KR100243323B1 - Ground adaptation radar system and signal processing method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지형적응 레이다 시스템 및 그 신호처리 방법에 관한 것으로서, 지형적응 레이다 시스템은, 회전하면서 레이다 전파를 투사 및 입사하는 안테나; 투사할 레이다 전파를 변조하여 안테나로 출력하고 안테나로부터 입사된 레이다 전파를 복조하는 송수신기; 위치확인위성으로부터 현재 위치에 대한 좌표 신호를 입력 받는 위치 검출기; 위치 좌표에 따른 지형 정보 및 그 지도를 저장하고 있으며 위치 검출기로부터 좌표 신호를 입력 받으면 현 위치의 지형 정보 및 해당 지도 정보를 출력하는 지형 정보 저장기; 지형 정보 저장기로부터 현 위치의 지형 정보를 입력받아 그 지형에 맞는 투사 전파를 설정하여 송수신기로 출력하고, 지형 정보를 고려하여 송수신기로부터 입력받은 입사 전파를 신호 처리하여 대상물에 대한 정보를 알아내는 레이다 신호처리기; 및 지형 정보 저장기로부터 지도 정보를 입력받아 표시하고 표시된 지도상에 레이다 신호처리기에서 출력된 대상물에 대한 정보를 표시하는 레이다 화면 표시기를 포함함을 특징으로 한다.The present invention relates to a terrain adaptation radar system and a signal processing method thereof, the terrain adaptation radar system comprising: an antenna for projecting and incident radar radio waves while rotating; A transceiver for modulating and outputting the radar radio wave to be projected to the antenna and demodulating the radar radio wave incident from the antenna; A position detector which receives a coordinate signal of a current position from a positioning satellite; A terrain information storage unit which stores terrain information according to the location coordinates and a map thereof, and outputs the terrain information of the current location and the corresponding map information upon receiving a coordinate signal from the location detector; It receives the terrain information of the current location from the terrain information storage, sets the projection radio wave corresponding to the terrain, outputs it to the transceiver, and processes the incident radio wave received from the transceiver in consideration of the terrain information to find out information about the object. Signal processor; And a radar screen indicator for receiving and displaying map information from the terrain information storage and displaying information on an object output from the radar signal processor on the displayed map.

본 발명에 의하면 지형적응 레이다 시스템 및 그 신호처리 방법을 사용하여 지형에 따라 레이다 신호 처리를 달리 적용함으로써 레이다 시스템의 용도가 다목적이 되고 신호처리가 정확해지며 사용자가 쉽게 대상물의 위치와 정보를 알 수 있다.According to the present invention, by using the radar signal processing according to the terrain using the terrain adaptation radar system and its signal processing method, the purpose of the radar system is versatile, the signal processing is accurate, and the user can easily know the location and information of the object. Can be.

Description

지형적응 레이다 시스템 및 그 신호처리 방법Terrain Adaptive Radar System and Signal Processing Method

본 발명은 레이다 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 위성 항법 장치(GPS)를 적용하여 지형 특성 정보를 추가한 지형적응 레이다 시스템 및 그 신호처리 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radar system, and more particularly, to a terrain adaptive radar system and a signal processing method to which terrain feature information is added by applying a GPS.

일반적으로 레이다 시스템은 전파가 전달되는 공간적 특성 또는 지형적 특성에 따라 전파 투사나 입사된 전파 처리가 서로 다르다. 예를 들면 항공기용 레이다 시스템, 선박용 레이다 시스템 및 해안 감시 레이다 시스템은 용도와 사용 환경이 다르기 때문에 전파 투사나 입사된 전파 처리를 달리 해주어야 한다.In general, radar systems have different propagation and incident propagation processes depending on the spatial characteristics or the topographical characteristics of radio waves. For example, aircraft radar systems, marine radar systems, and coastal surveillance radar systems require different radio projections or incident radio waves due to different uses and environments.

도 1은 종래의 레이다 시스템의 구성도로서, 레이다 시스템은 안테나(100), 송수신기(110), 레이다 신호처리기(120) 및 레이다 화면 표시기(130)를 구비한다. 안테나(100)는 전파를 투사하거나 입사한다. 안테나(100)는 360도로 회전하면서 입사 및 투사 동작을 한다. 송수신기(110)는 전파를 안테나(100)로부터 수신하거나 송신한다. 레이다 신호처리기(120)는 전파 투사에 대한 알고리즘 및 대상물을 맞고 반사된 전파를 해석하여 처리하는 알고리즘을 가진다. 레이다 화면 표시기(130)는 신호 처리기에서 처리된 대상물의 위치를 표시한다.1 is a block diagram of a conventional radar system, which includes an antenna 100, a transceiver 110, a radar signal processor 120, and a radar screen display 130. The antenna 100 projects or enters radio waves. The antenna 100 rotates 360 degrees and performs incident and projection operations. The transceiver 110 receives or transmits radio waves from the antenna 100. The radar signal processor 120 has an algorithm for radio wave projection and an algorithm for analyzing and processing a reflected wave by hitting an object. The radar screen indicator 130 displays the position of the object processed by the signal processor.

도 1과 같은 종래의 레이다 시스템은 사용 환경에 따라 그 사용이 한정되기 때문에 사용 환경이 달라지게 될 경우 탐지하고자 하는 대상물에 대한 전파 투사 및 그 대상물에 맞고 반사되어 들어오는 입사 전파에 대한 처리가 불확실해진다는 문제점이 있다.Since the use of the conventional radar system as shown in FIG. 1 is limited depending on the use environment, when the use environment is changed, radio wave projection on the object to be detected and incident wave incident to and reflected on the object become uncertain. Has a problem.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 위성 항법 장치(GPS)를 부착하여 사용 환경에 대한 정보를 얻어 그에 따라 투사 전파와 입사 전파에 대한 처리를 달리 적용함으로써 환경 변화에 적응한 지형적응 레이다 시스템 및 그 신호처리 방법을 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to attach a satellite navigation system (GPS) to obtain information on the environment of use, and accordingly apply the processing to the projection and incident radio waves according to the adaptation of environmental changes to adapt the radar system and its signal To provide a treatment method.

도 1은 종래의 레이다 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional radar system.

도 2는 본 발명의 지형적응 레이다 시스템의 구성도이다.2 is a block diagram of a terrain adaptation radar system of the present invention.

도 3은 본 발명의 지형적응 레이다 신호 처리 방법의 흐름도이다.3 is a flowchart of a terrain adaptive radar signal processing method of the present invention.

상기 과제를 해결하기 위한, 지형적응 레이다 시스템은, 회전하면서 레이다 전파를 투사 및 입사하는 안테나; 투사할 레이다 전파를 변조하여 상기 안테나로 출력하고 상기 안테나로부터 입사된 레이다 전파를 복조하는 송수신기; 위치확인위성으로부터 현재 위치에 대한 좌표 신호를 입력 받는 위치 검출기; 위치 좌표에 따른 지형 정보 및 그 지도를 저장하고 있으며 상기 위치 검출기로부터 상기 좌표 신호를 입력 받으면 현 위치의 지형 정보 및 해당 지도 정보를 출력하는 지형 정보 저장기; 상기 지형 정보 저장기로부터 현 위치의 지형 정보를 입력받아 그 지형에 맞는 투사 전파를 설정하여 상기 송수신기로 출력하고, 상기 지형 정보를 고려하여 상기 송수신기로부터 입력받은 입사 전파를 신호 처리하여 대상물에 대한 정보를 알아내는 레이다 신호처리기; 및 상기 지형 정보 저장기로부터 지도 정보를 입력받아 표시하고 표시된 지도상에 레이다 신호처리기에서 출력된 대상물에 대한 정보를 표시하는 레이다 화면 표시기를 포함함을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the terrain adaptation radar system includes an antenna for projecting and incident radar radio waves while rotating; A transceiver which modulates the radar radio wave to be projected, outputs it to the antenna, and demodulates the radar radio wave incident from the antenna; A position detector which receives a coordinate signal of a current position from a positioning satellite; A terrain information storage unit which stores the terrain information according to the location coordinates and the map and outputs the terrain information of the current location and the corresponding map information upon receiving the coordinate signal from the location detector; Receives the topographic information of the current location from the topographic information storage, sets the projection radio wave suitable for the topography and outputs it to the transceiver, and takes into account the topographic information to signal the incident radio wave input from the transceiver to provide information on the object. Radar signal processor to find out; And a radar screen indicator for receiving and displaying map information from the terrain information storage and displaying information on an object output from the radar signal processor on the displayed map.

상기 다른 과제를 해결하기 위한, 위치확인위성(GPS)에서 전송되는 현 위치에 대한 소정의 지형정보 및 지도 정보를 저장한 지형 및 지도정보 저장부를 구비하는 레이다 시스템의 레이다 신호 처리 방법은, 상기 위치확인위성(GPS)으로부터 상기 레이다 시스템의 현 위치 좌표 정보를 수신하여 상기 지형 및 지도정보 저장부로부터 상기 현 위치 좌표 정보에 따른 지형 정보와 주변 지도정보를 가져오는 단계; 상기 지형 정보에 따라 레이다 전파를 생성하여 투사하고, 상기 지형 정보에 따라 입사된 레이다 전파를 해석하여, 탐지하고자 하는 대상물의 정보를 산출하는 단계; 상기 지형 및 지도정보 저장부로부터 입력된 지도 정보를 그래픽으로 표시하며 그 지도 그래픽상에 상기 대상물의 정보를 표시하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.Radar signal processing method of the radar system having a terrain and map information storage unit for storing the predetermined terrain information and map information for the current position transmitted from the positioning satellite (GPS) for solving the other problem, the location Receiving current position coordinate information of the radar system from a confirmation satellite (GPS), and obtaining terrain information and surrounding map information according to the current position coordinate information from the terrain and map information storage unit; Generating and projecting radar radio waves according to the terrain information, and analyzing the incident radar radio waves according to the terrain information to calculate information of an object to be detected; And displaying map information input from the terrain and map information storage unit graphically and displaying information of the object on the map graphic.

상기 대상물의 정보 표시 단계는, 상기 대상물의 위치는 상기 지도상에 그래픽으로 하고, 대상물의 속도, 고도, 종류등의 대상물에 관한 정보는 텍스트로 한다.In the information display step of the object, the position of the object is graphically displayed on the map, and information about the object such as the speed, altitude, type, etc. of the object is made into text.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 지형적응 레이다 시스템의 구성도로서, 지형적응 레이다 시스템은 안테나(200), 송수신기(210), 위치 검출기(220), 지형 정보 저장기(230), 레이다 신호처리기(240) 및 레이다 화면 표시기(250)를 구비한다. 안테나(200)는 공중으로 전파를 투사하고 공중으로부터 전달되는 전파를 수신한다. 안테나(200)는 360도로 회전하기 때문에 모든 방향으로 전파가 투사되고 모든 방향으로부터 전파가 입사될 수 있다. 송수신기(210)는 투사할 전파를 안테나(200)로 출력하거나 안테나(210)에서 입사된 전파를 수신한다. 송수신기(210)는 투사할 전파 신호를 소정의 방식으로 변조시켜 안테나(200)로 출력하고, 안테나(200)로부터 수신된 입사 전파 신호를 복조하여 내부회로에서 처리될 수 있도록 한다. 위치 검출기(220)는 위치확인위성으로부터 현위치에 대한 위도와 경도상의 위치 좌표 신호를 입력 받는 GPS 수신기이다. 지형 정보 저장기(230)는 각 위치의 좌표와 그 좌표에 대응하는 지형 및 지도를 저장한다. 지형 정보 저장기(230)는 위치 검출기(220)로부터 현 위치의 좌표 신호를 입력 받아 그에 대응하는 지형 정보 및 그 지형 주변의 지도를 출력한다. 지형 정보 저장기(230)는 지도 정보를 수용할 수 있는 대용량의 시디롬(CD-ROM)을 기록 매체로서 사용할 수 있다. 레이다 신호처리기(240)는 위치 검출기(230)로부터 현 위치에 대한 지형 정보를 입력받아 그 지형 특성에 알맞게 투사할 전파를 결정하여 송수신기(210)에 출력하고, 송수신기(210)로부터 입력된 입사 전파에 대해 지형 특성에 맞게 해석하고 처리하여 대상물의 유무를 포함하여 대상물의 위치, 크기, 고도, 속도등에 대한 정보를 판별해낸다. 레이다 화면 표시기(250)는 레이다 신호처리기(240)에서 출력된 대상물에 대한 정보와 지형 정보 저장기(230)에서 출력된 현 위치의 주변 지도를 표시한다. 레이다 화면 표시기(250)는 지도를 그림으로서 표시할 수 있는 그래픽 레이다 신호처리기(251)를 포함한다. 그래픽 처리기(251)는 지형 정보 저장기(230)로부터 입력된 지도 정보와 레이다 신호처리기(240)로부터 입력된 대상물 정보를 화면상에 그래픽으로 나타낸다. 화면상에는 지도와 대상물의 그림이 나타나고 대상물에 대한 정보가 텍스트 정보로서 나타내진다. 여기서 대상물은 레이다 시스템이 탐지하고자 하는 표적을 말하며 그에 대한 텍스트 정보는 거리, 고도, 속도, 위치, 대상물의 종류등이 된다.2 is a configuration diagram of a terrain adaptation radar system according to the present invention, the terrain adaptation radar system is an antenna 200, transceiver 210, position detector 220, terrain information storage 230, radar signal processor 240 ) And a radar screen indicator 250. Antenna 200 projects radio waves into the air and receives radio waves transmitted from the air. Since the antenna 200 rotates 360 degrees, radio waves may be projected in all directions and radio waves may be incident from all directions. The transceiver 210 outputs radio waves to project to the antenna 200 or receives radio waves incident from the antenna 210. The transceiver 210 modulates a radio wave signal to be projected in a predetermined manner, outputs the signal to the antenna 200, and demodulates an incident radio wave signal received from the antenna 200 to be processed in an internal circuit. The position detector 220 is a GPS receiver that receives a position coordinate signal of latitude and longitude of the current position from the positioning satellite. The terrain information storage unit 230 stores the coordinates of each location and the terrain and the map corresponding to the coordinates. The terrain information storage unit 230 receives the coordinate signal of the current position from the location detector 220 and outputs the corresponding terrain information and a map around the terrain. The terrain information storage unit 230 may use a large capacity CD-ROM capable of accommodating map information as a recording medium. The radar signal processor 240 receives the terrain information on the current position from the position detector 230, determines the radio wave to project according to the terrain characteristics, outputs the radio wave to the transceiver 210, and the incident radio wave input from the transceiver 210. The information about the location, size, altitude, speed, etc. of the object is determined by analyzing and processing it according to the terrain characteristics. The radar screen display 250 displays information about an object output from the radar signal processor 240 and a peripheral map of the current location output from the terrain information storage 230. Radar screen indicator 250 includes a graphical radar signal processor 251 that can display a map as a picture. The graphic processor 251 graphically displays map information input from the terrain information storage 230 and object information input from the radar signal processor 240 on the screen. A map and a picture of the object appear on the screen, and information about the object is displayed as text information. Here, the object refers to the target that the radar system wants to detect, and the text information about the object is distance, altitude, speed, location, and type of object.

도 3은 본 발명의 지형적응 레이다 시스템의 신호 처리 방법의 흐름도로서, 먼저 도 2의 지형적응 레이다 시스템은 위치 검출기(220)를 통해 GPS 위성으로부터 현 위치 좌표 정보를 수신하고(300단계) 지형 정보 저장기(230)로부터 그 좌표에 대응하는 지형 정보와 주변 지도를 제공받는다(310단계). 레이다 신호처리기(240)는 입력 받은 지형 정보에 따라 투사할 레이다 전파 신호를 만들고 입사된 레이다 전파 신호에 대해 해석한다(320단계). 레이다 신호처리기(240)는 송수신기(210)로 투사할 레이다 전파를 전송하고, 입사된 레이다 전파 신호를 해석한 결과를 레이다 화면 표시기(250)로 출력한다(330단계). 지형 정보 저장기(230)로부터 입력된 지도가 레이다 화면 표시기(250)에 표시되고 그 지도위에 레이다 신호처리기(240)에서 출력된 입사된 레이다 전파 해석 정보가 표시된다(340단계). 입사된 레이다 전파 해석 정보에 대한 대상물의 정보 표시는, 상기 대상물의 위치는 상기 지도상에 그래픽으로 표시되고, 대상물의 속도, 고도, 종류등의 대상물에 관한 정보는 텍스트로서 표시된다.3 is a flowchart of a signal processing method of a terrain adaptation radar system of the present invention. First, the terrain adaptation radar system of FIG. 2 receives current location coordinate information from a GPS satellite through a location detector 220 (step 300). In operation 310, terrain information corresponding to the coordinates and the surrounding map are provided from the storage unit 230. The radar signal processor 240 generates a radar radio signal to project according to the input terrain information and analyzes the incident radar radio signal (step 320). The radar signal processor 240 transmits the radar radio wave to be projected to the transceiver 210 and outputs the result of analyzing the incident radar radio signal to the radar screen display 250 (step 330). The map input from the terrain information storage unit 230 is displayed on the radar screen display 250, and the incident radar wave analysis information output from the radar signal processor 240 is displayed on the map (step 340). In the information display of the object with respect to the incident radar propagation analysis information, the position of the object is displayed graphically on the map, and information about the object such as the speed, altitude, type, etc. of the object is displayed as text.

도 2 및 도 3에서와 같은 지형적응 레이다 시스템은 어느 시점에서도 자신의 현재 위치를 알 수 있고 그에 따른 지형 정보를 산출해 낼 수 있으므로, 이동하면서 레이다 전파를 지형에 맞게 투사할 수 있고 입사된 전파에 대해 정확한 해석을 할 수 있다. 즉, 지형적응 레이다 시스템은 지형 정보를 이용하여 어떤 지형이라도 적합한 레이다 신호 처리를 할 수 있는 다목적 레이다 시스템으로 사용될 수 있다.The terrain adaptation radar system as shown in FIGS. 2 and 3 can know its current position at any point in time and calculate the terrain information accordingly, so that the radar radio waves can be projected to the terrain while moving and the incident radio waves Can interpret the exact That is, the terrain adaptation radar system can be used as a multi-purpose radar system capable of appropriate radar signal processing of any terrain using the terrain information.

본 발명에 의하면 지형적응 레이다 시스템 및 그 신호처리 방법을 사용하여 지형에 따라 레이다 신호 처리를 달리 적용함으로써 레이다 시스템의 용도가 다목적이 되고 신호처리가 정확해지며 사용자가 쉽게 대상물의 위치와 정보를 알 수 있다.According to the present invention, by using the radar signal processing according to the terrain using the terrain adaptation radar system and its signal processing method, the purpose of the radar system is versatile, the signal processing is accurate, and the user can easily know the location and information of the object. Can be.

Claims (4)

회전하면서 레이다 전파를 투사 및 입사하는 안테나;An antenna that rotates to project and incident radar radio waves; 투사할 레이다 전파를 변조하여 상기 안테나로 출력하고 상기 안테나로부터 입사된 레이다 전파를 복조하는 송수신기;A transceiver which modulates the radar radio wave to be projected, outputs it to the antenna, and demodulates the radar radio wave incident from the antenna; 위치확인위성으로부터 현재 위치에 대한 좌표 신호를 입력 받는 위치 검출기;A position detector which receives a coordinate signal of a current position from a positioning satellite; 위치 좌표에 따른 지형 정보 및 그 지도를 저장하고 있으며 상기 위치 검출기로부터 상기 좌표 신호를 입력 받으면 현 위치의 지형 정보 및 해당 지도 정보를 출력하는 지형 정보 저장기;A terrain information storage unit which stores the terrain information according to the location coordinates and the map and outputs the terrain information of the current location and the corresponding map information upon receiving the coordinate signal from the location detector; 상기 지형 정보 저장기로부터 현 위치의 지형 정보를 입력받아 그 지형에 맞는 투사 전파를 설정하여 상기 송수신기로 출력하고, 상기 지형 정보를 고려하여 상기 송수신기로부터 입력받은 입사 전파를 신호 처리하여 대상물에 대한 정보를 알아내는 레이다 신호처리기; 및Receives the topographic information of the current location from the topographic information storage, sets the projection radio wave suitable for the topography and outputs it to the transceiver, and takes into account the topographic information to signal the incident radio wave input from the transceiver to provide information on the object. Radar signal processor to find out; And 상기 지형 정보 저장기로부터 지도 정보를 입력받아 표시하고 표시된 지도상에 레이다 신호처리기에서 출력된 대상물에 대한 정보를 표시하는 레이다 화면 표시기를 포함함을 특징으로 하는 지형적응 레이다 시스템.And a radar screen indicator for receiving and displaying map information from the terrain information storage and displaying information on an object output from the radar signal processor on the displayed map. 제1항에 있어서, 상기 레이다 화면 표시기는,The method of claim 1, wherein the radar screen indicator, 상기 지형 정보 저장기로부터 입력된 지도 정보와 상기 레이다 신호처리기로부터 입력된 대상물 정보를 화면상에 그래픽으로 나타내는 그래픽 레이다 신호처리기를 포함함을 특징으로 하는 지형적응 레이다 시스템.And a graphic radar signal processor for graphically displaying on the screen the map information input from the terrain information storage and the object information input from the radar signal processor. 위치확인위성(GPS)에서 전송되는 현 위치에 대한 소정의 지형정보 및 지도 정보를 저장한 지형 및 지도정보 저장부를 구비하는 레이다 시스템의 레이다 신호 처리 방법에 있어서,In the radar signal processing method of the radar system having a terrain and map information storage unit for storing predetermined terrain information and map information about the current position transmitted from a positioning satellite (GPS), 상기 위치확인위성(GPS)으로부터 상기 레이다 시스템의 현 위치 좌표 정보를 수신하여 상기 지형 및 지도정보 저장부로부터 상기 현 위치 좌표 정보에 따른 지형 정보와 주변 지도정보를 가져오는 단계;Receiving current position coordinate information of the radar system from the positioning satellite (GPS), and obtaining topographic information and surrounding map information according to the current position coordinate information from the terrain and map information storage unit; 상기 지형 정보에 따라 레이다 전파를 생성하여 투사하고, 상기 지형 정보에 따라 입사된 레이다 전파를 해석하여, 탐지하고자 하는 대상물의 정보를 산출하는 단계;Generating and projecting radar radio waves according to the terrain information, and analyzing the incident radar radio waves according to the terrain information to calculate information of an object to be detected; 상기 지형 및 지도정보 저장부로부터 입력된 지도 정보를 그래픽으로 표시하며 그 지도 그래픽상에 상기 대상물의 정보를 표시하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 지형적응 레이다 신호 처리 방법.And displaying the map information input from the terrain and map information storage unit graphically and displaying the information of the object on the map graphic. 제3항에 있어서, 상기 대상물의 정보 표시 단계는,The information display step of claim 3, 상기 대상물의 위치를 상기 지도상에 그래픽으로 표시하고, 대상물의 속도, 고도, 종류등의 대상물에 관한 정보는 텍스트로 표시함을 특징으로 하는 지형적응 레이다 신호 처리 방법.And displaying the location of the object graphically on the map and displaying information about the object such as the speed, altitude, and type of the object in text.
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