KR100778331B1 - 레이더 신호 수신 블랭킹 연동 장치 및 방법 - Google Patents

레이더 신호 수신 블랭킹 연동 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이더 신호 수신 블랭킹 연동 장치 및 방법에 관한 것으로, 신호 수신 및 처리 시스템이 에미터 신호를 수신하는 과정에서 레이더 신호 블랭킹 연동으로 인해 신호의 존재 구간이 분리되었는지 여부를 판단하고, 블랭킹 연동에 의해 실제 에미터 신호가 분리되어 측정되었다는 추출된 정보를 기반으로 신호 수신 및 처리 시스템의 신호 분석 과정에서 분리된 측정 데이터를 동일 신호에 의한 것임을 인식할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 레이더 신호 수신 블랭킹 연동시 블랭킹 플래그를 추출하는 장치와 추출된 블랭킹 플래그를 기반으로 분리된 신호를 하나로 병합하는 방법으로 이루어져 있다.
본 발명의 레이더 신호 수신 블랭킹 연동시 블랭킹 플래그를 추출하는 장치는 수신된 에미터 신호에 대한 비디오로부터 얻어진 정보인 펄스, 신호 수신 및 처리 시스템에서의 에미터 신호 수신 측정 시작 제어 신호인 MEASURE_EN, 에미터 신호 수신 측정 과정에서의 리셋 신호인 nCLEAR, 하나의 에미터 신호를 측정하는 동안 일정 시간 구간 동안 새로운 신호에 대한 측정을 금지하는 제어 신호인 SHADOW, 전자전장비가 탑재된 시스템에서 사용하고 있는 레이더로부터 수신되는 레이더 신호 수신 블랭킹 신호인 레이더 블랭킹 신호를 조합하여 M펄스를 발생시키는 엠펄스 발생기(10)와, 에미터 신호 수신 과정에서 사용하는 클럭 신호인 CLK와 nCLEAR 신호 및 SHADOW 신호를 사용하여 지속 시간이 50ns인 블랭크 플래그 클리어 신호를 생성하여 출력하는 50ns펄스 발생기(20)와, 생성된 엠펄스의 라이징 때 로직 하이('1')를 출력하고, 블랭킹 플래그 클리어 신호가 폴링(falling)할 때 출력되는 로직 하이('1')를 로직 로우('0')로 출력하는 디(D)플립플롭(30)과, 상기 디플립플롭(30)에서 출력되는 로직 신호를 블랭킹 플래그 레치 신호가 라이징할 때, 블랭킹 플래그 정보를 출력하는 블랭킹 플래그 발생기(40)로 구성되어 진다.
또한, 본 발명의 추출된 블랭킹 플래그를 기반으로 분리된 신호를 하나로 병합하는 방법은 PDW(Pulse Description Word)병합 과정이 시작되면 수집 PDW들을 펄스도착시간 순으로 나열하는 제1단계(S1), 블랭킹 플래그가 '1'인 PDW를 찾는 제2단계(S2), 상기 블랭킹 플래그가 1인 PDW가 PDW(i)일 경우 PDW(i)와 PDW(i+1)에 대해 두 PDW가 동일 신호임에도 레이더 신호 수신 블랭킹에 의해 분리되었는지를 판단하는 제3단계(S3), 두 PDW는 동일한 신호이지만, 레이더 신호 수신 블랭킹에 의해 분리되었다고 판단되어 두 개의 PDW를 하나의 PDW로 만드는 PDW병합을 수행하는 제4단계(S4), PDW 병합이 끝나면 병합된 PDW(i+1)이 수집된 마지막 PDW인지 확인하여 마지막 PDW인 경우 PDW 병합 과정을 종료하는 제5단계(S5)로 이루어진다.
수신신호, 처리시스템, 블랭킹, 측정데이터, PDW, 병합

Description

레이더 신호 수신 블랭킹 연동 장치 및 방법{Radar Blanking Interface Device and Method for a Radar Signal Receiving and Processing System}
도 1은 본 발명 레이더 수신 블랭킹 연동시 블랭킹 플래그를 추출하는 블록도
도 2는 본 발명 레이더 수신 블랭킹 연동의 실시예시도
도 3은 본 발명에 따른 블랭킹 플래그 추출에 대한 타이밍도
도 4는 본 발명에 따른 분리된 PDW를 하나의 PDW로 병합하기 위한 플로우챠트
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10:엠펄스발생기 20:50ns 펄스발생기
30:디플립플롭 40:블랭킹 플래그 발생기
본 발명은 레이더 신호 수신 블랭킹 연동 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 신호 수신 및 처리 시스템이 전자파를 사용하는 에미터(emitter)신호를 수신하는 과정에서 신호 수신 및 처리 시스템이 탑재된 항공 및 함정 등이 동시 운용하고 있 는 레이더 시스템과의 레이더 신호 블랭킹 연동으로 인해 신호의 존재 구간이 분리되었는지 여부를 판단하여 블랭킹 연동에 의해 실제 에미터 신호가 분리되어 측정되었다는 추출된 정보를 기반으로 신호 수신 및 처리 시스템의 신호 분석 과정에서 분리된 측정 데이터를 동일 신호임을 인식하고 병합할 수 있도록 한 것이다.
최근, 장비의 증가로 전자파 신호 환경은 과거보다 훨씬 복잡 다양한 신호들이 혼재되어 있으며, 전자파 신호의 밀도는 초당 수백만 개에 이르고 있다.
이와 같은 전자파 신호 환경에서 신호 수신 및 처리 시스템이 최신의 분석 기법으로 신호의 규칙성, 상관관계, 그리고 통계적 특성 등을 신속하고 정확하게 분석하고 추정하여 에미터(emitter)신호를 식별하기 위해서는 먼저 고밀도 신호 환경에 대응하여 신속하고 효과적으로 에미터 신호를 수신하고 신호의 제원을 측정할 수 있어야 한다.
신호 수신 및 처리 시스템의 신호 수신 단계에서는 수신 안테나를 통해 전자파 신호를 수신하여 신호의 주파수, 펄스신호세기, 도래방위, 펄스폭, 펄스도착시간 등의 신호 제원을 측정한다.
이 과정에서 신호 수신 및 처리 시스템이 장착된 헬기, 항공기 및 함정에서 탑재되어 운용되고 있는 레이더 장비가 신호를 송신하는 시점에서는 장착된 신호 수신 및 처리 시스템에 매우 큰 신호세기의 신호가 수신되기 때문에 탑재된 레이더 장비가 신호를 방사하는 시점에 맞추어 신호 수신 및 처리 시스템에 일정 구간동안 전자파를 사용하는 에미터 신호에 대한 수신을 금지하기 위한 레이더 신호 수신 블랭킹 연동을 수행한다.
종래 레이더 신호 수신 블랭킹 연동에서는 단순히 수신 금지를 위한 블랭킹 신호 유지 구간동안 신호 수신 및 처리 시스템이 에미터 신호 수신을 수행하지 않고 블랭킹 신호가 끝나는 시점에 에미터 신호 수신을 다시 시작하였다.
따라서, 현대의 고밀도 전자파 신호 환경에서는 실제 존재하는 에미터 신호의 존재 구간이 분리되어 신호 수신 및 처리 시스템에 수신 및 측정되는 경우가 빈번히 발생되며, 이러한 원하지 않는 신호의 분리로 인해 실제 존재하지 않는 펄스 신호가 만들어져 신호 수신 및 처리 시스템의 신호 분석 과정에서 신호 탐지시 오탐지를 유발할 수 있어 시스템 탐지 성능이 저하되는 결점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 결점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 탑재 레이더가 신호를 송신하는 시점에 신호 수신 및 처리 시스템에 전송되는 레이더 신호 수신 블랭킹 정보로 특정 에미터 신호가 분리 수신되어 신호 수신 및 처리 시스템이 일정시간동안 수신한 에미터 신호 정보에서 레이더 신호 수신 블랭킹 연동으로 분리된 신호를 판단할 수 없었으나 본 발명에서는 고밀도 다중 신호 환경에서 신호 수신 및 처리 시스템의 탐지 성능을 향상시킬 수 있는 레이더 신호 수신 블랭킹 연동 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 신호 수신 및 처리 시스템이 전자파를 사용하는 에미터 신호를 수신 및 측정하는 과정에서 블럭도와 타이밍도에 의해 레이더 수신 블랭킹 연동시 수신하고자 하는 에미터 신호가 탑재 레이더 수신 블랭킹 신호에 의해 분리되었는지를 판단할 수 있는 정보를 추출함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 레이더 수신 블랭킹 연동시 블랭킹 플래그를 추출하는 블록도, 도 2는 본 발명 레이더 수신 블랭킹 연동의 실시예시도, 도 3은 본 발명에 따른 블랭킹 플래그 추출에 대한 타이밍도, 도 4는 본 발명에 따른 분리된 PDW를 하나의 PDW로 병합하기 위한 플로우챠트이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명은 수신된 에미터 신호에 대한 비디오로부터 얻어진 정보인 펄스, 신호 수신 및 처리 시스템에서의 에미터 신호 수신 측정 시작 제어 신호인 MEASURE_EN, 에미터 신호 수신 측정 과정에서의 리셋 신호인 nCLEAR, 하나의 에미터 신호를 측정하는 동안 일정 시간 구간 동안 새로운 신호에 대한 측정을 금지하는 제어 신호인 SHADOW, 전자전장비가 탑재된 시스템에서 사용하고 있는 레이더로부터 수신되는 레이더 신호 수신 블랭킹 신호인 레이더 블랭킹 신호를 조합하여 M펄스를 발생시키는 엠펄스 발생기(10)와, 에미터 신호 수신 과정에서 사용하는 클럭 신호인 CLK와 nCLEAR 신호 및 SHADOW 신호를 사용하여 지속 시간이 50ns인 블랭크 플래그 클리어 신호를 생성하여 출력하는 50ns펄스 발생기(20)와, 생성된 엠펄스의 라이징 때 로직 하이('1')를 출력하고, 블랭킹 플래그 클리어 신호가 폴링(falling)할 때 출력되는 로직 하이('1')를 로직 로우('0')로 출력하는 디(D)플립플롭(30)과, 상기 디플립플롭(30)에서 출력되는 로직 신호를 블랭킹 플래그 레치 신호가 라이징할 때, 블랭킹 플래그 정보를 출력하는 블랭킹 플래그 발생 기(40)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 엠펄스 발생기(10)에서는 수신된 에미터 신호에 대한 비디오로부터 얻어진 정보인 펄스, 신호 수신 및 처리 시스템에서의 에미터 신호 수신 측정 시작 제어 신호인 MEASURE_EN, 에미터 신호 수신 측정 과정에서의 리셋 신호인 nCLEAR, 하나의 에미터 신호를 측정하는 동안 일정 시간 구간 동안 새로운 신호에 대한 측정을 금지하는 제어 신호인 SHADOW, 그리고 전자전장비가 탑재된 시스템에서 사용하고 있는 레이더로부터 수신되는 레이더 신호 수신 블랭킹 신호인 레이더 블랭킹 신호(RADAR_BLANKING_SIGNAL)를 조합하여 엠(M)펄스(M_PULSE)를 생성한다.
Figure 112007054960487-pat00008
그러면 이 신호로부터 수신된 에미터 신호에 대한 펄스도착시간, 신호세기, 펄스폭, 신호형태 등을 측정한다.
또한, 50ns펄스 발생기(20)에서는 에미터 신호 수신 과정에서 사용하는 클럭 신호인 CLK와 nCLEAR 신호, 그리고 SHADOW 신호를 사용하여 지속 시간이 50ns인 블랭크 플래그 클리어 신호를 생성하여 출력한다.
이러한 블랭크 플래그 클리어 신호는, 도 3에서와 같이, SHADOW 신호가 라이징(rising)할 때를 기준으로 50ns의 지속 구간동안 로직 LOW('0')를 가지며, 블랭크 플래그 클리어 신호는 디플립플롭(30)을 리셋시키는 역할을 한다.
디플립플롭(30)에서는 생성된 엠펄스의 라이징시 로직 하이('1')를 출력하고, 블랭킹 플래그 클리어 신호가 폴링(falling)시 출력되는 로직 하이('1')를 로직 로우('0')로 출력한다.
따라서, 블랭킹 플래그 발생기(40)에서는 디플립플롭(30)에서 출력되는 로직 신호를 블랭킹 플래그 레치 신호가 라이징할 때 블랭킹 플래그 정보를 출력하며, 이 정보는 최종적으로 에미터 신호에 대한 디지털 변수 정보인 PDW(Pulse Description Word)를 생성할 때, 측정된 신호가 레이더 신호 수신 블랭킹 신호에 의해 분리되었을 경우에는 ‘1’의 값을, 그렇지 않을 경우에는 ‘0’의 값으로 PDW정보에 포함된다.
본 발명에 따라 도 2와 도 3에서와 같은 처리 절차에 따라 레이더 신호 수신 블랭킹에 의해 수신하고자 하는 에미터 신호가 분리되었는지 여부를 블랭킹 플래그 정보로 해당 에미터 신호의 PDW에 포함하며, 이러한 과정으로 일정 시간 또는 일정 개수만큼 에미터 신호들을 신호 수신 및 처리 시스템이 수집한 후, 에미터 신호 탐지 및 분석 과정에서 블랭킹 플래그 정보를 기반으로 하나의 신호가 두 개로 분리되어 측정되었을 경우 이를 판단하고 PDW를 병합한다.
도 4는 본 발명의 이러한 PDW병합처리과정을 나타낸 플로우챠트로, PDW 병합 과정이 시작되면 수집 PDW 단계(S1)에서는 PDW들을 펄스도착시간 순으로 나열하며, 블랭킹 플래그가 ‘1’인 PDW를 찾는다(S2).
만일, 블랭킹 플래그가 1인 PDW가 PDW(i)라고 하면, PDW(i)와 PDW(i+1)에 대해 두 PDW가 동일 신호임에도 레이더 신호 수신 블랭킹에 의해 분리되었는지를 판단하기 위해(S3), 다음의 PDW 병합 조건을 만족하는지 조사한다.
Figure 112006065509847-pat00001
여기서, ti와 ti +1, AOAi와 AOAi +1, PAi와 PAi +1 은 각각 PDW(i)와 PDW(i+1)에 포함되어 있는 펄스도착시간, 도래방위, 신호세기이고, PWi는 PDW(i)에 포함되어 있는 펄스폭, PWRBS는 레이더 신호 수신 블랭킹 신호의 지속 시간을 나타낸다.
그리고 TRES는 신호 측정 과정에서 사용하는 클럭 최소 단위이며, AOAM 및 PAM은 도래 방위와 신호 세기의 최대 측정 오차이다.
만일, 위 세 조건을 모두 만족한다면, 두 PDW는 동일한 신호이지만, 레이더 신호 수신 블랭킹에 의해 분리되었다고 판단되어 PDW병합(S4) 단계로 진행되고, 그렇지 않으면 블랭킹 플래그가 1인 새로운 PDW를 찾는다.
PDW병합(S4)단계에서는 PDW 병합 조건을 만족하였을 경우 수행되며, 여기에서는 두 개의 PDW를 하나의 PDW로 만든다. 즉, PDW(i)와 PDW(i+1)을 하나의 PDW로 병합한다.
본 발명에서는 PDW의 변수 제원 중, 펄스도착시간(t), 펄스폭(PW), 신호세기(PA), 도래방위(AOA), 주파수(FREQ) 그리고 신호 형태(Signal_Type)을 다음과 같이 병합한다.
Figure 112006065509847-pat00002
여기서, 펄스와 CW(Continuous Wave)는 신호 형태가 펄스 또는 지속파임을 의미하며, THCW는 펄스와 지속파를 구분하기 위한 펄스폭에 관한 임계치이다.
이와 같이, PDW 병합(S4)과정이 끝나면, 병합된 PDW(i+1)이 수집된 마지막 PDW인지 확인하여(S5), 마지막 PDW인 경우에는 PDW병합과정을 종료하고, 그렇지 않으면 블랭킹 플래그가 1인 PDW를 다시 찾고 상술한 과정을 반복한다.
이상에서 상술한 바와 같은 본 발명은 고밀도 다중 신호 환경에서 신호 수신 및 처리 시스템이 탑재된 항공 및 함정 등이 운용하는 레이더 장비와 연동함에 있어, 레이더 신호 수신 블랭킹에 의해 동일 에미터 신호가 분리되었는지를 판단할 수 있는 효과가 있다.
또한, 추출된 블랭킹 플래그 정보를 기반으로 분리 측정된 PDW 데이터를 병합할 수 있어 기존의 레이더 신호 블랭킹 연동에 의해 원하지 않는 에미터 신호의 분리로 실제 존재하지 않는 펄스 신호가 만들어지게 됨으로써 신호 수신 및 처리 시스템의 에미터 신호 분석시 오탐지를 유발하는 문제를 최소화할 수 있고, 신호 수신 및 처리 시스템의 탐지 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 수신된 에미터 신호에 대한 비디오로부터 얻어진 정보인 펄스, 신호 수신 및 처리 시스템에서의 에미터 신호 수신 측정 시작 제어 신호인 MEASURE_EN, 에미터 신호 수신 측정 과정에서의 리셋 신호인 nCLEAR, 하나의 에미터 신호를 측정하는 동안 일정 시간 구간 동안 새로운 신호에 대한 측정을 금지하는 제어 신호인 SHADOW, 전자전장비가 탑재된 시스템에서 사용하고 있는 레이더로부터 수신되는 레이더 신호 수신 블랭킹 신호인 레이더 블랭킹 신호를 조합하여 엠펄스를 발생시키는 엠펄스 발생기(10)와;
    에미터 신호 수신 과정에서 사용하는 클럭 신호인 CLK와 nCLEAR 신호 및 SHADOW 신호를 사용하여 지속 시간이 50ns인 블랭크 플래그 클리어 신호를 생성하여 출력하는 50ns펄스 발생기(20)와;
    상기 엠펄스발생기(10)에 의해 생성된 펄스의 라이징시 로직 하이('1')를 출력하고, 블랭킹 플래그 클리어 신호의 폴링(falling)시 출력되는 로직 하이('1')를 로직 로우('0')로 출력하는 디플립플롭(30)과;
    상기 디플립플롭(30)에서 출력되는 로직 신호를 블랭킹 플래그 레치 신호가 라이징할 때 블랭킹 플래그 정보를 출력하는 블랭킹 플래그 발생기(40);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이더 신호 수신 블랭킹 연동 장치.
  2. 디지털 변수 정보인 PDW(Pulse Description Word)병합 과정이 시작되면 수집 PDW들을 펄스도착시간 순으로 나열하는 제1단계(S1)와,
    블랭킹 플래그가 ‘1’인 PDW를 찾는 제2단계(S2)와,
    상기 블랭킹 플래그가 1인 PDW가 PDW(i)일 경우 PDW(i)와 PDW(i+1)에 대해 두 PDW가 동일 신호임에도 레이더 신호 수신 블랭킹에 의해 분리되었는지를 판단하는 제3단계(S3)와,
    세 조건을 모두 만족할 경우, 두 PDW는 동일한 신호이지만, 레이더 신호 수신 블랭킹에 의해 분리되었다고 판단되어 두 개의 PDW를 하나의 PDW로 만드는 PDW병합을 수행하는 제4단계(S4)와,
    상기 제4단계에서의 PDW 병합이 끝나면, 병합된 PDW(i+1)이 수집된 마지막 PDW인지 확인하여 마지막 PDW인 경우에는 PDW 병합 과정을 종료하는 제5단계(S5)로 이루어진 것을 특징으로 하는 레이더 신호 수신 블랭킹 연동 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제4단계에서 PDW 병합 조건을 만족하는 경우, 두 PDW를 하나의 PDW로 병합함에 있어 에미터 신호에 대한 변수인 펄스도착시간, 펄스폭, 신호세기, 도래방위, 주파수, 신호 형태를 최종 결정하는 것을 특징으로 하는 레이더 신호 수신 블랭킹 연동 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제4단계에서의 세 조건이,
    Figure 112006065509847-pat00003
    이며,
    여기서, ti와 ti +1, AOAi와 AOAi +1, PAi와 PAi +1 은 각각 PDW(i)와 PDW(i+1)에 포함되어 있는 펄스도착시간, 도래방위, 신호세기이고, PWi는 PDW(i)에 포함되어 있는 펄스폭, PWRBS는 레이더 신호 수신 블랭킹 신호의 지속 시간을 나타내며, TRES는 신호 측정 과정에서 사용하는 클럭 최소 단위이며, AOAM 및 PAM은 도래 방위와 신호 세기의 최대 측정 오차
    인 것을 특징으로 하는 레이더 신호 수신 블랭킹 연동 방법.
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KR20180029850A (ko) * 2016-09-12 2018-03-21 더 보잉 컴파니 블라인드 소스 분리를 사용하여 펄스 디스크립터 워드 생성을 위한 시스템들 및 방법들
KR102478982B1 (ko) * 2016-09-12 2022-12-16 더 보잉 컴파니 블라인드 소스 분리를 사용하여 펄스 디스크립터 워드 생성을 위한 시스템들 및 방법들

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