나의 예시로서 각각 제시된 것으로 그 값들 자체가 큰 의미를 갖는 것은 아니므로, 이들 값들은 필요 또는 용도에 따라 얼마든지 변경될 수 있다.
도 5에 있어서, PW는 송신 구간을 의미하고 ADC 샘플(sample)은 실제 ADC를 수행하여 데이터를 획득하는 구간을 의미할 수 있다.
일례로서, PW 구간동안 송신 펄스(보정신호)
Figure 112019041322837-pat00031
를 생성하여 보정하기 위한 4개의 채널로 루프백(loop back)하여 각각의 채널에서 ADC 샘플 시간동안 데이터를 획득할 수 있는데, 이러한 PW 구간도 필요 또는 용도에 따라 임의로 변경될 수 있다.
또한, ADC 샘플 위치(즉, PW 구간 중 13㎲ 위치에서 시작)와 크기(20개의 샘플 데이터를 얻기 위한 4㎲)도 임의로 변경하여 데이터를 획득할 수 있으며, 가능하다면 되도록 SNR 값이 안정화되는 구간을 설정하여 데이터를 획득하는 것이 바람직하다.
도 5에 있어서, 2㎲는 주파수를 변경하기 위한 구간으로 동일한 주파수이므로, 처음의 위치에서만 2㎲가 필요하고 그 이후에는 필요로 하지 않는다.
그리고, 도 5에 있어서, 300㎲, 5㎲, 1㎲, 15㎲, 30㎲, 13㎲, 4㎲ 각각은 필요 또는 용도에 따라 임의의 크기로 변경될 수 있지만, 2㎲는 하드웨어 특성에 따라 변경되는 것이므로 제작되는 하드웨어에 따라 값이 결정될 수 있다.
여기에서, 수신기의 샘플링 주파수가 5MHz이기 때문에 데이터를 획득하는 구간의 크기를 4㎲로 설정하였으며, 이러한 4㎲의 펄스 구간에서 총 20개의 샘플 데이터를 획득할 수 있다.
즉, 3개의 펄스로부터 총 60개의 샘플 데이터를 획득할 수 있으며, 이와 같이 획득되는 60개의 샘플 데이터로 동기 적산(Coherent Integration)하여 측정값의 크기와 위상을 계산(산출)할 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 모노펄스 보정 장치에 대한 논리 개념도이다.
도 6을 참조하면, LO1은 RF(수 GHz 주파수)를, LO2는 RF(1~2 GHz 주파수)를, DCA(Digital Control Attenuator)는 디지털로 제어 가능한 감쇄기 기능을, ADC(Analog to Digital Convertor)는 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 기능을, DDC(Digital Down Convertor)는 기저대역 신호로 변환하는 기능을, 옵틱(optic)은 데이터를 광전송하는 기능을 각각 나타낸다.
모노펄스 보정의 구체적인 내용을 살펴보면, 수신기에 있는 DCA 값을 설정하여 수신기의 이득을 조절할 수 있는데, 시스템의 운용 방법에 따라 여러 가지 경우로 나누어 각 수신기의 DCA 값을 다르게 설정하여 운영할 수 있다.
따라서, 각 DCA 값에 따라 보정신호를 측정하여 가중치를 구할 수 있는데, 일례로서 모노펄스 보정 구간에서 ADC 입력 노이즈 레벨을 DCA를 조정하여 -50dBm이 되도록 설정한 후, 아래의 방법으로 보정 실행부에서 적용하는 모노펄스 가중치의 값
Figure 112019041322837-pat00032
을 구한다.
먼저, 송신부(110)에서 보정신호인
Figure 112019041322837-pat00033
를 생성하여 안테나부(120)로 전송하면, 안테나부(120)를 거쳐 신호 처리부(130) 내 수신기에서 획득되는 ADC 샘플 출력
Figure 112019041322837-pat00034
이 보정 실행부(140)로 전달되는데, 여기에서 획득된 값은, 일례로서 상술한 바와 같은 20개의 ADC 샘플 데이터일 수 있다.
즉, 신호 처리부(130)에서는 아래의 수학식 1에서와 같이, 송신부, 안테나부 및 수신기를 거치면서 경로에 존재하는 부품(소자)들에 따라 시간과 주파수에 따른 진폭과 위상의 변화량이 반영된 값을 획득할 수 있다.
예컨대, 각 채널에 해당하는 수신기의 출력(획득) 값으로 3개의 SOP에서 데이터가 얻어지므로, 총 60개의 샘플 데이터가 획득되는데 그 값은 복소수의 디지털 데이터 값
Figure 112019041322837-pat00035
이다.
아래의 수학식 1에서 f와
Figure 112019041322837-pat00036
가 있는데, 이것은 f에 따라 수동소자와 능동소자에서 모두 값이 변할 수 있음을 의미할 수 있고,
Figure 112019041322837-pat00037
에 따라 능동소자에서 값이 변할 수 있음을 의미할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112019041322837-pat00038
상기한 수학식 1에 있어서, ch는 채널 1(ch1), 채널 2(ch2), 채널 3(ch3), 채널 4(ch4)를 각각 의미하고, EXT는 송신기를, RCV는 수신기를 각각 의미한다. 여기에서 변화(change)는 시간에 따라 값이 변할 수 있음을 의미하는데, 능동소자가 이에 해당될 수 있다.
또한, f는 레이더에서 운용하기 위한 주파수로, 일례로서 101개가 있다면 이 101개 중에 하나일 수 있다.
Figure 112019041322837-pat00039
는, 예컨대 60개의 획득된 ADC 샘플 데이터로, 동 위상(In phase)과 직각 위상(Quadrature phase) 데이터로서 복소수 값이며, 후술하는 수학식 2와 수학식 3을 이용하여 진폭과 위상 값을 계산할 수 있다.
그리고,
Figure 112019041322837-pat00040
는 보정신호로 송신부에서 생성되는 주파수 함수이고,
Figure 112019041322837-pat00041
는 송신부에 존재하는 수동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값을 나타낸 것으로 주파수 함수이며,
Figure 112019041322837-pat00042
는 송신부에 존재하는 능동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값을 나타낸 것으로 주파수와 시간 함수이다.
Figure 112019041322837-pat00043
는 안테나부에 존재하는 부품(소자)들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값을 나타낸 것으로 주파수 함수이다.
Figure 112019041322837-pat00044
는 수신기에 존재하는 수동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값을 나타낸 것으로 주파수 함수이고,
Figure 112019041322837-pat00045
는 4개의 채널에서 수신기에 존재하는 능동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값을 나타낸 것으로 주파수와 시간 함수이다.
그리고, 수학식 1에 있어서, 초기 상태와 시간이 지났거나 부품 분해 후 조립 등 상태가 변했을 때의 차이점은 능동소자이기 때문에
Figure 112019041322837-pat00046
가 포함된 두 변수에 해당하는 진폭과 위상 측정값이 바뀌게 된다.
다음에, 보정 실행부(140) 내의 보정치 계산부(142)에서는 아래의 수학식 2로부터 보정치의 진폭(진폭 측정값)을 계산할 수 있고, 아래의 수학식 3으로부터 보정치의 위상(위상 측정값)을 계산할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112019041322837-pat00047
상기한 수학식 2에 있어서,
Figure 112019041322837-pat00048
는
Figure 112019041322837-pat00049
의 진폭 측정값을,
Figure 112019041322837-pat00050
는 다수의 ADC 샘플 데이터를,
Figure 112019041322837-pat00051
는 ADC 샘플 데이터로 각 채널의 수신기 보정경로를 통하여 루프 백한 보정 신호의 i번째 동 위상(In-phase) 성분을,
Figure 112019041322837-pat00052
는 ADC 샘플 데이터로 각 채널의 수신기 보정경로를 루프백한 보정신호의 i번째 직각 위상(Quadrature phase) 성분을 각각 나타낸다.
[수학식 3]
Figure 112019041322837-pat00053
상기한 수학식 3에 있어서,
Figure 112019041322837-pat00054
는
Figure 112019041322837-pat00055
의 위상 측정값을 나타낸다.
다음에, 보정 실행부(140) 내의 가중치 계산부(144)에서는 아래의 수학식 4로부터 모노펄스 보정용의 가중치를 계산할 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112019041322837-pat00056
상기한 수학식 4에 있어서,
Figure 112019041322837-pat00057
는 가중치의 값(복소수 값)을,
Figure 112019041322837-pat00058
는 가중치의 진폭 값을,
Figure 112019041322837-pat00059
는 가중치의 위상 값을,
Figure 112019041322837-pat00060
는
Figure 112019041322837-pat00061
의 진폭 측정값을,
Figure 112019041322837-pat00062
는
Figure 112019041322837-pat00063
의 위상 측정값을,
Figure 112019041322837-pat00064
는 초기 상태에서 신호 전처리부와 안테나부를 통과하면서 획득되는 다수의 I와 Q의 데이터(복소수 값)를 각각 나타낸다.
그리고, 보정 실행부(140) 내의 진폭 및 위상 계산부(146)에서는 아래의 수학식 5로부터 가중치의 진폭을 계산할 수 있고, 아래의 수학식 6으로부터 가중치의 위상을 계산할 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112019041322837-pat00065
상기한 수학식 5에 있어서,
Figure 112019041322837-pat00066
는 송신부에 존재하는 능동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값을,
Figure 112019041322837-pat00067
는 각 채널에서 수신기에 존재하는 능동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값을 각각 나타낸다.
[수학식 6]
Figure 112019041322837-pat00068
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 실시예의 모노펄스 보정 장치를 이용하여 수신기의 측정값과 보정신호의 가중치를 기반으로 레이더의 모노펄스를 보정하는 일련의 과정들에 대하여 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 수신기의 측정값과 보정신호의 가중치를 이용하여 레이더의 모노펄스를 보정하는 주요 과정을 도시한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 송신부(110)에서는 펄스 보정을 위한 보정신호를 생성하여 전송하는데(단계 702), 이러한 보정신호는 안테나부(120)를 경유하는 경로로 수신기(132)를 통해 수신되며, 이러한 수신기(132)를 포함하는 신호 전처리부(130)에서는 수신신호에 대해 IF 변환, A/D 변환 등을 수행함으로써 다수의 디지털 데이터 값(다수의 샘플 데이터)을 생성(획득)한다(단계 704).
다음에, 보정 실행부(140) 내의 보정치 계산부(142)에서는, 전술한 수학식 2 및 수학식 3을 이용하여, 신호 전처리부(130)로부터 전달되는 각 디지털 데이터(복소수의 디지털 데이터)의 진폭과 위상에 의거해 모노펄스 보정을 위한 진폭과 위상을 갖는 보정치를 계산한다(단계 706).
이어서, 가중치 계산부(144)에서는, 전술한 수학식 4를 이용하여, 보정치 계산부(142)를 통해 계산된 보정치의 진폭과 위상에 의거해 모노펄스 보정용의 가중치를 계산한다(단계 708).
그리고, 진폭 및 위상 계산부(146)에서는, 전술한 수학식 5 및 수학식 6을 이용하여, 가중치 계산부(144)를 통해 계산된 가중치와 모노펄스 기울기의 초기 설정 상태 값의 진폭 및 위상에 의거해 가중치의 진폭과 위상을 각각 계산한다(단계 710).
마지막으로, 모노펄스 보정부(148)에서는 진폭 및 위상 계산부(146)를 통해 계산된 가중치의 진폭과 위상에 의거하여 레이더의 모노펄스 기울기 값을 초기 설정 상태 값으로 보정한다(단계 712).
한편, 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리 등에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고, 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 적어도 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 등이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다. 즉, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술되는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 송신부
120 : 안테나부
122 : 모노펄스부
124 : SLB 채널부
126 : 송수신 채널 제어부
130 : 신호 전처리부
132 : 수신기
134 : ADC부
136 : 전처리부
140 : 보정 실행부
142 : 보정치 계산부
144 : 가중치 계산부
146 : 진폭 및 위상 계산부
148 : 모노펄스 보정부

Claims (14)

  1. 능동배열(AESA) 레이더의 모노펄스 보정을 위한 보정신호를 생성하여 안테나부로 송신하는 송신부와,
    상기 보정신호를 수신하여 다수의 채널을 통해 신호 전처리부로 전달하는 안테나부와,
    상기 안테나부로부터 전달되는 수신신호를 A/D 변환하여 다수의 디지털 데이터 값을 생성하는 상기 신호 전처리부와,
    생성된 상기 다수의 디지털 데이터 값에 의거하여 모노펄스 보정을 위한 가중치를 계산하고, 계산된 상기 가중치의 진폭과 위상에 의거하여 상기 레이더의 모노펄스 기울기 값을 초기 설정 상태 값으로 보정하는 보정 실행부를 포함하고,
    상기 신호 전처리부는,
    수학식
    Figure 112019108293210-pat00108

    ch : 채널 1(ch1), 채널 2(ch2), 채널 3(ch3), 채널 4(ch4)
    EXT : 송신기
    RCV : 수신기
    Figure 112019108293210-pat00109
    : ADC 샘플 데이터
    Figure 112019108293210-pat00110
    : 보정신호의 주파수 함수
    Figure 112019108293210-pat00111
    : 송신부에 존재하는 수동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
    Figure 112019108293210-pat00112
    : 송신부에 존재하는 능동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
    Figure 112019108293210-pat00113
    : 안테나부에 존재하는 부품(소자)들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
    Figure 112019108293210-pat00114
    : 수신기에 존재하는 수동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
    Figure 112019108293210-pat00115
    : 4개의 채널에서 수신기에 존재하는 능동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
    에 의해 상기 다수의 디지털 데이터 값을 생성하는
    능동배열 레이더의 모노펄스 보정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 채널은,
    하나의 합 채널과 2개의 차 채널을 포함하는
    능동배열 레이더의 모노펄스 보정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 2개의 차 채널은,
    방위각 차 채널과 고각 차 채널을 포함하는
    능동배열 레이더의 모노펄스 보정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 전처리부는,
    시간과 주파수에 따른 이득과 위상의 변화량이 반영된 각 채널에 대응되는 수신기의 출력 값을 상기 보정신호로 측정하는
    능동배열 레이더의 모노펄스 보정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 전처리부는,
    상기 보정신호의 주파수를 IF(중간 주파수) 신호로 하향 변환하는 수신기와,
    하향 변환된 상기 IF 신호를 A/D 변환하는 아날로그 디지털 변환부(ADC)와,
    A/D 변환된 각 디지털 신호의 주파수를 기저대역으로 변환한 후 데시메이션을 수행하여 상기 다수의 디지털 데이터 값을 생성하는 전처리부를 포함하는
    능동배열 레이더의 모노펄스 보정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정 실행부는,
    상기 신호 전처리부로부터 제공되는 각 디지털 데이터의 진폭과 위상에 의거하여 모노펄스 보정을 위한 진폭과 위상을 갖는 보정치를 계산하는 보정치 계산부와,
    계산된 상기 보정치의 진폭과 위상에 의거하여 모노펄스 보정용의 상기 가중치를 계산하는 가중치 계산부와,
    계산된 상기 가중치와 상기 초기 설정 상태 값의 진폭 및 위상에 의거하여 상기 가중치의 진폭과 위상을 각각 계산하는 진폭 및 위상 계산부와,
    계산된 상기 가중치의 진폭과 위상에 의거하여 상기 레이더의 모노펄스 기울기 값을 상기 초기 설정 상태 값으로 보정하는 모노펄스 보정부를 포함하는
    능동배열 레이더의 모노펄스 보정 장치.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 보정치 계산부는,
    수학식
    Figure 112019108293210-pat00077

    Figure 112019108293210-pat00078
    :
    Figure 112019108293210-pat00079
    의 진폭 측정값
    Figure 112019108293210-pat00080
    : 다수의 ADC 샘플 데이터
    Figure 112019108293210-pat00081
    : ADC 샘플 데이터로 각 채널의 수신기 보정경로를 통하여 루프 백한 보정 신호의 i번째 동 위상(In-phase) 성분
    Figure 112019108293210-pat00082
    : ADC 샘플 데이터로 각 채널의 수신기 보정경로를 루프백한 보정신호의 i번째 직각 위상(Quadrature phase) 성분
    에 의해 상기 보정치의 진폭을 계산하는
    능동배열 레이더의 모노펄스 보정 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 보정치 계산부는,
    수학식
    Figure 112019041322837-pat00083

    Figure 112019041322837-pat00084
    :
    Figure 112019041322837-pat00085
    의 위상 측정값
    에 의해 상기 보정치의 위상을 계산하는
    능동배열 레이더의 모노펄스 보정 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 가중치 계산부는,
    수학식
    Figure 112019041322837-pat00086

    Figure 112019041322837-pat00087
    : 가중치의 값(복소수 값)
    Figure 112019041322837-pat00088
    : 가중치의 진폭 값
    Figure 112019041322837-pat00089
    : 가중치의 위상 값
    Figure 112019041322837-pat00090
    :
    Figure 112019041322837-pat00091
    의 진폭 측정값
    Figure 112019041322837-pat00092
    :
    Figure 112019041322837-pat00093
    의 위상 측정값
    Figure 112019041322837-pat00094
    : 초기 상태에서 상기 신호 전처리부와 상기 안테나부를 통과하면서 획득되는 다수의 I와 Q의 데이터(복소수 값)
    에 의해 상기 가중치를 계산하는
    능동배열 레이더의 모노펄스 보정 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 진폭 및 위상 계산부는,
    수학식
    Figure 112019041322837-pat00095

    Figure 112019041322837-pat00096
    : 상기 송신부에 존재하는 능동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
    Figure 112019041322837-pat00097
    : 각 채널에서 수신기에 존재하는 능동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
    에 의해 상기 가중치의 진폭을 계산하는
    능동배열 레이더의 모노펄스 보정 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 진폭 및 위상 계산부는,
    수학식
    Figure 112019041322837-pat00098

    에 의해 상기 가중치의 위상을 계산하는
    능동배열 레이더의 모노펄스 보정 장치.
  13. 능동배열(AESA) 레이더의 송신부를 통해 전송되는 레이더의 모노펄스 보정을 위한 보정신호를 수신하여 A/D 변환을 통해 다수의 디지털 데이터 값을 생성하는 단계와,
    생성된 각 디지털 데이터의 진폭과 위상에 의거하여 모노펄스 보정을 위한 진폭과 위상을 갖는 보정치를 계산하는 단계와,
    계산된 상기 보정치의 진폭과 위상에 의거하여 모노펄스 보정용의 가중치를 계산하는 단계와,
    계산된 상기 가중치와 초기 설정 상태 값의 진폭 및 위상에 의거하여 상기 가중치의 진폭과 위상을 각각 계산하는 단계와,
    계산된 상기 가중치의 진폭과 위상에 의거하여 상기 레이더의 모노펄스 기울기 값을 상기 초기 설정 상태 값으로 보정하는 단계를 포함하고,
    상기 다수의 디지털 데이터 값을 생성하는 단계는,
    수학식
    Figure 112019108293210-pat00116

    ch : 채널 1(ch1), 채널 2(ch2), 채널 3(ch3), 채널 4(ch4)
    EXT : 송신기
    RCV : 수신기
    Figure 112019108293210-pat00117
    : ADC 샘플 데이터
    Figure 112019108293210-pat00118
    : 보정신호의 주파수 함수
    Figure 112019108293210-pat00119
    : 송신부에 존재하는 수동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
    Figure 112019108293210-pat00120
    : 송신부에 존재하는 능동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
    Figure 112019108293210-pat00121
    : 안테나부에 존재하는 부품(소자)들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
    Figure 112019108293210-pat00122
    : 수신기에 존재하는 수동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
    Figure 112019108293210-pat00123
    : 4개의 채널에서 수신기에 존재하는 능동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
    에 의해 상기 다수의 디지털 데이터 값을 생성하는
    능동배열 레이더의 모노펄스 보정 방법.
  14. 능동배열(AESA) 레이더의 모노펄스 보정 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서,
    상기 모노펄스 보정 방법은,
    상기 능동배열 레이더의 송신부를 통해 전송되는 레이더의 모노펄스 보정을 위한 보정신호를 수신하여 A/D 변환을 통해 다수의 디지털 데이터 값을 생성하는 단계와,
    생성된 각 디지털 데이터의 진폭과 위상에 의거하여 모노펄스 보정을 위한 진폭과 위상을 갖는 보정치를 계산하는 단계와,
    계산된 상기 보정치의 진폭과 위상에 의거하여 모노펄스 보정용의 가중치를 계산하는 단계와,
    계산된 상기 가중치와 초기 설정 상태 값의 진폭 및 위상에 의거하여 상기 가중치의 진폭과 위상을 각각 계산하는 단계와,
    계산된 상기 가중치의 진폭과 위상에 의거하여 상기 레이더의 모노펄스 기울기 값을 상기 초기 설정 상태 값으로 보정하는 단계를 포함하고,
    상기 다수의 디지털 데이터 값을 생성하는 단계는,
    수학식
    Figure 112019108293210-pat00124

    ch : 채널 1(ch1), 채널 2(ch2), 채널 3(ch3), 채널 4(ch4)
    EXT : 송신기
    RCV : 수신기
    Figure 112019108293210-pat00125
    : ADC 샘플 데이터
    Figure 112019108293210-pat00126
    : 보정신호의 주파수 함수
    Figure 112019108293210-pat00127
    : 송신부에 존재하는 수동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
    Figure 112019108293210-pat00128
    : 송신부에 존재하는 능동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
    Figure 112019108293210-pat00129
    : 안테나부에 존재하는 부품(소자)들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
    Figure 112019108293210-pat00130
    : 수신기에 존재하는 수동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
    Figure 112019108293210-pat00131
    : 4개의 채널에서 수신기에 존재하는 능동소자들을 통과하면서 발생하는 위상과 진폭의 측정값
    에 의해 상기 다수의 디지털 데이터 값을 생성하는
    컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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