KR100866565B1 - Array antenna apparatus and control method of the same in GNSS Anti-jamming system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 GNSS(Global Navigation Satellite System) Anti-jamming 시스템에서의 효율적인 배열 안테나 운용 시나리오 및 적응형 디지털 신호 처리 방법에 관한 것으로, 기존의 원형 배열 안테나(6-element circular array antenna)에 1개의 중앙 엘리먼트(center element)를 추가하여 재밍 대응 능력을 향상시키고 초기 위치 정보 신호의 수신 여부와 재밍 신호의 유무에 따라 ON/OFF 형태로 엘리먼트를 운영하는 배열 안테나 장치 및 방법과 이를 이용하여 수신된 신호 정보를 적응적으로 신호처리하는 재밍대응에 관한 것이다. 앞에서 언급된 개선된 배열 안테나 장치(circular array antenna)의 구조 및 이에 대한 운용 시나리오에 의할 경우 기존 배열 안테나의 전력 낭비를 줄임으로써 효율적인 운용이 가능하게 하며, 또한 재밍 신호 방향으로의 널링(nulling) 효과를 증가시켜 재밍 대응 성능 면에서도 기존 배열 안테나의 경우보다 개선된 효과를 발휘할 수 있게 된다.The present invention relates to an efficient array antenna operation scenario and an adaptive digital signal processing method in a global navigation satellite system (GNSS) anti-jamming system, and includes one central element in a conventional six-element circular array antenna. (antenna element) to improve jamming response capability and to operate the element in the ON / OFF form according to whether the initial position information signal is received and whether the jamming signal is present, and the received signal information using the same. The present invention relates to a jamming response for adaptive signal processing. According to the structure of the above-described improved array antenna and its operation scenario, efficient operation can be achieved by reducing power waste of the existing array antenna, and also nulling in the direction of the jamming signal. By increasing the effect, the jamming performance can be improved compared to the conventional array antenna.

GNSS(Global Navigation Satellite System), Anti-jamming, 재밍대응, 배열 안테나 엘리먼트 Global Navigation Satellite System (GNSS), Anti-jamming, Jamming, Array Antenna Elements

Description

GNSS Anti-jamming 시스템에서의 배열 안테나 장치 및 그 제어방법{Array antenna apparatus and control method of the same in GNSS Anti-jamming system}Array antenna apparatus and control method of the same in GNSS Anti-jamming system

도 1은 일반적인 6-element circular array antenna를 나타내는 도면1 is a diagram illustrating a general 6-element circular array antenna

도 2는 일반적인 GNSS(Global Navigation Satellite System) Anti-jamming 시스템의 구조도2 is a structural diagram of a general Global Navigation Satellite System (GNSS) Anti-jamming system

도 3a는 GNSS Anti-jamming 시스템에서 적응형 디지털 신호 처리를 위한 일반적인 STAP(Space-Time Adaptive Processing) 알고리즘의 구현을 나타내는 도면3A is a diagram illustrating an implementation of a general space-time adaptive processing (STAP) algorithm for adaptive digital signal processing in a GNSS anti-jamming system.

도 3b는 GNSS Anti-jamming 시스템에서 적응형 디지털 신호 처리를 위한 일반적인 SFAP(Space-Frequency Adaptive Processing 알고리즘의 구현을 나타내는 도면3B is a diagram illustrating an implementation of a general space-frequency adaptive processing algorithm for adaptive digital signal processing in a GNSS anti-jamming system.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 GNSS Anti-jamming 시스템에서의 효율적인 배열 안테나 장치(circular array antenna)의 구성을 나타내는 도면4 is a view showing the configuration of an efficient array antenna device (circular array antenna) in the GNSS anti-jamming system according to an embodiment of the present invention

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 개선된 circular array antenna의 구조를 나타내는 도면5 illustrates the structure of an improved circular array antenna according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 개선된 circular array antenna를 이용하여 초기 위치 정보를 알 수 있는 경우의 Anti-jamming 운용 시나리오를 나타내는 도면6 is a diagram illustrating an anti-jamming operation scenario when initial position information is known using an improved circular array antenna according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 도 6에서의 초기 위치 정보를 알 수 있는 경우의 Anti-jamming 운용 시나리오를 나타내는 플로우 차트FIG. 7 is a flowchart illustrating an anti-jamming operation scenario when initial position information of FIG. 6 is known according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 개선된 circular array antenna를 이용하여 초기 위치 정보를 알 수 없는 경우의 Anti-jamming 운용 시나리오를 나타내는 도면8 is a diagram illustrating an anti-jamming operation scenario when initial position information is not known using an improved circular array antenna according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 도 8에서의 초기 위치 정보를 알 수 없는 경우의 Anti-jamming 운용 시나리오를 나타내는 플로우 차트FIG. 9 is a flowchart illustrating an anti-jamming operation scenario when the initial position information of FIG. 8 is unknown in accordance with an embodiment of the present invention. FIG.

본 발명은 GNSS Anti-jamming 시스템에서의 배열 안테나 장치 및 방법에 관한 것으로, 기존의 원형 배열 안테나(6-element circular array antenna)에 1개의 중앙 엘리먼트(center element)를 추가하여 재밍 신호 부존재시 동작하도록 하므로 재밍 신호의 유무에 따라 ON/OFF 형태로 엘리먼트를 운영하는 배열 안테나 장치 및 이를 이용한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an array antenna apparatus and method in a GNSS anti-jamming system, and to add one center element to an existing six-element circular array antenna to operate in the absence of jamming signals. Therefore, the present invention relates to an array antenna device for operating an element in an ON / OFF form according to the presence or absence of a jamming signal, and a method using the same.

GPS(Global Positioning System)로 대표되는 GNSS(Global Navigation Satellite System)는 위성으로부터 위성의 위치, 시간 및 기타 오차 보정 요소에 관한 정보를 받아 사용자의 정확한 시각정보 및 위치를 측정하기 위한 위성항법시스템이다. 현재 GNSS 시스템은 군사 및 민간 영역의 육상, 해상, 항공 시스템에서 다양하게 이용되고 있다. 군사적 측면에서의 활용은 민간의 활용보다 훨씬 더 중요한 위치를 차지하고 있으며, 특히 무인항공기 이착륙, 정밀 유도무기 등에는 필수적이다. GNSS 시스템은 정확한 시각 및 위치정보를 획득하기 위해 최소 4개 이상의 위성으로부터 전파를 수신할 수 있어야 한다.The Global Navigation Satellite System (GNSS), which is represented by a GPS (Global Positioning System), is a satellite navigation system that receives accurate information about a satellite's position, time, and other errors from satellites and measures accurate visual information and position of the user. GNSS systems are currently used in a variety of land, sea and air systems in the military and civilian sectors. Military use is far more important than civilian use, and is essential for unmanned aircraft takeoffs and precision guided weapons. The GNSS system must be able to receive radio waves from at least four satellites in order to obtain accurate time and location information.

그런데, 이들 위성들로부터의 신호 수신이 치명적인 jamming 존재 시에도 동작 가능한 정밀응용분야 또는 군사용 GNSS 수신기 시스템의 개발은 필수적이다. 이에 따라 공간적으로 jamming 신호를 제거할 수 있는 적응형 안테나가 제안되었으나, 적응형 안테나만을 이용한 anti-jamming 신호처리 기법은 multipath 존재 시 성능이 열화되는 단점이 존재하는 바, 이에 추가적으로 시간 영역 또는 주파수 영역에서의 신호처리에 의해 jamming 신호를 제거하는 기술이 도입되었다.However, it is essential to develop a precision application or military GNSS receiver system that can operate even in the presence of jamming where signal reception from these satellites is fatal. Accordingly, an adaptive antenna that can spatially remove jamming signals has been proposed, but the anti-jamming signal processing technique using only the adaptive antenna has a disadvantage in that performance deteriorates when multipath exists. In addition, a time domain or a frequency domain A technique for removing jamming signals has been introduced by the signal processing in.

현재 이러한 재밍 대응 능력을 갖춘 위성항법수신기 개발에 필요한 디지털 신호처리, 안테나 기술 분야 등에 대한 기술 확보가 중요시되고 있으며, 그 중에서도 배열 안테나 및 수신 신호에 대한 anti-jamming 신호처리 기법의 원천기술 확보 및 이를 위한 체계적인 연구가 가장 중요하다. At present, it is important to secure technologies for the field of digital signal processing and antenna technology necessary for the development of satellite navigation receiver with jamming capability. Among them, securing the source technology of anti-jamming signal processing technique for array antenna and received signal Systematic research is the most important.

anti-jamming 신호 처리기법 중에서, 상기 언급된 공간적으로 jamming 신호를 제거할 수 있는 적응형 안테나만을 이용한 anti-jamming 신호처리 기법이 가지는 multipath 존재시의 성능 열화의 단점을 보완한 STAP(space-time adaptive processing)/SFAP(space-frequency adaptive processing) 알고리즘을 이용한 anti-jamming 신호 처리 기법이 논의된다.Among the anti-jamming signal processing techniques, the space-time adaptive that compensates for the disadvantages of performance degradation in the presence of multipath with the anti-jamming signal processing technique using only the adaptive antenna capable of removing the spatial jamming signals mentioned above. An anti-jamming signal processing technique using a processing / space-frequency adaptive processing (SFAP) algorithm is discussed.

그러나 이러한 STAP/SFAP 알고리즘을 이용한 anti-jamming 기법은 각 antenna element의 신호를 이용한 디지털 신호처리 과정이 필요하기 때문에 기존의 공간적으로 jamming 신호를 제거하는 방식에 비해 전력 효율이 낮다는 문제점이 존재한다. 특히 GPS 와 같은 경우 지구 상공 2 만㎞라는 장거리 위성에서 보내온 전파가 지상 수신기에 도착할 때에는 전파의 힘은 매우 약하게 되어 재머에 의한 재밍에 취약한 문제점을 가지고 있으며, 따라서 상기 언급된 GNSS 시스템의 spreading을 통한 processing gain만으로 재밍을 극복하기는 역부족이라고 할 수 있다.However, since the anti-jamming technique using the STAP / SFAP algorithm requires a digital signal processing process using the signal of each antenna element, there is a problem that power efficiency is lower than that of the conventional method of removing the jamming signal spatially. In particular, in case of GPS, when the radio wave from the long-distance satellite of 20,000km over the earth arrives at the terrestrial receiver, the power of the radio wave is very weak and it is vulnerable to jamming by jammers. Overcoming jamming with processing gain alone is not enough.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 기술적 과제로서 GNSS(Global Navigation Satellite System) anti-jamming 시스템의 요소 기술인 배열 안테나에 대하여 효율적인 운용이 가능한 개선된 circular array antenna의 구조 및 운용 시나리오를 제안하는 바, 추가된 중앙 엘리먼트(center element)를 이용하는 재밍 신호 부존재시의 동작 구성으로 재밍 신호의 유무에 따른 ON/OFF 형태의 엘리먼트 운영하여 기존의 GNSS anti-jamming 방식보다 향상된 전력 효율을 가지며 처리되는 재밍에 대한 정확도를 향상시킨다. The present invention proposes a structure and operation scenario of an improved circular array antenna capable of efficiently operating an array antenna as an element technology of a global navigation satellite system (GNSS) anti-jamming system. The operation configuration in the absence of jamming signal using the center element, which operates on / off type element according to the presence or absence of jamming signal, has better power efficiency than the existing GNSS anti-jamming method and the accuracy of jamming processed To improve.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예로 GNSS Anti-jamming 시스템에서의 배열 안테나 장치는 수신되는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 신호 외에 재밍(jamming) 신호 존재시 상기 재밍 신호에 대한 적응형 신호 처리 동작을 위한 선택적 운영의 안테나 엘리먼트들이 포함된 재밍 존 재 안테나 부 및 상기 수신되는 GNSS 신호 외에 재밍(jamming) 신호 부존재시 상기 GNSS 신호 처리를 위한 최소한의 특정 안테나 엘리먼트가 포함된 재밍 부재 안테나 부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem, the array antenna device in the GNSS anti-jamming system adapts to the jamming signal when a jamming signal exists in addition to the received Global Navigation Satellite System (GNSS) signal. Jamming member antenna unit including an antenna element of the optional operation for the type signal processing operation and a jamming member antenna including a minimum specific antenna element for processing the GNSS signal in the absence of a jamming signal in addition to the received GNSS signal Contains wealth.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예로 GNSS Anti-jamming 시스템에서 초기 위치 정보가 인지된 경우의 적응형 배열 안테나를 이용한 신호 처리 방법은 수신되는 GNSS 신호 외에 재밍(jamming) 신호 존재시 원형 배열 안테나 엘리먼트들(circular array antenna elements) 외 GNSS 신호 처리를 위한 추가의 안테나 엘리먼트(antenna element)를 포함한 적응형 배열 안테나에서 상기 배열 안테나 엘리먼트들을 온(ON)시켜 상기 GNSS 신호의 방향으로 빔(beam)을 형성하고 상기 재밍 신호의 방향으로 널링(nulling)을 수행하는 단계 및 수신되는 GNSS 신호 외에 재밍 신호 부존재시 상기 적응형 배열 안테나에서 상기 추가의 안테나 엘리먼트를 온(ON)시켜 상기 GNSS 신호를 처리하는 단계를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above technical problem, a signal processing method using an adaptive array antenna when initial position information is recognized in a GNSS anti-jamming system is provided with a jamming signal in addition to the received GNSS signal. Beams in the direction of the GNSS signal by turning on the array antenna elements in an adaptive array antenna including additional antenna elements for processing GNSS signals in addition to circular array antenna elements forming a beam and performing nulling in the direction of the jamming signal and turning on the additional antenna element in the adaptive array antenna in the absence of a jamming signal in addition to the received GNSS signal; It includes the step of processing.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예로 GNSS Anti-jamming 시스템에서 초기 위치 정보를 모르는 경우의 적응형 배열 안테나를 이용한 신호 처리 방법은 수신되는 GNSS 신호 외 재밍(jamming) 신호 존재시 원형 배열 안테나 엘리먼트들(circular array antenna elements) 외 GNSS 신호 처리를 위한 추가의 안테나 엘리먼트(antenna element)를 포함한 적응형 배열 안테나에서 상기 원형 배열 안테나 엘리먼트들을 온(ON)시키고 초기화된 방향 또는 임의 설정된 방향으로 빔(beam)을 형성하여 상기 GNSS 신호의 방향을 확인하는 단계, 상기 GNSS 신호의 방향이 확인된 경우 상기 원형 배열 안테나 엘리멘트들을 이용하여 상기 확인된 GNSS 신호의 방향으로 빔(beam)을 형성하고 상기 재밍 신호 방향으로 널링(nulling)을 수행하는 단계 및 상기 GNSS 신호 외 재밍 신호 부존재시 상기 적응형 배열 안테나에서 상기 추가의 안테나 엘리먼트를 온(ON)시켜 상기 GNSS 신호를 처리하는 단계를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above technical problem, a signal processing method using an adaptive array antenna when the initial position information is not known in a GNSS anti-jamming system is provided when a jamming signal other than the received GNSS signal is present. In the adaptive array antenna including an additional antenna element for processing GNSS signals in addition to the circular array antenna elements, the circular array antenna elements are turned on and initialized or arbitrarily set. Forming a beam to confirm the direction of the GNSS signal, and when the direction of the GNSS signal is confirmed, forming a beam in the direction of the identified GNSS signal using the circular array antenna elements; Performing nulling in the jamming signal direction and jamming signal unit other than the GNSS signal; And if present, turning on the additional antenna element at the adaptive array antenna to process the GNSS signal.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 일반적인 GNSS Anti-jamming 시스템의 구성을 살펴본 후 본 발명의 실시예에 대하여 자세히 살펴보고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it looks at the configuration of a general GNSS anti-jamming system and then look at the embodiment of the present invention in detail.

도 1은 일반적인 6-element circular array antenna를 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a general 6-element circular array antenna.

이는 GNSS Anti-jamming 시스템 내 배열 안테나(array antenna)에 관한 것으로 일반적인 6-element circular array antenna의 구조와 동작 원리를 표현한 것이다. 상기 배열 안테나는 적응형 신호 처리에 의해 원하는 수신 신호 방향으로 beam이 형성되며, 재밍 신호의 방향으로 nulling을 시키는 원리로 동작된다. 빔 형성을 위해서 circular array antenna는 원하는 신호의 도달각 θ와 방위각 Φ에 의해서 방향 벡터가 설정되는데, 이러한 circular array antenna의 방향 벡터는 아래 식과 같이 표현된다. 방향 벡터는 “array manifold vector”라고 하며, DOA(Direction of Arrival)을 찾고, beamforming과 array 동작 등 여러 면에서 중요하다. This relates to an array antenna in the GNSS anti-jamming system and represents a structure and operation principle of a general 6-element circular array antenna. The array antenna has a beam formed in a direction of a desired received signal by adaptive signal processing, and operates on a principle of nulling in the direction of a jamming signal. For beam forming, the direction vector is set by the arrival angle θ and the azimuth angle Φ of the desired signal. The direction vector of the circular array antenna is expressed as follows. The direction vector is called an "array manifold vector" and is important in many ways, such as finding a direction of arrival (DOA), beamforming, and array operations.

Figure 112007018552686-pat00001
Figure 112007018552686-pat00001

여기서, c는 신호의 전송 속도, N은 안테나 소자 수이며 r은 circular array 의 반경이다. 또한 w는 각 주파수로서  

Figure 112007018552686-pat00002
이다.Where c is the transmission rate of the signal, N is the number of antenna elements, and r is the radius of the circular array. W is the frequency
Figure 112007018552686-pat00002
to be.

도 2는 일반적인 GNSS(Global Navigation Satellite System) Anti-jamming 시스템의 구조도이다.2 is a structural diagram of a general Global Navigation Satellite System (GNSS) Anti-jamming system.

도 2를 참조하면, Anti-jamming 시스템(200)은 크게 적응형 안테나(201), STAP(space-time adaptive processing)/SFAP(space-frequency adaptive processing) process(204), DOA 추정기(202) 그리고 weight vector 추정기(203)로 구성된다. DOA 추정기(202)는 적응형 안테나(201)에 수신된 신호를 이용하여 수신 신호의 DOA를 추정한 다음에 weight vector 추정기(203)에다 수신 신호의 DOA 정보를 넘겨준다. Referring to FIG. 2, the anti-jamming system 200 includes an adaptive antenna 201, a space-time adaptive processing (STAP) / space-frequency adaptive processing (SFAP) process 204, a DOA estimator 202, and the like. weight vector estimator 203. The DOA estimator 202 estimates the DOA of the received signal using the signal received by the adaptive antenna 201 and then passes the DOA information of the received signal to the weight vector estimator 203.

그러면, weight vector 추정기(203)는 DOA 추정기(202)에서 추정된 수신 신호의 DOA와 GPS(GNSS) receiver에서 받은 code 시점 정보를 이용하여 jamming 신호를 제거하고, 원하는 신호의 신호 전력을 최대화할 수 있는 weight vector를 추정하게 된다. weight vector 추정기(203)에서 추정된 weight vector는 STAP의 수신 space-time vector 혹은 SFAP의 수신 space-frequency vector의 weighting coefficient로 사용되며, 최종적으로 수신 신호 vector와 weight vector가 곱해진 신호 vector는 누적기(205)를 통해 합쳐진 신호는 jamming 신호가 제거된 신호로 GPS(GNSS) receiver(210)의 입력 신호가 된다.Then, the weight vector estimator 203 removes the jamming signal using the DOA of the received signal estimated by the DOA estimator 202 and the code point information received from the GPS (GNSS) receiver, and maximizes the signal power of the desired signal. Estimate the weight vector. The weight vector estimated by the weight vector estimator 203 is used as the weighting coefficient of the receiving space-time vector of the STAP or the receiving space-frequency vector of the SFAP, and the signal vector obtained by multiplying the received signal vector and the weight vector is an accumulator. The combined signal through 205 is a signal from which the jamming signal is removed and becomes an input signal of the GPS (GNSS) receiver 210.

앞에서 각 antenna element 신호의 적응형 디지털 신호처리를 위해 STAP/SFAP 알고리즘이 적용됨을 알 수 있다. 자세한 STAP/SFAP 알고리즘에 대한 설 명을 이하에서 설명하고자 한다.It can be seen that the STAP / SFAP algorithm is applied to the adaptive digital signal processing of each antenna element signal. A detailed description of the STAP / SFAP algorithm will be described below.

도 3a는 GNSS Anti-jamming 시스템에서 적응형 디지털 신호 처리를 위한 일반적인 STAP(Space-Time Adaptive Processing) 알고리즘의 구현을 나타내는 도면이다.3A is a diagram illustrating an implementation of a general space-time adaptive processing (STAP) algorithm for adaptive digital signal processing in a GNSS anti-jamming system.

이는 재밍 제거를 위한 STAP 방식의 구조를 나타내는 것으로 배열 안테나의 각 안테나 소자에 추가적으로 transversal filter 개념의 FIR filter를 도입하여 jamming 신호를 제거하는 방식으로서, 각 배열 안테나의 FIR filter 계수들은 배열 안테나에 입력되는 공간적인 신호들과 FIR filter 에 대한 시간적인 신호들의 조합인 space time signal vector를 이용하여 weight vector를 추정되게 되며, 추정된 weight vector는 각 배열 안테나의 FIR filter 계수로서 적용되어 jamming 신호를 제거하게 된다.This shows the structure of STAP method for eliminating jamming. It is a method of eliminating jamming signal by introducing FIR filter of transversal filter concept to each antenna element of array antenna, and FIR filter coefficients of each array antenna are input to array antenna. The weight vector is estimated using a space time signal vector, which is a combination of spatial signals and temporal signals for the FIR filter, and the estimated weight vector is applied as the FIR filter coefficient of each array antenna to remove the jamming signal. .

도 3b는 GNSS Anti-jamming 시스템에서 적응형 디지털 신호 처리를 위한 일반적인 SFAP(Space-Frequency Adaptive Processing 알고리즘의 구현을 나타내는 도면이다.FIG. 3B is a diagram illustrating an implementation of a general space-frequency adaptive processing algorithm for adaptive digital signal processing in a GNSS anti-jamming system.

이는 재밍 제거를 위한 SFAP 방식의 구조를 나타내는 것으로 이러한 SFAP 방식은 각 안테나 어레이에 FFT(Fast Fourier Transform)와 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 적용하여 주파수 영역에서의 적응형 신호 처리를 통해 jamming을 제거하는 방식으로 각 배열 안테나에 수신된 신호들은 FFT 사이즈만큼의 버퍼에 저장된 후 FFT를 통하여 주파수 영역의 신호로 변환되게 되며, weight vector는 배열 안테나에 입력되는 공간적인 신호들과 FFT 통과 후의 주파수 영역 신호들의 조합인 space frequency signal vector를 이용하여 추정하게 된다. 이렇게 추정된 weight vector는 각 frequency bin의 계수로서 적용되어 jamming 신호를 제거하게 된다.This shows the structure of the SFAP method for jamming elimination. The SFAP method removes jamming through adaptive signal processing in the frequency domain by applying Fast Fourier Transform (FFT) and Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) to each antenna array. In this way, the signals received by each array antenna are stored in a buffer of the FFT size and then converted into signals in the frequency domain through the FFT, and the weight vector is the spatial signals input to the array antenna and the frequency domain signals after passing the FFT. It is estimated using the space frequency signal vector, which is a combination of the two. The estimated weight vector is applied as a coefficient of each frequency bin to remove the jamming signal.

그러나, 앞에서 언급된 STAP/SFAP 방식은 기존의 공간적으로 jamming 신호를 제거할 수 있는 적응형 안테나만을 이용한 anti-jamming 신호처리 기법의 multipath 존재 시 성능이 열화되는 단점을 보완할 수 있는 방식이나, 앞서 언급했듯이 각 antenna element의 신호를 이용하여 STAP과 SFAP 방식의 디지털 신호처리 과정이 필요하기 때문에 기존의 공간적으로 jamming 신호를 제거하는 방식에 비해 전력 효율면에서 크게 열화되어 한정된 전력을 이용하여 목표물까지 이동하기 위해서 이동 플랫폼은 큰 전력이 필요로 하다는 단점이 있게 된다. However, the above-mentioned STAP / SFAP method can compensate for the deterioration of the performance deterioration in the presence of multipath of the anti-jamming signal processing technique using only an adaptive antenna capable of removing the spatial jamming signal. As mentioned, STAP and SFAP type digital signal processing process is required by using the signal of each antenna element, so it is much deteriorated in power efficiency compared to the conventional method of removing jamming signal and moves to the target using limited power. In order to do so, the mobile platform requires a large power.

따라서 이하에서는 상기 단점을 개선하여 본 발명인 GNSS Anti-jamming 시스템에서의 효율적인 배열 안테나 장치 및 방법에 대하여 살펴보도록 한다.Therefore, in the following to improve the above disadvantages to look at the efficient array antenna device and method in the GNSS anti-jamming system of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 GNSS Anti-jamming 시스템에서의 효율적인 배열 안테나 장치(circular array antenna)의 구성을 나타내는 도면이다.4 is a view showing the configuration of an efficient array antenna device (circular array antenna) in the GNSS anti-jamming system according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 효율적인 배열 안테나 장치(400)는 수신되는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 신호 외에 재밍(jamming) 신호 존재시 상기 재밍 신호에 대한 적응형 신호 처리 동작을 위한 선택적 운영의 안테나 엘리먼트들이 포함된 재밍 존재 안테나 부(410)와 상기 수신되는 GNSS 신호 외에 재밍(jamming) 신호 부존재시 상기 GNSS 신호 처리를 위한 최소한의 특정 안테나 엘리먼트가 포함된 재 밍 부재 안테나 부(420)로 구성된다.Referring to FIG. 4, the efficient array antenna device 400 may include antenna elements of an optional operation for adaptive signal processing operation for the jamming signal when a jamming signal exists in addition to the received Global Navigation Satellite System (GNSS) signal. An jamming presence antenna unit 410 is included and a jamming member antenna unit 420 including a minimum specific antenna element for processing the GNSS signal in the absence of a jamming signal in addition to the received GNSS signal.

여기서 상기 재밍 존재 안테나 부(410)에서의 상기 안테나 엘리먼트들은 원형 배열 안테나(circular array antenna)의 6개 엘리먼트(6-element)이며, 상기 재밍 부재 안테나 부(420)에서의 상기 특정 안테나 엘리먼트는 상기 재밍 존재 안테나 부(410)의 상기 안테나 엘리먼트들 중간에 위치하는 추가 안테나 엘리먼트(center antenna element)이다.Herein, the antenna elements in the jamming presence antenna unit 410 are six elements of a circular array antenna, and the specific antenna element in the jamming member antenna unit 420 is An additional antenna element located in the middle of the antenna elements of the jamming presence antenna section 410.

재밍 제거의 효율을 높이기 위해 GNSS 신호 외에 재밍 신호가 있는 경우에도 상기 재밍 부재 안테나 부(420)의 상기 특정 안테나 엘리먼트를 상기 재밍 존재 안테나 부(410)의 상기 안테나 엘리먼트들과 함께 운영하여 재밍을 제거하도록 한다.In order to improve the efficiency of jamming, even when there is a jamming signal in addition to the GNSS signal, the specific antenna element of the jamming member antenna unit 420 is operated together with the antenna elements of the jamming presence antenna unit 410 to remove jamming. Do it.

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 개선된 circular array antenna의 구조를 나타내는 도면이다.5 is a view showing the structure of an improved circular array antenna according to an embodiment of the present invention.

이는 개선된 circular array antenna의 구조 및 재밍 신호 존재 시의 동작 원리를 표현한 것으로 상기 도 4에서의 효율적인 배열 안테나 장치의 일실시예로서 일반적인 6개 엘리먼트의 원형 안테나 장치(6-element circular array antenna)에 추가로 1개의 중앙 안테나 엘리먼트(center element)를 가지는 배열 안테나 장치(7-element circular array antenna)에 관한 것이다. This represents the structure of the improved circular array antenna and the operation principle in the presence of a jamming signal. As an example of the efficient array antenna device shown in FIG. 4, the conventional six-element circular array antenna is used. It further relates to a 7-element circular array antenna having one center antenna element.

상기 개선된 배열 안테나 장치(7-element circular array antenna)는 재밍 신호 존재 시 6개 엘리먼트의 원형 안테나 장치와의 동작 원리와 같으나, 재밍 신호가 존재하지 않을 경우 추가된 1개의 중앙 안테나 엘리먼트(center element)가 동작하도록 하여 재밍신호의 존재 유무에 따라 ON/OFF 형태로 동작가능하도록 한 다.The improved 7-element circular array antenna is the same as the operation principle of the six-element circular antenna device in the presence of a jamming signal, but one center antenna element added when the jamming signal is not present ) Can be operated in ON / OFF mode depending on the presence of jamming signal.

즉, 재밍 신호가 존재할 경우는 center element 주위의 circular array antenna를 ON 시켜서 적응형 신호처리 동작을 수행함으로써 재밍신호를 제거하게 되며, 재밍신호가 존재하지 않을 경우 center element 주위의 circular array antenna를 OFF 시키고 center element 만을 이용하여 GNSS 신호를 수신하는 방식이다. In other words, if there is a jamming signal, the circular array antenna around the center element is turned on to perform an adaptive signal processing operation, and if the jamming signal is not present, the jamming signal is removed. It is a method of receiving a GNSS signal using only the center element.

이렇게 개선된 배열 안테나 장치(circular array antenna)가 적용될 anti-jamming 시스템의 구조 및 적응형 디지털 신호처리 기술인 STAP과 SFAP의 구조는 앞서 설명한 도 2, 도 3a, 도 3b에서 동일하며, 이들의 동작 방식도 앞서 설명한 내용과 동일하다. 이러한 개선된 배열 안테나 장치(circular array antenna)의 동작을 보면, 기존 배열 안테나 장치에서 재밍 신호가 존재하지 않을 경우에도 동작하는 적응형 신호 처리에 의해 발생하는 전력 낭비를 제거할 수 있는 장점이 있으며, 또한 7 개의 antenna element를 사용함으로써 기존 6-element circular array antenna에 비해 눌링(nulling) 성능을 향상시킴으로써 좀 더 강인한 재밍 대응 성능을 얻을 수 있게 한다.The structure of the anti-jamming system to which the improved array antenna device is applied and the structure of STAP and SFAP, which are adaptive digital signal processing technologies, are the same in FIGS. 2, 3A, and 3B. Is the same as described above. The improved operation of the circular array antenna has the advantage of eliminating power waste caused by adaptive signal processing that operates even when no jamming signal exists in the existing array antenna device. In addition, the use of seven antenna elements improves the nulling performance compared to the existing 6-element circular array antenna, thereby achieving more robust jamming performance.

이제 개선된 배열 안테나 장치를 이용하여 재밍 신호를 처리하는 방법을 고려할 필요가 있는데, 이러한 처리 방법은 크게 초기 GNSS 신호의 방향을 알 수 없는 경우와 초기 GNSS 신호의 방향을 알 수 있는 경우, 그리고 초기 방향 설정 이후 재밍 신호의 영향을 받는 경우와 받지 않는 경우로 운용 시나리오가 나눌 수 있다.Now, it is necessary to consider a method of processing jamming signals using an improved array antenna device, which is largely unknown when the direction of the initial GNSS signal is unknown, the direction of the initial GNSS signal, and the initial Operational scenarios can be divided into those affected by jamming signals and those not received after orientation.

도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 개선된 circular array antenna 를 이용하여 초기 위치 정보를 알 수 있는 경우의 Anti-jamming 운용 시나리오를 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating an anti-jamming operation scenario when initial position information can be known using an improved circular array antenna according to an exemplary embodiment of the present invention.

이는 초기 위치 정보를 알 수 있는 경우의 운용 시나리오를 도시한 것으로,초기 위치 정보를 알 수 있는 경우는 크게 Sleep Mode와 AJ(Anti-Jamming) Mode로 나뉜다. 여기서 Sleep Mode는 초기 위치를 설정한 이동 플랫폼이 동작 시 재밍신호의 영향을 받지 않는 상태의 mode로서 7개의 element 중 center element를 제외한 주위의 6개의 element를 OFF 하고 center element만을 이용하여 GNSS 신호를 수신하게 된다. 이러한 Sleep Mode의 설정으로 재밍 신호가 존재하지 않을 경우 적응형 신호처리 동작을 수행하지 않음으로써 전력 사용을 최소화할 수 있다. This shows an operation scenario when the initial location information can be known, and the initial location information can be classified into a sleep mode and an anti-jamming (AJ) mode. Sleep mode is a mode in which the mobile platform set the initial position is not affected by the jamming signal, and turns off six elements except the center element among the seven elements and receives the GNSS signal using only the center element. Done. If the jamming signal does not exist with the setting of the sleep mode, power usage may be minimized by not performing the adaptive signal processing operation.

AJ Mode는 초기 위치를 설정한 이동 플랫폼이 동작 시 재밍 신호의 영향을 받을 경우 수신 신호의 방향으로 beamforming을 수행하고 재밍 신호의 방향으로 nulling을 수행하기 위해 동작하는 Mode로서 center element 포함한 주위의 6개의 element를 ON 시키고 STAP/SFAP 방식의 적용을 통한 anti-jamming 디지털 신호 처리를 수행하는 Mode이다. 즉 AJ mode를 통해 재밍 신호를 제거하게 되며, 이 후 다시 재밍 신호의 영향을 받지 않게 되면 다시 Sleep Mode로 전환하여 전력 사용을 최소화하는 방향으로 운용되는 것이다.AJ mode is a mode that performs beamforming in the direction of a received signal and nulling in the direction of a jamming signal when a mobile platform having an initial position set is affected by a jamming signal. This mode is to turn on the element and perform anti-jamming digital signal processing by applying STAP / SFAP method. That is, the jamming signal is removed through the AJ mode. After that, when the jamming signal is not affected again, the jamming signal is switched back to the sleep mode to minimize power usage.

도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 도 6에서의 초기 위치 정보를 알 수 있는 경우의 Anti-jamming 운용 시나리오를 나타내는 플로우 차트이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating an anti-jamming operation scenario when initial position information of FIG. 6 is known according to an exemplary embodiment of the present invention.

이는 초기의 GNSS 신호의 위치 정보를 알 수 있는 경우의 운용 시나리오를 나타내는 것으로, 도 7을 참조하면 먼저 수신되는 GNSS 신호 외에 재밍(jamming) 신호 존재시(701), 원형 배열 안테나 엘리먼트들(circular array antenna elements) 외 GNSS 신호 처리를 위한 추가의 안테나 엘리먼트(antenna element)를 포함한 적응형 안테나에서 상기 원형 배열 안테나 엘리먼트들을 온(ON)시켜 상기 GNSS 신호의 방향으로 빔(beam)을 형성하고 상기 재밍 신호의 방향으로 널링(nulling)을 수행한다(702). 단, 수신되는 GNSS 신호 외에 재밍 신호가 부존재시(701), 상기 적응형 안테나에서 상기 추가의 안테나 엘리먼트를 온(ON)시켜 상기 GNSS 신호를 처리하게 된다(703).This shows an operation scenario when the position information of the initial GNSS signal is known. Referring to FIG. 7, when a jamming signal exists in addition to the GNSS signal received first (701), circular array antenna elements (circular array) In the adaptive antenna including an additional antenna element for processing other GNSS signals, the circular array antenna elements are turned on to form a beam in the direction of the GNSS signal and the jamming signal. Nulling is performed in the direction of 702. However, when a jamming signal is not present in addition to the received GNSS signal (701), the adaptive antenna turns on the additional antenna element to process the GNSS signal (703).

상기 적응형 안테나에서 상기 추가의 안테나 엘리먼트는 6개의 원형 배열 안테나 엘리먼트들(6-element circular array antenna)의 중간에 위치되며, 상기 재밍 신호 방향으로 눌링을 수행은 앞에서 언급된 STAP(space-time adaptive processing)/SFAP(space-frequency adaptive processing) 알고리즘을 이용하도록 한다.In the adaptive antenna, the additional antenna element is located in the middle of six six-element circular array antennas, and performing the quenching in the direction of the jamming signal is the aforementioned space-time adaptive. use a processing / space-frequency adaptive processing (SFAP) algorithm.

또한 상기 GNSS 신호의 방향으로 빔을 형성하고 상기 재밍 신호의 방향으로 널링을 수행시에는 상기 적응형 안테나에서 상기 원형 배열 안테나 엘리먼트들과 상기 추가의 안테나 엘리먼트를 함께 온시켜 상기 GNSS 신호의 방향으로 빔을 형성하고 상기 재밍 신호의 방향으로의 눌링을 수행하게 된다.Also, when forming a beam in the direction of the GNSS signal and performing nulling in the direction of the jamming signal, the adaptive antenna turns on the circular array antenna elements and the additional antenna element to beam in the direction of the GNSS signal. And pressing in the direction of the jamming signal.

도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 개선된 circular array antenna를 이용하여 초기 위치 정보를 알 수 없는 경우의 Anti-jamming 운용 시나리오를 나타내는 도면이다.8 is a diagram illustrating an anti-jamming operation scenario when initial position information is not known using an improved circular array antenna according to an exemplary embodiment of the present invention.

이는 초기 위치 정보를 알 수 없는 경우의 운용 시나리오를 도시한 것으로, 초기 위치 정보를 알 수 없는 경우는 크게 Nulling Mode와 AJ(Anti-Jamming) Mode 그리고 Sleep Mode로 나뉜다. Nulling Mode는 center element 주위의 6개의 element를 ON 시키고 STAP/SFAP 방식의 적용을 통한 anti-jamming 디지털 신호처리를 수행하는 Mode지만, 초기 재밍신호의 영향으로 초기 위치 정보를 알 수 없기 때문에 수신 신호의 방향은 Initial DOA(임의의 방향)으로 빔 형성을 하고 재밍 신호를 제거하는 Mode이다.This shows an operation scenario when the initial position information is unknown, and when the initial position information is unknown, it is largely divided into a nulling mode, an anti-jamming mode, and a sleep mode. Nulling Mode is a mode that turns on six elements around a center element and performs anti-jamming digital signal processing by applying STAP / SFAP method, but because the initial position information is not known due to the influence of the initial jamming signal, The direction is a mode that forms beams in the initial DOA and removes jamming signals.

Nulling Mode의 동작을 통해 GPS(GNSS) 신호의 방향을 찾게 되면, Nulling Mode에서 AJ Mode로 넘어가게 되며, 이 후 다시 재밍신호의 영향을 받지 않게 되면 다시 Sleep Mode로 전환하여 전력 사용을 최소화하는 방향으로 운용된다. 따라서 개선된 circular array antenna는 center element를 통한 기존 circular array antenna에 없던 Sleep Mode의 설정을 통해 재밍신호가 존재하지 않을 경우에도 동작하는 적응형 신호처리에 의해 발생하는 전력 낭비를 최소화할 수 있는 장점이 있다. When the direction of GPS (GNSS) signal is found through the operation of the nulling mode, the system transitions from the nulling mode to the AJ mode.After that, when the signal is not affected by the jamming signal again, it switches back to the sleep mode to minimize the power usage. It is operated by. Therefore, the improved circular array antenna has the advantage of minimizing the power waste caused by adaptive signal processing that operates even when there is no jamming signal by setting the sleep mode that does not exist in the existing circular array antenna through the center element. have.

자세히는 아래 기존의 circular array antenna 구조와 개선된 circular array antenna 구조의 성능 비교를 통하여 개선된 circular array antenna의 재밍 대응 성능이 기존의 circular array antenna의 성능보다 우수함을 확인할 수 있다.In detail, the jamming performance of the improved circular array antenna is superior to that of the conventional circular array antenna by comparing the performance of the conventional circular array antenna structure and the improved circular array antenna structure.

먼저 모의 실험을 위한 파라미터는 아래 표 1과 같다.First, the parameters for the simulation are shown in Table 1 below.

Chip rateChip rate 1.023Mcps1.023Mcps PRN codePRN code C/A codeC / A code ModulationModulation BPSKBPSK Spreading FactorSpreading Factor 2046020460 Antenna ArrayAntenna Array Conventional 6 element circular Linear Array Enhanced 7 element circular Linear ArrayConventional 6 element circular Linear Array Enhanced 7 element circular Linear Array Jamming signalJamming signal Wideband jammingWideband jamming

아래 표 2와 표 3은 단일 재머 환경에서의 기존의 6-element circular array antenna 구조와 개선된 7-element circular array antenna 구조의 jamming 전력에 따른 SINR(신호 대 간섭 및 잡음의 비) 및 BER(비트 오류율) 성능 비교이다. 표 2와 표 3의 성능에서 보듯이 최대 재밍 전력을 GNSS 신호의 60dB까지 높였을 경우 개선된 7-element circular array antenna의 구조가 기존의 6-element circular array antenna 구조보다 우수한 재밍 대응 성능을 보임을 확인할 수 있다.Tables 2 and 3 below show the SINR (Signal-to-Interference and Noise Ratio) and BER (Bit) according to the jamming power of the conventional 6-element circular array antenna structure and the improved 7-element circular array antenna structure in a single jammer environment. Error rate) performance comparison. As shown in the performance of Table 2 and Table 3, when the maximum jamming power is increased to 60dB of the GNSS signal, the improved 7-element circular array antenna structure shows better jamming performance than the conventional 6-element circular array antenna structure. You can check it.

단일 재머 환경에서 SINR 성능 비교와 BER 성능 비교는 다음과 같다.The SINR and BER performance comparisons in a single jammer environment are as follows.

Figure 112007018552686-pat00003
Figure 112007018552686-pat00003

Figure 112007018552686-pat00004
Figure 112007018552686-pat00004

표 4와 표 5는 각각 2개의 재밍 신호가 존재하는 환경에서 기존의 6-element circular array antenna 구조와 개선된 7-element circular array antenna 구조의 jamming 전력에 따른 SINR 및 BER 성능 비교이며, 표 6과 표 7은 3개의 재밍신호가 존재하는 환경에서의 기존의 6-element circular array antenna 구조와 개선된 7-element circular array antenna 구조의 jamming 전력에 따른 SINR 및 BER 성능 비교이다.Table 4 and Table 5 compare the SINR and BER performance according to the jamming power of the conventional 6-element circular array antenna structure and the improved 7-element circular array antenna structure in the presence of two jamming signals. Table 7 compares the SINR and BER performance according to the jamming power of the conventional 6-element circular array antenna structure and the improved 7-element circular array antenna structure in the presence of three jamming signals.

2개의 재머 환경에서 SINR 성능 비교와 BER 성능 비교는 다음과 같다.The SINR performance comparison and BER performance comparison in two jammer environments are as follows.

Figure 112007018552686-pat00005
Figure 112007018552686-pat00005

Figure 112007018552686-pat00006
Figure 112007018552686-pat00006

3개의 재머 환경에서 SINR 성능 비교와 BER 성능 비교는 다음과 같다The SINR and BER performance comparisons in three jammer environments are as follows.

Figure 112007018552686-pat00007
Figure 112007018552686-pat00007

Figure 112007018552686-pat00008
Figure 112007018552686-pat00008

상기 이러한 성능 검증으로써 단일 재머 환경에서의 성능과 마찬가지로 상기 2개 또는 3개의 재밍 신호가 존재하는 환경에서도 최대 재밍 전력을 GNSS 신호의 60dB까지 높였을 경우 개선된 7-element circular array antenna의 구조가 기존의 6-element circular array antenna 구조보다 우수한 재밍 대응 성능을 보임을 확인할 수 있다. 이를 통해서 개선된 7-element circular array antenna 구조는 기존의 6-element circular array antenna보다 전력 효율 면에서나 재밍 대응 성능 면에서 우수한 방식임을 확인할 수 있다.As a result of the performance verification, the structure of the improved 7-element circular array antenna is improved when the maximum jamming power is increased to 60 dB of the GNSS signal even in the environment where the two or three jamming signals exist as well as the performance in the single jammer environment. It can be seen that the jamming performance is superior to that of the 6-element circular array antenna structure. Through this, it can be seen that the improved 7-element circular array antenna structure is superior to the conventional 6-element circular array antenna in terms of power efficiency and jamming performance.

도 9는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 도 8에서의 초기 위치 정보를 알 수 없는 경우의 Anti-jamming 운용 시나리오를 나타내는 플로우 차트이다.FIG. 9 is a flowchart illustrating an anti-jamming operation scenario when initial position information in FIG. 8 is unknown according to an exemplary embodiment of the present invention.

이는 초기의 GNSS 신호의 위치 정보를 알 수 없는 경우의 운용 시나리오를 나타내는 것으로, 도 9을 참조하면 먼저 수신되는 GNSS 신호 외 재밍(jamming) 신호 존재시(901)에 원형 배열 안테나 엘리먼트들(circular array antenna elements) 외 GNSS 신호 처리를 위한 추가의 안테나 엘리먼트(antenna element)를 포함한 적응형 안테나에서 상기 원형 배열 안테나 엘리먼트들을 온(ON)시키고 초기화된 방향 또는 임의 설정된 방향으로 빔(beam)을 형성한 후에 상기 GNSS 신호의 방향을 확인하도록 한다(902).This represents an operation scenario when the initial position information of the GNSS signal is unknown. Referring to FIG. 9, circular array antenna elements are present in the presence of a jamming signal other than the received GNSS signal (901). After the antennas are turned on in an adaptive antenna including an additional antenna element for processing GNSS signals in addition to the antenna elements and forming a beam in an initialized or arbitrarily set direction The direction of the GNSS signal is checked (902).

그리고 상기 GNSS 신호의 방향이 확인된 경우에 상기 원형 배열 안테나 엘리멘트들을 이용하여 상기 확인된 GNSS 신호의 방향으로 빔(beam)을 형성하고 상기 재밍 신호 방향으로 널링(nulling)을 수행하게 된다(903). 그러나 상기 GNSS 신호 외 재밍 신호 부존재시(901)에는 상기 적응형 안테나에서 상기 추가의 안테나 엘리먼트를 온(ON)시켜 상기 GNSS 신호를 처리하도록 한다(904).When the direction of the GNSS signal is confirmed, a beam is formed in the direction of the identified GNSS signal using the circular array antenna elements, and nulling is performed in the direction of the jamming signal (903). . However, in the absence of the jamming signal other than the GNSS signal (901), the adaptive antenna is turned on to process the GNSS signal (904).

여기서, 상기 GNSS 신호의 방향 확인시(902)에는 상기 적응형 안테나에서 상기 원형 배열 안테나 엘리먼트들과 상기 추가의 안테나 엘리먼트를 함께 온시켜 GNSS 신호의 방향을 확인하며, 상기 GNSS 신호의 방향이 확인된 경우에는 상기 원형 배열 안테나 엘리먼트들과 상기 추가의 안테나 엘리먼트를 함께 이용하여 상기 확인된 GNSS 신호의 방향으로 빔을 형성하고 상기 재밍 신호 방향으로 눌링을 수행한다(903).Here, when the direction of the GNSS signal is confirmed (902), the circular antenna element and the additional antenna element are turned on together in the adaptive antenna to confirm the direction of the GNSS signal, and the direction of the GNSS signal is confirmed. In the case where the circular array antenna elements and the additional antenna element are used together, a beam is formed in the direction of the identified GNSS signal and the antenna is pressed in the direction of the jamming signal (903).

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The invention can also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. Computer-readable recording media include all kinds of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disks, optical data storage devices, and the like, which are also implemented in the form of carrier waves (for example, transmission over the Internet). Include. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention belongs.

이러한 본원 발명인 방법 및 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.Such a method and apparatus of the present invention have been described with reference to the embodiments shown in the drawings for clarity, but these are merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible to those skilled in the art. Will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the appended claims.

본 발명인 GNSS Anti-jamming 시스템에서의 효율적인 배열 안테나 장치 및 이를 이용한 처리 방법은 기존 6-element circular array antenna에 중앙 안테나 엘리먼트(center element)를 추가한 개선된 circular array antenna의 구조 및 이에 대한 운용 시나리오로서 기존 배열 안테나의 전력 낭비를 줄임으로써 효율적인 운용이 가능하게 하며, 또한 재밍 신호 방향으로의 nulling 효과를 증가시켜 재밍 대응 성능을 향상시킨다. 이러한 전력 효율과 재밍 대응 성능의 향상은 결국 GNSS anti-jamming 시스템을 탑재한 플랫폼의 효율과 정확도를 향상시키는 효과를 가진다.An efficient array antenna apparatus and a processing method using the same in the GNSS anti-jamming system of the present invention are the structure of an improved circular array antenna in which a center antenna element is added to an existing 6-element circular array antenna and an operation scenario thereof. Efficient operation is possible by reducing power waste of existing array antennas, and also improves jamming performance by increasing the nulling effect in the jamming signal direction. This improvement in power efficiency and jamming performance has the effect of improving the efficiency and accuracy of platforms equipped with GNSS anti-jamming systems.

Claims (5)

수신되는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 신호 외에 재밍(jamming) 신호 존재시,원형 배열 안테나 엘리먼트들(circular array antenna elements) 외 GNSS 신호 처리를 위한 추가의 안테나 엘리먼트(antenna element)를 포함한 적응형 배열 안테나에서 상기 원형 배열 안테나 엘리먼트들을 온(ON)시켜 상기 GNSS 신호의 방향으로 빔(beam)을 형성하고 상기 재밍 신호의 방향으로 널링(nulling)을 수행하는 재밍 존재 안테나 부; 및Adaptive array antenna including additional antenna elements for processing GNSS signals in addition to circular array antenna elements when jamming signals are present in addition to the received Global Navigation Satellite System (GNSS) signal A jamming presence antenna unit configured to turn on the circular array antenna elements to form a beam in the direction of the GNSS signal and to null in the direction of the jamming signal; And 상기 수신되는 GNSS 신호 외에 재밍(jamming) 신호 부존재시, 상기 적응형 배열 안테나에서 상기 추가의 안테나 엘리먼트를 온(ON)시켜 상기 GNSS 신호를 처리하는 재밍 부재 안테나 부;를 포함하는 GNSS Anti-jamming 시스템에서의 배열 안테나 장치.A jamming member antenna unit configured to process the GNSS signal by turning on the additional antenna element in the adaptive array antenna in the absence of a jamming signal in addition to the received GNSS signal; a GNSS anti-jamming system comprising a Array antenna device in. 제 1 항에 있어서, 상기 재밍 존재 안테나 부는 The antenna of claim 1, wherein the jamming presence antenna unit 상기 재밍 신호 존재시 상기 추가의 안테나 엘리먼트를 함께 온(ON)시켜 상기 GNSS 신호의 방향으로 빔(beam)을 형성하고 상기 재밍 신호의 방향으로 널링(nulling)을 수행하는 것을 특징으로 하는 GNSS Anti-jamming 시스템에서의 배열 안테나 장치.In the presence of the jamming signal, the additional antenna element is turned on together to form a beam in the direction of the GNSS signal and to perform nulling in the direction of the jamming signal. Array antenna device in jamming system. GNSS(Global Navigation Satellite System) Anti-jamming 시스템에서 초기 위치 정보가 인지된 경우의 신호 처리 방법에 있어서,In the signal processing method when the initial position information is recognized in the Global Navigation Satellite System (GNSS) Anti-jamming system, 수신되는 GNSS 신호 외에 재밍(jamming) 신호 존재시, 원형 배열 안테나 엘리먼트들(circular array antenna elements) 외 GNSS 신호 처리를 위한 추가의 안 테나 엘리먼트(antenna element)를 포함한 적응형 배열 안테나에서 상기 원형 배열 안테나 엘리먼트들을 온(ON)시켜 상기 GNSS 신호의 방향으로 빔(beam)을 형성하고 상기 재밍 신호의 방향으로 널링(nulling)을 수행하는 단계; 및In the presence of a jamming signal in addition to the received GNSS signal, the circular array antenna in an adaptive array antenna including an additional antenna element for processing GNSS signals in addition to the circular array antenna elements. Turning on elements to form a beam in the direction of the GNSS signal and nulling in the direction of the jamming signal; And 수신되는 GNSS 신호 외에 재밍 신호 부존재시, 상기 적응형 배열 안테나에서 상기 추가의 안테나 엘리먼트를 온(ON)시켜 상기 GNSS 신호를 처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 GNSS Anti-jamming 시스템에서의 배열 안테나 제어 방법.And in the absence of a jamming signal in addition to the received GNSS signal, processing the GNSS signal by turning on the additional antenna element in the adaptive array antenna. Antenna control method. GNSS(Global Navigation Satellite System) Anti-jamming 시스템에서 초기 위치 정보를 모르는 경우의 신호 처리 방법에 있어서,In the signal processing method when the initial location information is unknown in the Global Navigation Satellite System (GNSS) Anti-jamming system, 수신되는 GNSS 신호 외 재밍(jamming) 신호 존재시 원형 배열 안테나 엘리먼트들(circular array antenna elements) 외 GNSS 신호 처리를 위한 추가의 안테나 엘리먼트(antenna element)를 포함한 적응형 배열 안테나에서 상기 원형 배열 안테나 엘리먼트들을 온(ON)시키고 초기화된 방향 또는 임의 설정된 방향으로 빔(beam)을 형성하여 상기 GNSS 신호의 방향을 확인하는 단계;The circular array antenna elements in an adaptive array antenna including an additional antenna element for processing GNSS signals in addition to the circular array antenna elements in the presence of a jamming signal other than the received GNSS signal. Checking the direction of the GNSS signal by turning on and forming a beam in an initialized direction or a predetermined direction; 상기 GNSS 신호의 방향이 확인된 경우 상기 원형 배열 안테나 엘리멘트들을 이용하여 상기 확인된 GNSS 신호의 방향으로 빔(beam)을 형성하고 상기 재밍 신호 방향으로 널링(nulling)을 수행하는 단계; 및When the direction of the GNSS signal is confirmed, forming a beam in the direction of the identified GNSS signal using the circular array antenna elements and performing nulling in the direction of the jamming signal; And 상기 GNSS 신호 외 재밍 신호 부존재시 상기 적응형 배열 안테나에서 상기 추가의 안테나 엘리먼트를 온(ON)시켜 상기 GNSS 신호를 처리하는 단계;를 포함하 는 것을 특징으로 GNSS Anti-jamming 시스템에서의 배열 안테나 제어 방법.And processing the GNSS signal by turning on the additional antenna element in the adaptive array antenna in the absence of the jamming signal other than the GNSS signal. Way. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 재밍 신호 존재시 상기 추가의 안테나 엘리먼트를 함께 온(ON)시켜 상기 GNSS 신호의 방향으로 빔(beam)을 형성하고 상기 재밍 신호의 방향으로 널링(nulling)을 수행하는 것을 특징으로 하는 GNSS Anti-jamming 시스템에서의 배열 안테나 제어 방법.In the presence of the jamming signal, the additional antenna element is turned on together to form a beam in the direction of the GNSS signal and to perform nulling in the direction of the jamming signal. Array antenna control method in jamming system.
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